南京市大厂市政管网工程非开挖定向钻（拖管）施工技术总结

【摘要】随着我国城市化快速推进，对城市基础配套工程提出较高要求，而市政工程的给排水问题日益突出，引起广大居民的关注。现在全国各个城市雨水和污水分流的工程都在如火如荼的进行。但给排水工程施工也面临众多难题，各种管线在地下纵横交错、层叠密布，地面建筑物也越来越多，给城市居民出行带来不便，为了解决现有市政设施与拟建市政管网工程施工矛盾，笔者就曾施工过程中施工技术进行表述。

【关键词】市政工程 非开挖 定向钻

1 引言

雨污分流就是在以前实行雨污合流的居民区，通过再造一个系统，使雨水和污水各走各的管道，对于城市生态环境、生活舒适度均有极大的提升，这也是城市化进程所迫切需要的。但是雨污分流工程施工也面临着极为严峻的挑战，存在管道工程在重新布设管线时，对于新建不久的市政道路路面进行破路开挖，影响周边环境整洁清洁度，并造成交通拥挤，影响居民出行，易造成市民的不解、不满等问题。

加上各种管线在地下纵横交错、层叠密布，地面建筑物也越来越多，为了解决现有市政设施与拟建管道工程施工矛盾，近年在国内逐渐兴起了非开挖施工技术，非开挖施工不但可以避免开挖，缩短施工工期，施工安全且节约成本。笔者2010年至2012年曾参与南京市大厂市政管网工程的施工管理，在工程上非定向开挖钻拖管施工作为当时最主要的非开挖施工方法被广泛的应用，下面主要就非定向开挖钻拖管施工的施工方法及实际施工过程中存在的问题作表述。

2 施工工艺

2.1施工步骤概述

施工准备→测量放线→施工现场布置→设备进场→设备调试→试钻→钻导向孔→分级预扩孔→管道回拖铺设→设备撤场→完成牵引管→恢复地貌→竣工验收。

2.2 准备工作

（1）施工前先确定每一枪的入土 、出土点位置。

（2）根据图纸每隔10m布设一控制点。便于在施工过程中方便施工人员复核埋深。

（3）施工采用的定向钻机现场已就位，钻杆、泥浆泵及发电设备和施工人员全部到位。

2.3 施工机械的选择

本工程采用PE管材管径分别为d400、d500和d630，并通过严格计算，确定水平定向钻机规格尺寸。

2.4管道焊接

（1）焊接准备

焊接准备主要是检查焊接机状况是否满足工作要求。如检查机具各个部位的紧固件有无脱落或松动;检查整机电器线路连接是否正确、可靠;检查液压箱内液压油是否充足;确认电源与机具输入要求相匹配;加热板是否符合要求;铣刀和油泵开关等的试运行等。

（2）焊接

焊接应按照焊接工艺卡各项参数进行操作。必要时，应根据天气，环境温度等变化对其做适当调整。主要步骤如下：

1）用干净的布清除两管端的污物。将管材置于机架卡瓦内，使两端伸出的长度相当（在满足铣削和加热的要求情况下应尽可能短，通常为25～30mm）。若必要，管材机架以外的部分用支撑物托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好。

2）置入铣刀，先打开铣刀电源开关，然后缓慢合拢两管材焊接端，并加以适当的压力，直到两端均有连续的切屑出现，撤掉压力，略筹片刻，再退出活动架，关掉铣刀电源。切屑厚度应为0.5～1.0mm，通过调节铣刀片的高度可调节切屑厚度。

3）取出铣刀，合拢两管端，检查两端对齐情况。管材两端的错位量不应超过管壁厚的10%或1mm中的较大值，通过调整管材直线度和松紧卡瓦可在一定程度上进行矫正;合拢时管材两端面间没有明显缝隙，缝隙宽度最大不能超过：0.5mm（225mm400mm）。如不满足上述要求，应再次铣削，直到满足上述要求。

