萧林路电力管道非开挖顶管过河施工技术——螺旋钻进顶管法

陈海勇

陈海勇

（江苏海宏电力工程顾问股份有限公司江苏无锡214028）

一、前言

非开挖顶管技术在城市建设中，尤其是上下水管道、煤气管、电力、通信等管线中被大量应用。非开挖施工技术在发达国家起步较早，技术也比较成熟，已得到广泛应用。我国也于上世纪八十年代开始引进小口径顶管施工技术，经过近二十年的发展，非开挖顶管技术已有了较大的发展

非开挖施工技术具有对环境交通影响小、占地面积小、沿线拆迁少、土方量少、外界干扰少、应用范围广的优点，随着人们环保意识的提高，发展非开挖施工技术必然成为城市发展，尤其是我国城市改造的需要。

昆山市萧林路改造中，电力管线过同心河及皇仓迳河，因管线数量（路南侧16回，北侧16回，单回管径D200）较多做桥架影响城市景观，拟采用非开挖顶管施工技术——螺旋钻进顶管技术。

二、工程概况

萧林路电力管线过同心河及皇仓迳河，拟采用非开挖顶管技术。根据昆山市玉山水利站提供的河道及水文情况：同心河为控制性河道，不通航，其河底高程为-0.5米（吴淞标高），规划河口宽25米，水位最高不超过2.6米；皇仓泾河为控制性河道，不通航，其河底高程为-1.0米（吴淞标高），规划河口宽40米，常年水位约2.6米。本工程路面标高统一采用2.1米（黄海标高）顶管深度在河底2.5~3.0米以下，经计算及咨询专业顶管施工单位，本工程两顶管间距离取大于110米。（其中黄海标高=吴淞标高-1.63）

三、螺旋钻进顶管技术

3.1工艺流程及特点

工艺流程为：工作坑开挖→设备安装→钻孔→扩孔→安管→设备拆除该工艺的特点是先成孔，后拖管。即先将螺旋钻杆沿管道中轴线钻入土中确定管道导向后，再用螺旋扩孔钻头扩孔至设计孔径，然后利用螺旋钻杆将管子拖入孔洞中。因螺旋钻杆直径较小且装有导向仪，能较好的控制管道轴线，定位较精确，故管道的轴线控制质量较好。

3.2工作坑

工作坑需两个，一个主坑、一个副坑，分别设在拟顶管段的两端。主坑安装螺旋钻进设备，副坑出土及下管。

主坑的大小视设备情况而定，副坑的大小视管径及管节长度而定，工作坑可用砖砌或打设钢板桩，也可用横列板支护，视土质情况而定。

3.3设备安装

工作坑挖好后，用吊车将螺旋钻机吊入主坑中，校正其轴线、高程、钻入坡度后，在机后端打设地锚固定钻机；液压系统放在工作坑上。在副坑中安装导轨供拖管用。

3.4钻机就位后，即可钻进。钻进时应根据土质情况控制钻进速度，不能过快。同时应注意观察钻进阻力的变化，以免土质不均匀或遇到石块时发生偏移。

3.5扩孔

钻孔完成后，复核孔洞的轴线与高程是否与设计相符，如果偏差符合规范要求，则可以进行扩孔，否则须将钻杆收回后，重新钻进纠正。

扩孔是利用高压水泵提供破土动力、钻机向扩孔钻头提供前进力和回转力，扩孔钻头从小到大将孔洞扩大到比设计管外径稍大的孔洞。螺旋钻头钻井时，通过钻杆向土层中注入高压水，将土搅成泥浆，螺旋钻头退回时，将泥浆排到副坑，再由人工清除。第一次扩孔后，换大一号钻头扩孔，如此往复直至设计尺寸。扩孔时用搅成的泥浆护壁，因此，在扩孔过程中应定期检查排出的泥浆的性能，防止塌孔。

3.6拖（拉）管

孔洞扩成检查其轴线、高程符合设计要求后，即可安管。安管是利用螺旋钻杆往回收时，将管道拖入扩好的孔洞中。管道采用PE管，为保证管道的整体性，需要定做可固定整体用的专用工器具，并在牵引连结端安装防捻器（旋转联结器）避免拖拉过程中管线打转。

3.7设备拆除及砌井

管道拖入后，将管道两端处理好，拆除设备，将工作坑改做成电力工作井。

四、质量控制要点

1、钻机安装时，必须仔细校正其轴线、高程及坡度，使其符合管道设计轴线及坡度，否则难以保证成孔的轴线位置与设计一致。

2、钻孔的轴线必须准确。应根据土质情况控制钻孔速度，不能过快，以免土质不均匀或遇到石块时，轴线发生偏差。钻孔时遇到小石块时可慢速钻进，将石块挤向一侧，遇到大石块便只有退回钻杆，换位钻进。

3、扩孔时应注意观察泥浆性能，控制注水量及扩孔速度，以免造成坍孔。

4、管线拖入时，应采取措施保持管之间的整体性。

五、附表：几种顶管技术比较（仅供选择参考）