市政管道工程非開挖施工技術應用

【摘 要】隨著城市建設的加快，交通網的不斷擴大，在很多地下工程建設中，傳統的開挖技術開始受到了限制，而采用非開挖技術倍受青睞。非開挖拖管施工技術開挖量小、環境影響較小、施工成本較低，本文結合工程應用實例，對其施工技術方面作相關探討，給同類工程提供借鑒和參考。

【關鍵詞】非開挖技術；施工準備；施工流程；測量控制

城市地下管網作為城市的重要基礎設施之一，其建設越來越來收到人們的關注。城市地下管網施工，一般埋置較深，采用開挖鋪管技術，對環境污染嚴重，干擾大，破壞性大，已逐漸被非開挖技術所取代。非開挖拖管施工技術正是非開挖技術中的典范，解決了管道埋設施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穿越鐵路、公路、河流、建筑物等障礙物時可減少沿線的拆遷工作量，節約資金和時間，降低工程造價，在穩定土層和環境保護等方面凸顯其優勢。

1 工程概況

某污水截流管工程，全長1453m，全部采用非開挖拖管技術施工，施工分五段，管材采用PE管，管徑為DN300，管道最小覆土深度5.0m，最深處達7.0m。

2 前期調查

2.1 地貌和交通狀況

本工程施工路面較為平坦，但因本段道路為景區內交通要道，人流量和車流量較大。委托地質勘探部門的鉆探報告顯示，本次管道將穿越在含砂量較大的地層中。

2.2 管線探測

根據勘探部門提供的工程現場地下管網資料，采用探地雷達結合掀井蓋實地測量，對現場地下管網進行復查，準確掌握地下各種管道和其他基礎設施的分布及埋深，為導向孔軌跡提供準確的設計依據，確保施工安全。

3 施工準備

3.1 鉆機配備

本次工程采用STD-320型水平定向鉆機進行施工，鉆機性能參數如下：

3.1.1 額定扭矩：11000N·m；

3.1.2 入土角調整范圍：0～15°；

3.1.3 最大回拖管徑：1000mm；

3.1.4 最大穿越距離：1500m；

3.1.5 最大推拉力：3200kN；

3.1.6 鉆機結構形式：履帶式；

3.1.7 控向儀及方式：進口向導五無線導航探測儀。

3.2 選擇管道焊接場地

在靠近管道全線中間的一個鉆桿出土點有塊較大的閑置空地，將其按市安全文明施工規范要求用彩鋼瓦圍檔作為管道焊接場地。

3.3 施工臨時用水

就近取用珠江水。

3.4 施工臨時用電

用30kW柴油發電機組在施工現場發電。

4 施工流程

4.1 鉆機進場

為了不影響附近景區白天車輛及游客交通，施工鉆機安排在晚上十點鐘后進場。

4.2 導向軌跡設計

根據施工現場的地貌、地質和地下管線情況，設計出拖管路線圖及斷面圖，同時按照設計規范要求，考慮以下因素：

4.2.1 滿足規范要求的最小曲率半徑，即R=1200D=360m，由于本工程穿越地段地層比較復雜，穿越地層主要是流沙，該地層成孔性、穩定性差，為了減小管道的彎曲應力，擬將本次管道彎曲半徑增加到R=1500D=450m。

4.2.2 滿足穿越道路的安全規范要求；規范要求穿越道路應保持在道路下5m，該工程管道覆土在5～7m，滿足施工規范要求。

4.3 測量放線

4.3.1 根據施工要求的入土點和出土點坐標放出管道中心軸線，在入土點端測量并確定鉆機安裝位置及泥漿池的占地邊界線；在出土點一端，根據管道中心軸線和占地寬度及長度，放出出土點作業場地邊界線。

4.3.2 測量控向參數：按操作規程標定控向參數，要求細心并盡可能多測取參數比較，以確定最佳參數，在管道中心線的三個不同位置測取，且每個位置至少測四次。

4.4 管道施工

4.4.1 鉆機就位

鉆機設備進場完成后，按照施工平面的布置，進行鉆機就位固定，開挖泥漿池等。

4.4.2 泥漿配制：根據地質資料情況，確定泥漿配制方案，開鉆前配制好30m3優質泥漿。泥漿在定向穿越中起關鍵作用，針對不同的地層采用不同的泥漿，若地質情況復雜，則對泥漿要求比較高，為了對付不同的情況，采取以下措施：

