陳國杰

(山西臨汾市政工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西臨汾041000)

隨著我國城鎮(zhèn)建設(shè)的高速推進(jìn)，我國城市管網(wǎng)建設(shè)及舊城區(qū)管網(wǎng)改造工程大幅度增加，非開挖技術(shù)作為一種綠色建筑技術(shù)，能有效的實(shí)現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！?節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù))，縮短工期，降低工程成本。如臨汾市政務(wù)中心煤氣管道遷移工程采用非開挖鉆進(jìn)技術(shù)拖拉管就是成功一例。該工程管線全長845m，其中橫穿濱河?xùn)|路和臨汾貨運(yùn)樞紐站，拖拉管管徑DN500，受地面建筑物和道路不可間斷通行影響，無法正常開挖施工，故將設(shè)計(jì)變更為非開挖定向鉆進(jìn)，非開挖長435m，分兩段施工。

1 非開挖定向鉆進(jìn)技術(shù)簡介

非開挖定向鉆進(jìn)技術(shù)又稱拖拉管施工，是在不開挖土壤的條件下，采用非開挖鉆機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的鋪管路線，驅(qū)動裝有楔形鉆頭的鉆桿從地面鉆入，鉆進(jìn)過程采用探測儀導(dǎo)向，然后，卸下鉆頭換裝適當(dāng)尺寸的回程擴(kuò)孔器，使之能夠在拉回鉆桿的同時(shí)將鉆孔擴(kuò)大至所需直徑，并將需要鋪裝的管線同時(shí)返程拖回鉆孔入口處完成管道敷設(shè)的施工方法。水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法根據(jù)土質(zhì)條件的不同一次鉆進(jìn)的距離可達(dá)100～600m不等，能夠鋪裝管線的最大直徑可達(dá)1m。適用于鋪裝PVC管、PE管、HDPE管、鋼管、電纜、光纜等各種不同材質(zhì)的工程管線。目前，這種方法已廣泛用于通訊、電力、化工、燃?xì)狻⑹?、給排水以及交通、市政等不同行業(yè)和部門的地下管線安裝工程。

2 拖拉管施工

2.1 施工準(zhǔn)備

(1)在進(jìn)行非開挖定向鉆進(jìn)施工前，首先要通過全面的調(diào)查，掌握拖拉管施工區(qū)域地表和地下地質(zhì)情況，合理設(shè)計(jì)管線走向和進(jìn)出洞口位置，在滿足拖拉管施工控制需要的同時(shí)，選擇鋪設(shè)管道的材質(zhì)、穿越深度，設(shè)計(jì)出鉆孔的最佳線路。該工程采用SL－33T型非開挖鉆機(jī)，管材采用DN500三PE防腐螺旋鋼管。

(2)根據(jù)現(xiàn)場勘察情況，編制詳細(xì)的施工方案，明確技術(shù)和安全措施，報(bào)建設(shè)、監(jiān)理單位審批后實(shí)施。

2.2 布設(shè)測量監(jiān)測點(diǎn)

采用全站儀布設(shè)鉆進(jìn)軌跡，嚴(yán)格控制穿越段各點(diǎn)標(biāo)高。一般作業(yè)標(biāo)高控制以每根鉆桿為一個(gè)控制點(diǎn)，按設(shè)計(jì)管道坡度計(jì)算出鉆進(jìn)軸線上軌跡標(biāo)高并標(biāo)注在原位，以便在鉆進(jìn)時(shí)及時(shí)反饋信息，指導(dǎo)鉆進(jìn)施工技術(shù)參數(shù)的調(diào)整。

2.3 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)施工

(1)開挖工作坑及拖管坑。根據(jù)設(shè)計(jì)的地下管線位置，開設(shè)長1.5m寬0.5m的樣洞確定管位。在距離工作井5～10m處開挖一個(gè)工作坑，在末端井開挖一個(gè)50m長的拖管坑，入射角度控制在0～18度之間。

(2)工作坑內(nèi)安放導(dǎo)向鉆具。檢查測量儀器，探頭電池電源是否充足，絕緣性能是否良好。

(3)將探頭裝入探頭盒內(nèi)，測試接收機(jī)和同步顯示器，檢查轉(zhuǎn)動探頭盒。將探頭盒與鉆頭接好并連接在鉆桿上，開機(jī)輸送鉆進(jìn)液，檢查鉆頭噴嘴。

(4)鉆桿放入導(dǎo)向鉆機(jī)，就位，使鉆桿在設(shè)計(jì)軸線上。逐節(jié)鉆進(jìn)，直至將鉆桿鉆入拖管坑。鉆進(jìn)過程中用無線手持式測量儀跟蹤監(jiān)測，嚴(yán)格控制鉆頭軌跡，沿設(shè)計(jì)軸線前進(jìn)，如偏差大于規(guī)定要求立即調(diào)整。

