非开挖拉管施工技术在市政给排水工程应用
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【摘要】本文针对某工业区市政工程项目建设中非开挖拉管施工技术应用实例分析，阐述了该项目完成的前期工程情况调查，总结了拉管施工的技术要点，分析了拉管施工工艺的控制细节。
0.引言
非开挖拉管施工技术能够完成少量地表开挖条件下的地下排水工程管线修复、铺设和探测等工作，成为城市排水管线施工工程一次技术性的革命。施工过程中标高等偏差工艺允许误差范围的控制是成就非开挖拉管技术应用于重力排水管道施工项目的关键因素。本文结合某工业区环境综合治理项目中污水纳管工程应用实际，从前期工程情况分析开始，阐述了拉管施工的技术要点，并进行了拉管工艺施工中控制分析。
1.非开挖拉管施工技术应用项目概况
某城市工业园区环境综合治理项目作为城市老城区集中升级改造工程，牵涉着将近三百家附近企业的大约10km长生产废水管道网络、城市排水纳管网络和生活污水网络系统的改造。经过多方位的分析验证，通过采取非管道拉管技术应用于厂区内外污水纳管工程能够最大程度地有效实现避开影响附近企业和已有道路的因素，同时还可以有效地提升各个企业配合工作的积极性。
2.前期工程情况调查分析
对该工程项目采取非开挖拉管施工，在实施工程项目之前需要通过全面的现场情况调查，以掌握拉管施工操作区域内地下及地表的地质情况，继而采取合理的设计管道线路的走向和进出的洞口位置，这样一方面不仅可有效地满足拉管施工的控制要求，另一方面可有效地满足企业正常的生产需要。依据这样的调查分析目的，拉管施工操作区域内的调查内容主要集中在三个方面。第一，对地下管线进行探查，主要依据所查阅的原始资料及地下管线探测仪进行实地探测，保证避免或者避开对已有管线的损害。第二，勘察地质情况，，主要是调查管线位置处的既往回填、土层土质、地下暗洞和地下设施的具体情况。第三，调查地表障碍物情况，保证地表面能够满足导航设备的穿透要求，具备实施各项操作及控制的基本需要。完成各项调查完全后进行汇总分析，把握各项细节问题，针对不同的难题制定适当的解决方案，一开始就奠定工程基础。
3.拉管施工的技术要点
3.1设计导向孔迹线的技术要点
作为扩孔拉管母线的导向孔，是最终成型的管线孔，对导向孔迹线设计的技术要点必须清晰掌握。重力管道不同于其他的管线，其要求具备严格的深度和坡度误差范围，实际的施工难度非常大。所以，管线的设计要慎重考虑正在生产之中的厂区，保证了解厂区实际情况的基础上，满足施工基本的要求，继而保证管线钻进的时候入土的角度较小。按照实际的需要和综合的设计，该工业区实施100至200m的工作井区间距设置处理，在管线较深的地方，设置如下图1的入土工作坑进行入土角度的保证。
图1 较深管线处的入土工作坑设计示意图
3.2选择回拉力计算和定向钻机的技术要点
定向钻的选型需要考虑穿越长度的实际需要回拉力数值，较为权威的标准为福建省2007年工程建设标准，即《水平定向钻尽管线铺设工程技术规程》上的具体公式。本项目依据标准计算回拉力所得的数据，选用了国产DDW-335铺管钻机和马克导向仪，配备了45kW功率的不停钻射流循环的泥浆搅拌系统，能够快速完成钻进所用泥浆的制备。钻机主要的技术参数包括：最大推力和拉力是380kN，输出的轴转速是0至110r/min，发动机功率是200kW，泥浆系统的功率是45kW，泥浆泵压力是10Mpa。
3.3选用管材的技术要点
