给排水工程的非开挖拉管施工技术

刘颖

大庆建筑安装集团有限责任公司

一、工程实例概述

本次所研究的给排水工程处于某个工业区内，其中存在几十家企业，工业区内的生活污水和生产废水管网长达2.5km。为了保证生活污水以及生产废水的有效排放，城市建设的过程中，将该部分的给排水管网作为了重要的改造对象。由于该工业区处于城市的要点部位，为了降低管网改造对城市道路运行所造成的影响，优先选用非开挖拉管技术进行管网改造。

二、前期准备工作

在针对该工业区的管网进行改造之前，还需要对区域内原有的管网布置情况进行全面了解，对于地下管网的走向以及洞口方位进行全面分析，确保为非开挖拉管施工方案提供准确的资料支持。为了降低给排水工程施工时，对周边企业正常生产所造成的影响，应加强对非开挖拉管施工方案的设计，避免施工作业中对附近的管线造成威胁。对于各个管线的出口位置进行准确确认，尽量远离企业生产区域。

三、拉管施工技术要点

1、导向孔轨迹设计

导向孔轨迹指的就是拉管作业的轨迹，导向孔轨迹设计需要遵循一定的原则。既要考虑到施工区域的厂区生产状况，还需要对管线的钻入角度进行有效控制。同时，考虑到拉管的重力因素，对其拉管深度与坡度误差进行严格控制，从而保证拉管操作的准确性。避免由于拉管操作不当，对工作区域的其他管线产生威胁。

2、回拉力的计算及定向钻机的选择

定向钻根据穿越长度实际需要的回拉力进行选型。本项目采用国产DDW-350铺管钻机、马克3导向仪。另配功率为45kW的不停钻射流循环泥浆搅拌系统，可快速制备钻进用泥浆；操纵台全功能数字仪表显示具有独立的液压锚桩系统。钻机的主要技术参数：发动机功率为200kW，最大推力，拉力为380kN，最大回转扭矩为18kN．m，输出轴转速为Or/min-110r/min，泥浆系统功率为45kW，泥浆泵流量为320L/min，泥浆泵压力为10Mpa，角度为8o～20o。

3、管材的选用

非开挖拉管施工技术与其他管道敷设技术相比，在管材质量上存在一定的差异。非开挖拉管施工技术中，要求选用的管材具备较强的韧性以及抗拉能力，其表面的抗刮能力较强。在采用热熔方式对其进行连接时，能够表现出较好的密封可靠性，其自身的连接强度也需要得到有效控制。在具体拉管施工作业中，可以根据施工轨道的改变而发生改变，从而保证拉管施工技术的有效应用。

4、泥浆的配制

采用聚合物加强性泥浆，由优质膨润土泥浆加少量聚合物制成。该配方中膨润土和聚合物添加量约占泥浆质量2％。扩孔拖拉中采用同样比例的泥浆，造壁性能良好，润滑和降低扭矩的效果明显，未发生塌陷等情况。

5、导向孔的施工

根据测量定位的轴线，操作定向钻机水平钻进，路面上部采用控向仪等导航设备控制钻头的方向和深度，严格按设计轴线形成一条直径约为100mm的圆孔通道，孔道中心线即为所需铺设管道的中心线。开钻时采用轻压慢转，进入平直段采用轻压快转以保持钻具的导向性和稳定性。根据地层变化和钻进深度，适时调整钻进参数。施工过程中，密切注意钻进过程中有无扭矩、钻压突变、泥浆漏失等异常情况，发现问题立即停止施工，待查明原因并采取相应措施后再施工。导向孔完成后，对工作坑人土口、接收坑出土口的标高和方位进行复核，确保按设计轴线成孔。

6、扩孔作业

导向孔完成后，卸下起始杆和导向钻头，换回扩钻头进行回扩。回扩过程中始终保持合适的泥浆量，对泥浆各性能参数进行不定期检测，以调整泥浆性能指标。根据地层的实际特点，合理控制回扩钻进速度，以利排渣。扩孔分3-5次完成，最后一次回扩需采用相应的挤扩式钻头，若回拖力和回扩扭矩较大，则需多回扩一次，以利孔壁成型和稳定。针对广东地区粉淤质土质的特点，实际操作时在泥浆混配系统中加入适量TERRA等稀释粉，该粉具有固化洞壁、润滑钻杆、塑管等作用并能起到防止管材变形等功能。

7、回拖管材

进行管材连接的过程中，需要严格遵循电热熔施工的要求，回托管材之前，需对管材焊接的质量进行有效检查。要求在管材焊接部位自然冷却之后，才能对其焊接质量进行检查，对于检查合格的管材，方能执行后续的托管作业，而不符合质量需求的焊接部位则需要进行再次修补。进行回拖管操作时，需要对孔内的情况进行严密监视，相应操作人员需根据钻孔的回执力，对拖管操作进行有效控制。管道回拖的过程中，需要保证平稳，用力均衡，不得出现蛮横拖拽的情况。拖管作业中，应尽量保证一次性拖入，不得出现停顿状况，对管材的拖拽角度造成影响。

四、拉管工艺的控制分析

1、管线轨迹的设计

与其他管线不同，排水管道的重力流特征决定了其必须控制较小的坡度和标高误差，这对拉管的成孔控制提出了更高要求。为了保证引导精度，主要采取了以下措施：一是在管线设计时，充分考虑引导实施的可行性；二是适当设置工作坑，确保入土角度和标高；三是增加测定频率，精确换算管位深度；四是尽量减少测定干扰，尽量选择在生产间隙、车辆较少的时间进行施工。采取以上措施后，纳管工程约10km的拉管段，标高偏差基本上控制在50mm以内，满足了排水工艺要求。

2、成孔质量的控制

重力流排水管成孔的主要特征是有一定坡度的直线段、较小的误差以及不设曲线段，这是与其他管线的根本不同，也是施工难点所在。为了达到这一要求，主要采取了以下措施：一是开挖相当的入出土工作井，以设计坡度或较小的人出土角度控制出入土点；二是必须对出入口附近的少量管段进行二次排管并接顺至检查井，确保有效段管线的顺直及一定的坡度。

结语：非开挖作为一种新型的地下管线建设方法，最近几年在我国得到迅猛发展。随着我国城市化进程的加快，非开挖铺管技术越来越受到人们的青睐。目前，在国际上非开挖技术的推进已经成为衡量一个国家地下管线施工科技含量高低的重要标志之一。发达国家非开挖技术的施工量有的已高达40％。笔者通过在某工业区环境综合整治项目污水纳管工程中的成功应用，取得了良好的经济、社会效益，它对于大规模推广该项技术在重力排水管施工中的应用具有较强的借鉴意义。

参考文献：

[1]夏光林.市政给排水工程的非开挖拉管施工技术的应用研究[J].住宅与房地产,2015(19);

[2]高翔,杨冬,周志辉.非开挖拉管技术在市政给排水工程中的应用[J].技术与市场,2016,23(12):33.