非开挖拖管技术在南京排水管道工程中的应用 3页

2011年11月第11期城市道桥与防洪管理施工115非开挖拖管技术在南京排水管道工程中的应用孟向阳(南京市排水管理处，江苏南京210009)摘要：通过非开挖拖管施工在南京排水管道工程中的应用，介绍和分析了拖管施工的技术特点、工艺流程和控制措施，有关经验可供相关专业人员参考。关键词：排水管道；非开挖施工；污水截流中图分类号：TU992．23文献标识码：B文章编号：1009—7716(2011)11一O115一O20前刖言置2Z前刖期调查笪排水管道是城市基础设施的重要组成部分，担2．1地貌和交通状况负着防汛排涝、污水收集、保护环境的重要作用，被本工程沿玄武湖西环湖路(5m宽沥青路面)称为城市的生命线。南京市作为六朝古都，排水管施工，路面较为平坦，但因本段道路为景区内交通道工程建设历史悠久，尤其是改革开放以来，随着要道，人流量和车流量较大。政府财政收入增加、人民生活水平提高和全民环保2．2现场地质勘察意识增强，排水管道建设更是突飞猛进。本次施工紧邻玄武湖(管道中心离湖边只有传统的排水管道建设施工采取的方法主要是3．5m)且湖水水位较高，水下含砂较为丰富，委托开挖沟槽埋管施工，其优点是工艺简单，技术成地质勘探部门的钻探报告显示，本次管道将穿越熟，可选用多种管材等，但缺点也很明显，其施工在含砂量较大的地层中。期长，占用道路面积大，容易产生路堵、噪音和扬2．3管线探测尘，对周围居民、学校、单位等生活和工作产生严根据勘探部门提供的工程现场地下管网资重干扰，工地易塌方引发多种安全事故。而采用非料，采用探地雷达结合掀井盖实地测量，对现场地开挖拖管技术施工，既使用水平定向钻机在地下下管网进行复查，准确掌握地下各种管道和其他钻孔、扩孑L、回拖管道，不但避免了上述缺点，而且基础设施的分布及埋深，为导向孔轨迹提供准确在传统施工方法无法施工或不允许开挖埋管的的设计依据，确保施工安全。场合(如城区主干道、铁路、河流、重要建筑物)，3施工准备可采用非开挖拖管施工从其下方穿越铺设管道。此外，在可比性相同的情况下，非开挖拖管3．1钻机配备成本低于开挖埋管施工，有较好的经济效益和本次工程采用STD一320型水平定向钻机进行社会效益。我们已在南京市仙林大道污水管、龙施工，钻机性能参数如下：蟠路污水管、玄武湖西环湖路污水截流管等工(1)额定扭矩：11000N·m；程施工中应用，下面具体介绍玄武湖西环湖路(2)人土角调整范围：0～150；污水截流管工程案例。(3)最大回拖管径：1000mm；(4)最大穿越距离：1500m；1工程概况(5)最大推拉力：3200kN；南京市玄武湖西环湖路污水截流管工程，从(6)钻机结构形式：履带式；玄武门起，沿西环湖路北上，至神策门公园污水干(7)控向仪及方式：进口向导五无线导航探测仪。管止，全长1450m，全部采用非开挖拖管技术施3．2选择管道焊接场地工，施工分五段，管材采用PE管，管径为DN300，在靠近管道全线中间的一个钻杆出土点有块管道最小覆土深度5．0rn，最深处达7．0m。较大的闲置空地，将其按市安全文明施工规范要求用彩钢瓦围档作为管道焊接场地。收稿日期：2011-09—073．3施工临时用水作者简介：孟向阳(1962一)，男，安徽人，高级工程师，副处就近取用玄武湖水。长，从事排水设施建设、施工、运行和管理等工作。\n116管理施工城市道桥与防洪2011年11月第11期3．4施工临时用电(4)导向孔钻进用30kW柴油发电机组在施工现场发电。a．导向孑L的钻进是整个定向钻的关键，操作STD定向钻机及配套的钻具进行地下钻进施工，地4施工流程面上使用向导五定向系统控制钻头的方向。要重4．1钻机进场视每一个环节，认真分析各项参数，钻出符合要求为了不影响景区白天车辆及游客交通，施工的导向孑L，钻导向孑L要随时对照地质资料及仪表钻机安排在晚上十点钟后进场。参数分析成孔情况。4．2导向轨迹设计b．