按照设计文件的要求，选用的管材为HDPE管，这种管材具有多方面的优点。第一，其韧性高，具有很强的抗拉能力和很好的抗刮痕能力；第二，其使用了热熔对接的一体化连接方法，具有可靠的密封性，连接处轻度比本身强度还要高，适合拖拉；第三，其可挠性能良好，容易使管道的走向按照管道的轨道实现改变；第四，抵抗快速裂纹传递的能力非常好。
3.4配制泥浆的技术要点
非开挖拉管施工常使用聚合物性能增强的砂浆，通过优质的膨润土泥浆和少量的聚合物的拌合配制而成。较为成功的施工配方之中聚合物添加量和膨润土总量大约占据泥浆总质量2%左右，该配方在扩孔拖拉中的使用效果较好，所做出造壁的性能良好，具有明显的降低扭矩和的功效，没有出现坍塌等现象。
3.5施工导向孔的技术要点
按照所量测的定位轴线，进行定向钻机的水平钻进操作，在路面的上部使用控向仪来进行钻头深度和方向的控制，完成一条按照设计严格执行的直径约100mm圆孔通道的轴线，孔道的中心线就是所需要铺设的管道中心线。刚开始开钻的时候使用轻压慢转的方式，进入到平直段处使用轻压快钻来保持钻具的稳定性和导向性，依据钻进的深度和地层的变化情况，适时进行钻进参数的调整。在施工过程之中，严密观察钻进过程有没有出现扭转、漏浆或者钻压突变等异常情况，一旦发生问题马上停止施工，查明了原因并且采取适当措施之后才可以复工。
3.6扩孔的技术要点
完成了导向孔之后，卸下导向钻头和起始杆，换用扩钻头来回扩，在回扩过程之中一直要保持者适当的泥浆量，不定期的检测泥浆各项性能参数来调整泥浆的性能指标。按照地层实际的特点，进行回扩钻进速度的合理控制，这样可以保证排渣的顺利。通常要分三到五次完成扩孔，当最后一次进行回扩的时候要采取相对应使用的挤扩式钻头，如果回扩力和回拖力扭矩比较大的话，就需要再回扩一次，这样有利于孔壁的稳定和成型。
4.拉管施工工艺控制分析
4.1设计管线轨迹
排水管道不同于其他的管线，其受到重力流特性的影响，必须保证较小的标高和坡度误差控制，这样就高的要求着拉管成孔的控制，给排水工程实际中常采取三方面方法进行引导精度保证。首先，设计管线的时候就充分进行引导实施可行性的考虑；其次，适当的设置工作坑，保证入土标高和角度；再次，增加定额频率，保证精确的进行管位深度的换算；另外，尽量的减少测定干扰，最好选择在车辆较少或者生产的间隙时间施工。
4.2控制成孔质量
重力流的排水管成孔最主要的特征是其具有较小的误差、不设置曲线段和一定坡度直线段，成就其不同于其他管线特征的同时也加大了施工的难度。保证控制好成孔质量一方面要开挖一定的出入土工作井，来设计较小的出入土角度或者坡度，继而控制住出入土点，另一方面是上图1做法都较难实施的时候二次排管出入口附近少量的管段，以保证有效管线顺直及其坡度。
4.3预防沉降
因为回扩头大小、质量不同，土质不能达到均一性要求，非开挖拉管施工存在沉降的问题，必须采取措施予以控制。预防沉降的措施主要有三种，即：分多次完成扩管、适当选择刀头和全方位制定应急补救措施方案等。
5.结语
文章通过结合某工业区环境综合治理项目中污水纳管工程应用实际，从前期工程情况分析开始，阐述了拉管施工的技术要点，并进行了拉管工艺施工中控制分析。从工程施工情况表明，对于非开挖拉管施工过程中标高等偏差工艺允许误差范围的控制是成就非开挖拉管技术应用于重力排水管道施工项目的关键因素，因此施工时应特别注意。从工程实践效果表明，该工程的施工运营效果显示，该技术的应用实现了明显的社会效益、环境效益以及良好的经济效益。显然，从众多的实践可发现，非开挖拉管施工技术能够完成少量地表开挖条件下的地下排水工程管线修复、铺设和探测等工作，值得城市排水管线施工中推广应用。
【参考文献】
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