（1）按照事先確定好的泥漿配比用一級膨潤土加上泥漿添加劑，配出合乎要求的泥漿。

（2）使用的泥漿添加劑有：聚合物（萬用王），濾餅劑，潤滑劑，根據不同的穿越地質條件，確定加入不同的添加劑。

4.4.3 鉆機試鉆：進行系統連接、試運轉，設備運轉正常后，鉆進1～2個根鉆桿后，檢查各部位運轉情況，正常后按次序鉆進，確保導向鉆進一次成功。

4.4.4 導向孔鉆進

（1）導向孔的鉆進是整個定向鉆的關鍵，操作STD定向鉆機及配套的鉆具進行地下鉆進施工，地面上使用向導五定向系統控制鉆頭的方向。要重視每一個環節，認真分析各項參數，鉆出符合要求的導向孔，鉆導向孔要隨時對照地質資料及儀表參數分析成孔情況。

（2）由于本工程為中長距離復雜地層穿越，導向孔鉆進時，推力較大，要求鉆機錨定必須牢固，泥漿性能達到高粘度、好流動。

4.4.5 擴孔：導向孔鉆好后，用擴孔鉆頭將導向孔逐級擴大至需要的孔徑。

4.4.6 管道回拖：孔徑達到管道回拖要求的條件后，將檢驗合格的穿越管道吊上滑送架并檢查無誤后回拖。回拖是穿越的最后一步，也是最關鍵的一步。在回拖時進行連續作業，避免因停工造成卡鉆。回拖前仔細檢查旋轉接頭、連接頭、擴孔器的連接，確定連接牢固方可回拖，回拖時出入土兩端工作人員要加強聯系，協調配合將管道拖到預定位置。

4.5 管道高程測量控制措施

4.5.1 鉆孔前測量控制措施

根據施工圖紙，利用經緯儀或全站儀設定拖管段（兩井之間的位置）坐標與距離，確定拖管導向孔中心線在地表走向，測量出導向孔中心線與地面的相對高程數據，并根據管道鋪設深度的要求，確定導向孔的出入土角度和出入土點位置，將測量出的鉆孔軌跡繪出詳細圖紙。

4.5.2 鉆孔過程中的測量控制措施

在導向孔鉆進的過程中，測量人員手持導向儀，通過導向鉆頭內探頭發射器發出的信號來確定鉆具的準確位置，利用導向儀接收器獲取的數據與預先設計的數據進行比較，每鉆進2～3m時進行一次測量計算，隨時調整鉆進軌跡，如果實際鉆進超出設計的誤差范圍，則需要回拉鉆桿，重新鉆進。

4.5.3 擴孔過程中測量控制措施

導向孔嚴格按照管道軌跡設計鉆進完成后，即進行擴孔工作，不同土層采用不同的擴孔器，筒型擠壓式擴孔器適合淤泥層，刮刀式擴孔器適合粘土層和流沙層，合金鋼牙輪擴孔器適合巖石層，本次工程土質為流沙和淤泥土層，采用刮刀式和擠壓式擴孔器交替使用，考慮到擴孔過程中由于擴孔器自重會產生成孔下垂的現象，造成導向孔準確而在擴孔中高程下降的問題，通過預先設置10cm的變量調節，有效的解決了高程問題。

本工程完工后經測量，高程符合設計要求，通過竣工驗收。

4.6 管道保護

4.6.1 管道回拖前對焊接好的管線進行驗收，驗收內容：是否按照設計要求對所有管道進行了檢驗，管道質量是否合格，是否符合管道的彎曲度，拉管頭做的是否合格，確認合格后方能回拖。

4.6.2 最后一次擴孔要提高泥漿的潤滑性能，回拖時保持最后一次擴孔的泥漿性能，避免大幅度調整泥漿造成的孔壁坍塌，給拖管增加阻力。

4.6.3 管道回拖前必須檢查兩端封閉情況，管道回拖就位后，仍然保持管道兩端密封，確保管道內干凈。

4.7 環境保護和地貌恢復

4.7.1 施工過程中，加強對各種油料、泥漿藥品的管理，避免流失地面、污染施工場地和道路。

4.7.2 管道完工后，對泥漿池中的泥漿進行回收處理，回收不了的泥漿用泥漿車外運到指定的地方排放。填平泥漿池，恢復地貌。對施工現場進行清理，做到：“工完、料凈、場清”。

4.8 資料完備

施工完畢后，做出詳盡真實的技術資料，交給有關部門存檔。

5 結語

綜上所述，本工程采用的非開挖施工技術，減少了大量的土方開挖工作，并且保持地面交通暢通，不影響地面構筑物設施的安全，很好的縮短了工期，減少的工程施工對周圍的建筑和居民的影響，對環境的保護同樣明顯。因此，非開挖施工技術的應用取得了良好的經濟效益和社會效益，值得推廣。

參考文獻

[1]李淑娟;非開挖技術在排水工程中的應用[J];中國高新技術企業;2010年01期

[2]胡逸飛 淺談非開挖拖管施工技術在市政管道工程中的應用 2011年01期