由于本工程为中长距离复杂地层穿越，导根据施工现场的地貌、地质和地下管线情况，向孔钻进时，推力较大，要求钻机锚定必须牢固，设计出拖管路线图及断面图，同时按照设计规范泥浆性能达到高粘度、好流动。要求，考虑以下因素：(5)扩孔：导向孔钻好后，用扩孔钻头将导向(1)满足规范要求的最小曲率半径，即R=孔逐级扩大至需要的孔径。1200D=360m，由于本工程穿越地段地层比较复(6)管道回拖：孑L径达到管道回拖要求的条件杂，穿越地层主要是流沙，该地层成孔性、稳定性后，将检验合格的穿越管道吊上滑送架并检查无误差，为了减小管道的弯曲应力，拟将本次管道弯曲后回拖。回拖是穿越的最后一步，也是最关键的一半径增加到R=I500D=450。m。步。在回拖时进行连续作业，避免因停工造成卡钻。(2)满足穿越道路的安全规范要求；规范要求回拖前仔细检查旋转接头、连接头、扩孔器的连接，穿越道路应保持在道路下5m，该工程管道覆土在确定连接牢固方可回拖，回拖时出入土两端工作人57m，满足施工规范要求。员要加强联系，协调配合将管道拖到预定位置。4．3测量放线4．5管道高程测量控制措施(1)根据施工要求的人土点和出土点坐标放出(1)钻孔前测量控制措施管道中心轴线，在人土点端测量并确定钻机安装根据施工图纸，利用经纬仪或全站仪设定拖位置及泥浆池的占地边界线；在出土点一端，根据管段(两井之间的位置)坐标与距离，确定拖管导管道中心轴线和占地宽度及长度，放出出土点作向孔中心线在地表走向，测量出导向孔中心线与业场地边界线。地面的相对高程数据，并根据管道铺设深度的要(2)测量控向参数：按操作规程标定控向参数，求，确定导向孔的出入土角度和出入土点位置，将要求细心并尽可能多测取参数比较，以确定最佳测量出的钻孔轨迹绘出详细图纸。参数，在管道中心线的三个不同位置测取，且每个(2)钻孔过程中的测量控制措施位置至少测四次。在导向孔钻进的过程中，测量人员手持导向仪，4．4管道施工通过导向钻头内探头发射器发出的信号来确定钻具(1)钻机就位的准确位置，利用导向仪接收器获取的数据与预先钻机设备进场完成后，按照施工平面的布置，设计的数据进行比较，每钻进2—3in时进行一次进行钻机就位固定，开挖泥浆池等。测量计算，随时调整钻进轨迹，如果实际钻进超出设(2)泥浆配制：根据地质资料情况，确定泥浆计的误差范围，则需要回拉钻杆，重新钻进。配制方案，开钻前配制好30m优质泥浆。泥浆在(3)扩孔过程中测量控制措施定向穿越中起关键作用，针对不同的地层采用不导向孔严格按照管道轨迹设计钻进完成后，同的泥浆，若地质情况复杂，则对泥浆要求比较即进行扩孔工作，不同土层采用不同的扩孑L器，筒高，为了对付不同的情况，采取以下措施：型挤压式扩孔器适合淤泥层，刮刀式扩孑L器适合a．按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土粘土层和流沙层，合金钢牙轮扩孔器适合岩石层，加上泥浆添加剂，配出合乎要求的泥浆。本次工程土质为流沙和淤泥土层，采用刮刀式和b．使用的泥浆添加剂有：聚合物(万用王)，滤挤压式扩孔器交替使用，考虑到扩孔过程中由于饼剂，润滑剂，根据不同的穿越地质条件，确定加扩孑L器自重会产生成孔下垂的现象，造成导向孔入不同的添加剂。准确而在扩孔中高程下降的问题，通过预先设置(3)钻机试钻：进行系统连接、试运转，设备运10em的变量调节，有效的解决了高程问题。转正常后，钻进1～2个根钻杆后，检查各部位运转本工程完工后经测量，高程符合设计要求，通情况，正常后按次序钻进，确保导向钻进一次成功。(下转第122页)\n122管理施工城市道桥与防洪2011年11月第11期把关，该类裂缝将会大为减少。应力，使其强度下降而导致裂缝。水泥混凝土的水灰比过大，空隙率较高，浇筑时振捣不密实或不均匀，5温度、冻胀和收缩骨料中含泥量超标及冬季浇筑完成后早期养护不当众所周知，水泥混凝土在浇筑和成型后的一定(覆盖不及时等)都可导致水泥混凝土路面产生冻胀时间内具有热胀冷缩的特性，当外界温度或结构内裂缝。