4）测量拖拉力，这个压力应叠加到工艺参数压力上，得到实际使用压力。并检查加热板温度是否达到设定值。

（3）热熔焊接工艺曲线与焊接工艺参数

与焊接直接有关的参数，有三个：温度、压力、时间。焊接工艺曲线图实际上是焊接过程压力、时间关系图。具体因篇幅所限，在此不做过多描述。

2.5 定向钻施工

（1）首先对施工入出土点进行开挖 ，工作井的长度、宽度及深度根据所选机型及出入土点的造斜角度确定。钻机就位准备工作完毕开始导向。

（2）导向孔根据设计曲线钻进。施工過程中，谨慎处理控向数据，并适当控制钻进速度，保证导向孔光滑。

穿越施工钻导向孔是关键工序。首先确定管材穿越的位置及线路 ，设立多个控制点进行导向，把探棒装入钻杆前的导向头内，通过探棒发射信号数据到地面的接收器 ，由地面接收器发射到钻机的显示屏。司钻手根据显示屏上显示的数据进行钻进，导向手根据接收器显示的数据通过对讲机指挥司钻手按确定的坐标及线路随时调整钻头角度进行钻进，导向钻进钻杆起始倾斜角度控制在7°～9°之间 ，保证钻进轴线方向符合图纸设计要求。导向钻进过程中随时查看钻孔返回泥浆情况 ，根据返浆判断地层

含沙等情况，保证钻进的正常施工。直到出土为止导向完成 ，此时导向孔直径约为钻杆直径 +Φ100mm。

2.6 扩孔

按照常规施工工艺，导向孔钻成后，卸掉钻头及控向系统，要安装扩孔器进行预扩孔，扩孔，在本工程中将采用带长槽回扩头它适用于普遍的工程条件，在中密度粘土、砾泥粘土和含岩土壤（砾石、鹅卵石等）中施工，兼有飞旋刀式切割器和锥形挤扩器的复合功能，具有很高的施工效率。

在扩孔的时候，根据扩孔孔径大小情况，必要时，要使用中心定位扶正器扶正钻杆。防止钻杆因自重发生下沉，扩孔时应严格控制回扩速度，扩孔速度应控制在800mm/min以内。

最终扩孔直径保证≥1.3倍的铺管直径。扩孔过程中如果发现扭矩、拉力较大，则需要重复进行清洗。拖管时采用？400钻头连接待铺管线、分动器及相关钻具进行管线回拖。

2.7 回拖

回拖前为了减小管道回拖时的摩擦力，保证管道顺利回拖和保护管道防腐层，在回拖过程中，尽可能使管道在孔洞内保持悬浮状态，只要管道在孔洞内完全处于悬浮状态，管道回拖过中的回拖阻力将降低到最低，这样可以保证管道的顺利回拖。管道回拖时，管段与钻具连接应符合下列要求：

1）检查扩孔器内通道及各泥浆喷嘴是否畅通，确认合格后才能连接;

2）连接顺序：钻杆+扩孔器+旋转接头+U型环+管道。

管道回拖施工应连续进行，除发生不可抗拒的原因外，严禁在施工中无故停拖。在拖管施工时现场应配备吊车进行施工配合 ，将管道吊起顺入孔内 ，待管材顺利进入洞中厚 ，方可进行钻机自行拖拉 。

拖管时，管道下面每 10m 长左右均匀布设特制滑轮 ，做为管道拖动时的轴承作用 ，以减少磨阻。

2.8 管壁及造斜段注浆

由于施工扩孔直径大于设计管道直径，且造斜段内无管道为一空洞在管拖管完，在管道外壁压注水泥浆，使水泥浆与拖管过程中的泥浆充分结合，加固土体硬度。造斜段浇筑C15砼并用振动棒振捣密实。

至此，整个拖管程序完毕。

3小结

非开挖定向钻技术从上世纪70年代发明到现在，虽然历史虽短，但经过许多科研人员和施工人员的不懈努力，已经发展到了很高的水平。非开挖水平定向钻施工技术在穿越河流、交通干线、城市管网等工程中具有明显的技术优势，其可以降低对地面设施的干扰，同时也可保证施工的精度和质量，因此在工程中得到了认可。而南京市大厂市政管网工程中大部分的管道敷设也是运用定向钻来施工，技术运用十分的成熟，对于可能出现的问题也都有法可依，有据可询，尽量做到一次拖管，一次到位。

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