地表式定向钻施工造斜孔封堵方法
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摘要：随着城市建设的不断发展，需要不断增设管线及穿越交叉路口及河浜，而在这几个区域内施工往往都是采用地表式水平定向钻施工方法；这种施工方法可以大大减少开挖面，减少施工工期以及减少对周围交通的影响，但采用该种方法施工在每一个管道区段内都会留下两个造斜孔，这造斜孔的封堵密实与否，直接关系到路面上的行车安全；如何能更好的去封堵这个造斜孔，把每一个造斜孔封堵密实是我们每一个建设者的使命；采用水泥：粉煤灰：水的配合比为1:19:10.57的拌合物封堵造斜孔的方法，我在“申江路（浦东区界~沪南公路）新建工程3标”及“下盐公路8标”验证下来的效果相当不错，通车至今，路面造斜孔处无任何下沉现象，路况良好，行车舒适度良好；这种封堵方法是我们尝试过的所有方法中效果最好，同时也是比较经济的一种方法。
关键词：定向钻，造斜孔封堵，路面，沉降
中图分类号：U416文献标识码： A
在日常雨污水管道的施工过程中，经常会碰到雨污水管道穿越交叉路口的施工，而交叉路通繁忙，交通管理部门因要确保所管辖区域内的车辆及行人正常通行，往往不会同意封路施工的方案；另一种情况是污水管道穿越河浜的施工，而穿越河浜段往往都不能采用开挖的方法施工；还有一种情况就是在原有通行的道路上增设一条污水管道，在老路上增设污水管道尽量要减少对原有道路的破坏和对现有交通的影响；在以上三种情况下的雨污水管道的施工，设计单位一般都是采用地表式水平定向钻的施工方法。
在上海浦东地区雨污水管道的埋深一般都在6~7m之间，窨井一般都间隔80~100m设一座 (详见附图)。水平拖拉管施工采用的机械一般拉力为50~100t的地表式定向钻机；此种方法施工前则需在相邻两个窨井的（雨污水管道轴线方向）外侧18~20m处先开挖一个工作坑和一个接收坑，而后由地表式水平定向钻机进行定向钻孔。造斜孔的入土口倾角在12°~18°之间，出土口的倾角在8°~10°之间，对埋深在6~7m的造斜孔曲率应大于300，水平距离为该管段埋深的3~5倍；管道施工完成后，每一拖拉管段总有这么两个斜孔位于快车道上，我们在回填这一个个造斜孔的时候往往很难回填密实，但采用该种施工方法又不可避免的要在我们的道路下面埋藏这一个个斜孔，斜孔处理的不好就是一个个定时炸弹；待道路通车后，在造斜孔水平轴向位置上21~35m的区域内产生10~30cm沉降，这么大的沉降量往往会造成路面结构层的断裂，对路面的整体质量造成不可挽回的破坏；对百姓的日常出行也带来极大的安全隐患，给我们政府的整体形象造成极为严重的负面影响，同时给公司带来极其不利的负面效应；因此确保每一个造斜孔封堵密实，保证整个路面的质量安全及行车舒适是我们每一个建设者的使命。
假如我们有一段管道直径为DN800，从原地面到管底标高的绝对高程为7m，则造斜孔的水平距离则为原地面至管底高差的3~5倍，也就是在21~35m之间。当导向杆穿越全段管道长度后，采用由小到大的钻孔扩头进行反拉多次扩孔，形成略微大于管道直径的拖拉管道孔径，当将管道拖拉到位后进行窨井砌筑、窨井周边回填土及造斜孔回填等工序。
可是每一拖拉管段都会留下两个造斜孔，我们都知道造斜孔的存在只是给管道提供一个到达设计标高的过度通道，在管道施工完成后造斜孔内是空的，没有管道在里面做支撑，靠我们后续的填充来填补这一个个斜孔，而且这一个个斜孔往往埋设在快速车道下面，这对我们如何去把这一个个造斜孔封堵密实，确保此段路面不下沉，保证行车舒适度，提出了更高的要求；查阅相关资料，对于造斜孔的封堵问题没有完整的介绍，设计图纸上对于造斜孔的封堵问题也很少提及，以前我们单位的老同志用黄砂，二灰，水泥稳定碎石，混凝土等材料对造斜孔进行回填封堵，但经过时间及交通量的检验，在造斜孔区域内都有不同程度的沉降。