(5)鉆桿線性與速度控制。施工中保持鉆桿線性并控制鉆進(jìn)速度，根據(jù)地層變化和鉆進(jìn)深度，適時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。施工過程中，密切注意鉆進(jìn)過程中有無扭矩、鉆壓突變、泥漿漏失等異常情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停止施工，待查明原因并采取相應(yīng)措施后再施工。

(6)導(dǎo)向孔完成后，對工作坑入土口、接收坑出土口的標(biāo)高和方位進(jìn)行復(fù)核，確保按設(shè)計(jì)軸線成孔。

2.4 擴(kuò)孔

(1)導(dǎo)向孔成型后，取下導(dǎo)向鉆頭，接上反擴(kuò)鉆頭、分動器，即可進(jìn)行回拖擴(kuò)孔。

(2)回?cái)U(kuò)過程中始終保持合適的泥漿量，對泥漿各性能參數(shù)進(jìn)行不定期檢測，以調(diào)整泥漿性能指標(biāo)。根據(jù)地層的實(shí)際特點(diǎn)，合理控制回?cái)U(kuò)鉆進(jìn)速度，以利排渣。

(3)在拖管坑一端的鉆桿上，依次按設(shè)計(jì)方案裝上不同規(guī)格的擴(kuò)孔器，利用導(dǎo)向鉆機(jī)回拉鉆桿進(jìn)行擴(kuò)孔，直至將土孔擴(kuò)大至設(shè)計(jì)孔徑。根據(jù)該工程工藝設(shè)計(jì)要求，擴(kuò)孔一共進(jìn)行了6次，分別為φ280、φ380、φ480、φ580、φ680、φ780，最后一次回?cái)U(kuò)采用相應(yīng)的擠擴(kuò)式鉆頭，若回拖力和回?cái)U(kuò)扭矩較大，則需多回?cái)U(kuò)一次，以利孔壁成型和穩(wěn)定。

2.5 拖管控制

(1)將加工好的錐形接頭焊接在鋼管前端與鉆桿、分動器連接牢固，利用導(dǎo)向鉆機(jī)回拉拖管。

(2)為加快拖管進(jìn)度，將鋼管焊接48m長，并對每個(gè)焊口進(jìn)行X射線探傷。

(3)由于局部地段有建筑垃圾，為保護(hù)鋼管的PE保護(hù)層不被劃傷，設(shè)計(jì)在鋼管外再刷7mm厚的玻璃鋼。

(4)為防止拖管在空洞滯留時(shí)間過長，施工過程采取24小時(shí)不間斷作業(yè)，接口焊接和防腐時(shí)間不得超2小時(shí)。

3 拖拉管施工的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 拖拉管施工的優(yōu)點(diǎn)

(1)采用非開挖技術(shù)，地上功能可正常使用。穿過鐵路、公路可不阻斷交通;穿過河流可保證河流通暢、不阻斷通航、有利于排洪等。

(2)環(huán)保型施工。由于采用非開挖施工技術(shù)，減少了大量工程土的堆放，有利于環(huán)境保護(hù)。減少了地面開挖、恢復(fù)造成的浪費(fèi)。

(3)縮短工期，節(jié)約工程成本。采用非開挖鉆孔技術(shù)，施工速度快，地上工程保護(hù)好，極大地節(jié)約了建設(shè)成本。

(4)節(jié)省勞力，安全可靠。與明挖開槽埋管相比較，明顯減少了勞動力。避免了深基坑施工容易造成的安全隱患。

3.2 拖拉管施工的缺點(diǎn)

(1)水平定向鉆拖拉管施工是一項(xiàng)新的生產(chǎn)工藝技術(shù)，目前我國尚無統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工驗(yàn)收規(guī)范。

(2)拖拉施工結(jié)束，產(chǎn)品管與回?cái)U(kuò)孔之間的空隙處理，不能像開槽埋管的施工方法回填密實(shí)。對于橫穿道路的管線部位，孔內(nèi)泥漿固結(jié)后，道路可能出現(xiàn)微量下沉。

(3)由于非開挖法施工鋪設(shè)的管道高程近似倒置曲線，雨污水及管道內(nèi)淤積污物清洗不便。

(4)當(dāng)施工現(xiàn)場有干擾時(shí)，如無線電發(fā)射臺、輸電線路、變壓器等將影響手持式跟蹤儀的測量精度。

(5)當(dāng)?shù)刭|(zhì)勘察不準(zhǔn)時(shí)，會遇到障礙物出現(xiàn)鉆進(jìn)困難或塌空情況。

(6)當(dāng)?shù)叵鹿芫W(wǎng)了解不詳細(xì)或無管網(wǎng)資料時(shí)會破壞原有管網(wǎng)，造成事故和損失。

4 結(jié)語

本工程采用非開挖技術(shù)拖拉管施工，經(jīng)對導(dǎo)向孔鉆進(jìn)、回?cái)U(kuò)、回拉、測量、檢驗(yàn)等指標(biāo)控制，順利地橫穿兩條道路、貨運(yùn)站和近10m高的土山，保證了地面交通通暢及貨運(yùn)站正常營業(yè)，縮短了工期，節(jié)約了投資，達(dá)到了預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。