在施工过程中应严格按技术规范要求控制水部温度发生变化时，水泥混凝土路面将会发生一定灰比和骨料的级配及含泥量；严格按技术要求振捣的变形，当这种变形遇到约束时内部将产生应力，(振捣应均匀到位)，切实降低水泥混凝土路面的空当该应力超过混凝土抗拉强度极限时就会产生温隙率。冬季浇筑完成后应采取合理的养护措施，确保度裂缝。温度升降幅度突然太大会导致混凝土外表水泥混凝土路面不受冻害。做好这些工作，冻胀造成温度升降太快而内温变化相对较慢致使水泥混凝的裂缝将得到有效的控制。水泥混凝土路面由收缩土路面出现裂缝。水泥混凝土浇筑成型后因水化放造成的裂缝也是最常见的裂缝形式之一，此类裂缝热导致路面内部温度很高，因内外温差过大而造成多属于表面裂缝，其裂缝宽度较小，呈纵横交错状态路面表面层发生裂缝很常见。解决此类裂缝的措施(也可以说是没有规律的裂缝)，水泥混凝土路面产应在设计时将混凝土弹性模量的年温差和温度突生收缩裂缝的主要因素有水泥(标号、品种、含量、细变的内力在计算后相应增减一定系数，并合理使用度等)、各种骨料(粒径、含水量、含泥量及吸水性伸缩缝，以削减因混凝土蠕变形成的裂缝。施工过等)，水灰比、外加剂，振捣方法和振捣时间，养护方程中应根据设计要求和实际需要，尽量选用水化热法和外界环境等。施工中应按设计要求选用水泥、各较低的水泥，必要时应采取适当措施降低混凝土拌种骨料和外加剂，水灰比要合理，振捣方法和时间要合时的骨料温度，缩小混凝土人模的内外温差，以符合设计要求，养护方法要科学适用；应密切注意外收快速散热之效，达到消除或减少裂缝产生的目界环境变化，并采取有效措施加以控制。如能这样，的。对上述可能导致市政工程项目中水泥混凝土路水泥混凝土路面由收缩引发的裂缝则可能避免。面产生裂缝的因素应根据规范的要求，在设计和施市政工程项目中水泥混凝土路面裂缝问题产生工中进行科学控制，若能如此，这类裂缝将会大量减的原因虽然是多方面的，也较难控制和预防。但只要少。水泥混凝土路面在冬季浇筑时常会出现冻胀裂各方面共同努力，从设计、施工和使用的每个程序上缝(冬季温度太低时原则上是不能进行水泥混凝土严格把关，切实按规范的要求进行实施，水泥混凝土路面施工的，特殊情况下必须进行施工时应采取相路面裂缝问题必将得到有效控制和预防，也一定能应措施)，冻胀能使水泥混凝土路面内部产生膨胀够收到令人满意的成效，从而造福于社会。(上接第116页)过竣工验收。处理，回收不了的泥浆用泥浆车外运到指定的地4．6管道保护方排放。填平泥浆池，恢复地貌。对施工现场进行(1)管道回拖前对焊接好的管线进行验收，验清理，做到：“工完、料净、场清”。收内容：是否按照设计要求对所有管道进行了检4．8资料完备验，管道质量是否合格，是否符合管道的弯曲度，施工完毕后，做出详尽真实的技术资料，交给拉管头做的是否合格，确认合格后方能回拖。有关部门存档。(2)最后一次扩孑L要提高泥浆的润滑性能，回5结语拖时保持最后一次扩孔的泥浆性能，避免大幅度调整泥浆造成的孔壁坍塌，给拖管增加阻力。实践证明，非开挖技术是一项技术先进、实用性(3)管道回拖前必须检查两端封闭情况，管道强、实用面广、效益好的施工技术。随着现代文明意回拖就位后，仍然保持管道两端密封，确保管道内识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行地下管道干净。施工导致的社会问题、交通问题和环境污染问题已4．7环境保护和地貌恢复越来越受到人们的关注，非开挖地下管道施工技术(1)施工过程中，加强对各种油料、泥浆药品由于具有不污染环境、不影响交通、施工周期短、综的管理，避免流失地面、污染施工场地和道路。合成本低等优点，无疑会在地下管道施工中获得广(2)管道完工后，对泥浆池中的泥浆进行回收泛的应用，其技术和工艺将得到不断的优化和提高。