采用黄砂回填往往在造斜孔顶沿着管道轴线方向10m范围内沉降是比较明显，这是由于黄砂的流动性比较强，我们无法把这个斜孔填满，即使我们在施工的时候填满了，但在通车以后，随着车辆的行车振动以及地下水的共同作用下，在造斜孔顶往往会形成一个10m左右的斜面孔洞；采用二灰封堵填筑也有一个问题，我们这个地区地下水位比较高，在造斜孔内往往会涌入地下水，即使在施工时拿潜水泵抽掉也无法避免回填完成后受到地下水的浸泡，因此采用二灰这种气硬性材料，无法保证该回填区域内的强度，更难保证造斜孔顶区域内的密实度，通车后在造斜孔区域内沿管道轴线方向往往都有不同程度的明显沉降，沉降量一般在10~15cm；采用水泥稳定碎石和混凝土材料回填，一个造价比较高，另一个也很难保证把造斜孔回填密实，这类材料虽然具有很高的强度，也是水硬性材料，但这种材料的颗粒也比较大，容易发生离析现象，而且施工的可塑性也比较差；对于垂直孔洞在不考虑造价的前提下用这种材料回填是相当理想的，但考虑到造价问题，又考虑到是斜孔，采用这类材料就不是很理想了，因为混凝土及水泥稳定碎石在斜孔的情况下由于组成这种混合料的颗粒比较大加上组成混合料的碎石又具有一定的粒径并且带有棱角，这就造成在斜孔的情况下很难插捣密实，并且在水中插捣又会产生离析现象，很难保证斜孔内的所有材料都硬化，往往做成之后在斜孔的中上部位形成空隙，并伴有有离析现象，有相当一部分材料得不到硬化，这些不硬化的区域在中上部形成的空隙，随着通车后行车荷载的作用该区域就会产生下沉现象，虽然这种回填材料的沉降量比较小而且沉降区域也比较短，但花了大价钱，而且沉降量很难控制，所以这种材料在造斜孔的回填封堵上很少采用。因此可以看出具备一定的流动性、延性、可塑性和凝固强度的材料用来回填封堵造斜孔是最为理想的。
我通过在2011年通车的 “申江路（浦东区界~沪南公路）新建工程3标”及2013年通车的“下盐公路8标”实践中的经验，介绍一下快车道下造斜孔的封堵方法：
1、依据造斜孔扩孔后的实际管径和长度，计算本段造斜孔的体积。
2、为了将造斜孔封堵密实，且考虑到造斜孔的回填材料必须具有一定的流动性、延性、可塑性和凝固强度，材料的拌合物应以手捏成团，落地能散为宜；最终我们使用水泥、粉煤灰及水的拌合物作为回填封堵造斜孔的材料，因为这种拌合物的颗粒比较细，流动性不成问题，粉煤灰密实后就能成板体，成板体后具有一定的抗压强度，水泥又是水硬性材料，粉煤灰和水泥的拌合物在水中也可以硬化；经过配合比试验和经济比选下来，最终确定水泥：粉煤灰：水的配合比为1:19:10.57，并按此段造斜孔体积的1.1倍进行备料，将材料堆于孔口旁备用。
3、水平定向钻机依工作姿态停于孔口处，另在孔口旁设置一台砂浆搅拌机，出料口对准孔口方向。按上述水泥、粉煤灰比例用砂浆搅拌机分批拌料（每盘拌制60~90秒），采用流槽将拌制好的浆体灌入孔口（用潜水泵把斜孔内的水抽干后立即灌入），任浆体自由流入孔内，当孔内砂浆灌入一定量，无自由下沉停滞后，将停在孔口的水平定向钻机装上直径Φ250的小扩头向孔内来回伸捣后，继续灌入浆体，直至孔口的备料基本用完，孔口不再下沉既可认定此造斜孔封堵密实。
4、当封堵造斜孔选用普通硅酸盐水泥时必须连续施工，此段造斜孔的封堵时间必须在5小时内水泥终凝前结束，以免影响浆体凝固后的强度。
对上述施工方法效果的验证：申江路（浦东区界~沪南公路）新建工程3标2个交叉路口拖拉管段及4个过河拖拉管段，共12个造斜孔均处于快车道上，自2011年通车至今，路面造斜孔处无任何下沉现象，路况良好，通行正常；下盐公路8标共有8个过河段，3个交叉路口，共22个造斜孔，自2013年6月通车以来经过多次现场实地检测均没有发现有沉降趋势。
参考文献：
[1]、非开挖铺设地下管线施工技术与实践 作者：叶建良，蒋国盛，窦斌出版社：中国地质大学出版社 ＩＳＢＮ：9787562514886
[2]、给排水管道施工及验收规范（GB50268-2008）主编部门：中华人民共和国住房和城乡建设部出版社：中国建筑工业出版社统一书号：15112.17216