科技信息 工程技术 非开挖技术在给水管线工程旋工【ｌ】的应用 河南省平顶山市自来水公司 毋慧东 潘金甫 ［摘要］本文总结了非开挖技术在给水管线中的应用，重点阐述了非开挖技术的优点，适用范围，施工要点，结合具体工程在施工 中取得了较好效果。 ［关键词］非开挖技术 导向钻 螺旋钢管 应用 随着城市的快速发展及城市改造工程的加快，也促使我们的给水 管道工程施丁的方法和施Ｔ技术在不断的创新中发展。现代非开挖铺 管技术是指利川岩土导向、定向钻进等于段，存地表不挖槽的情况下， 铺设、更换或修复各种地下管线的施工新技术。陔技术在给水管线工稃 施１：巾得到了广泛的成用，他保护了地面建筑物及符种景观植物不遭 受损坏，同时也很好的保证了文明施Ｔ，减少＿『交通阻碍，降低了施工 （５）沙卵石 （６）层泥岩分化土 ３、管道定向钻穿越适寅性分析 根据此次岩土１ 程勘察成果．对定向钻穿越方案进行分析评价如 下： （１）穿越断面区域属构造稳定区，无活动断裂通过，适宜管道穿越。 费用，社会经济效益显著。尤其可在一些无法实施＿，ｆ挖作业的地区铺设 管线，如穿越公路、铁路、建筑物、河流、古迹保护区、闹市区、农作物及 植被保护区等。 一、非开挖技术分类（按施工工艺） 非开挖技术措施按施ＴＴ艺可分为：导向钻进铺管技术、遁地穿梭 矛铺管技术、顶管掘进机铺管技术、顶管铺管技术。 Ｉ、定向钻进铺管技术 ｆ１）施Ｉ‘优点 ①导向仪导向，快速高效准确；②钻孔方向易控制，施 场地要求 简单；⑧导向探测与管线探测相结合，有效调整钻头，避开管线，适合复 杂地层条件下施＿Ｉ：＝ （２）适用范同 用于铺设电力、通信、煤气和自米水管线，铺管直径、长度和材料范 围较宽，适合１０００ｍｍ以下管径，主要有ＰＥ管铺设和钢管铺设。 ２、遁地穿梭矛铺管 ｆ１）施Ｔ 方法 ①拉管法；②顶管法。 （２）施＿ｒ优点 ①冲击力大，穿透性强；②速度怏，一ｒ：期短；③可穿越流泥流沙和卵 石带；④适宜各种管材。 ｆ３）适用范围 ①适宜于铺设各类１３～１５０ｍｍ；②小管径长度＜５０ｍ或距离较长 的；③钢管或铸铁管最大口径可达１．５ｍ，最大长度可达１００ｍ。 ３、顶管掘进机铺管技术 ｆ１）优点 ①高功率、高效率；②采用泥水平衡掘进施工法，可进行大管径超 长度施］＿；③噪音小、无污染。 ｆ２）适用范围 隧道、涵洞和大口径管道。 ４、顶管铺管技术 （１）设备 ①导向探测仪；②导向钻机；③液压顶管机。 ｆ２）施工方法 ①导向钻孔定向；②液压顶进、人１二挖掘。 （３）优点 ①造价低；②定向准确、精度高、安全、尢噪音污染；③可适用于各 种地质条件；④适用于大口径小场地各种管道施＿ｒ。 （４）适用范围 适用于铺设３０００ｍｍ以内钢管、混凝土管、铸铁管、其它材质管道 可采用套管法铺设。 二、工程实例 １、Ｔ程概况 本Ｔ程为平顶山市自来水公司为神马氯碱给水工程，途中定向钻 穿越湛河，穿越地点位于湛河区开发一路桥西边１３．５米处。穿越段设计 压力为２．０ＭＰａ，管材采用中８２０ ｘ １０．ＯＯｍｍ螺纹钢管，试验拉力在 ８００ｋＮ时管道不变形。 本次自来水管道出、入土点设计，本着钻机能摆放、回拖成品管有 较充分的场地及穿越距离最小等因素考虑。将定向钻穿越人点放在湛 河的北岸，距岸边８Ｏ米处而钻机则需要放存距入土点２２米处；出土点 放在原设计处。 其中《神马氯碱给水工程穿越湛河防洪评价报告》规划设计河底高 程７３．８８２，规划河宽为７０米，规划的过河段管道的管底高程不得大于 ７０．８８２，故设计管线最大埋深高程为６９．１０，鉴于现场钻机及成品管的位 置，我们设计穿越长度为２４０米左右。 ２、场地岩石工程地质条件 （１）耕植土、填土 （２）粘土 （３）亚粘土 （４）含砾细中沙 （２）场区钻探揭露深度内多为第四系松散沉积物，岩性主要为粘性 土。其中三层亚粘土具埋深适巾、厚度较大等特点，足定向钻穿越的适 宜层位；但因其在局部地段的缺失，缺失地段穿越层位存二层粘士中， 应注意保持孔道的稳定性 ４、穿越地层选择 综合考虑穿越处的地质条件，定向钻穿越的入土角、ｊＩ；土角、曲率 半径等因素，穿越管最底点叶１心标高选在６９．１０，此标高可以满足定向 钻穿越的深度要求，保证穿越管道大部分在适合定向钻穿越的亚粘土 中通过。 ５、减低拉管摩擦力措施 （１）回拖拉管前沿拟铺管线走向开挖发射沟，注水，使拉管出发前 的全里程管道和入土后的外留管道漂浮存水面上，以减低管道在逐节 回拖拉动过程中与地表面的启动摩擦力， 避免管道外壁保护层被土 壤中硬质物损伤。 （２）增大扩孔钻头级配，使之达到１．５倍的系数。 （３）根据施工状况，采取其他必要措施。 ６、主要施 ｒ＝设备 根据对本工程穿越距离、穿越岩层性质、导向、铺管轨迹、铺管直径 和材质等闲素综合考虑，决定选用以下施Ｔ机械： （１）ＤＤＷ一４２０型非开挖导向钻机一台。 （２）美国月蚀有线控向系统一台。 （３）配套发电机组。 （４）经纬仪一台。 （５）配套钻具、制浆系统及其他辅助设备与工器具等。 （６）３０ＫＷ电焊机两台。 ７、导向钻进 将钻杆、探头及造斜钻头安装好，采用美国月蚀有线控向系统，在 钻进过程中不断改变倾角，使导向轨迹与设计轨迹相符。随时监控垂直 深度、倾角、转角，并做好记录。深度误差在５％左右。 ８、分级回扩 采用逐级扩孔方法进行回扩：导向孑Ｌ成型后，用中３００ｍｍ、４５０ｍｍ、 中５６０ｍｍ、中６６０ｍｍ、中７６０ｍｍ、中８６０ｒａｍ、中９６０ｍｍ、 １１００ｍｍ进行切 扩和挤扩扩孔，同时采用泥浆护壁。 使用泥浆泵为扩孔过程及时提供足够的钻进液。钻进液在钻进和 反向扩孔的过程中，起着制造泥浆、稳定孑Ｌ道、润滑钻具、冷却钻头等作 用。制造的泥浆一方面使钻屑排出孔道，为管道铺设提供足够的空间； 另一方面，流动的泥浆的悬浮力又可极大地减少托管的阻力。 钻进液由水、膨润土、分散剂配合而成，质量配合比初定为１：０．０５： ０．００１５，分散剂含量由导向钻进时的钻进扭矩变化和钻进液流进与回流 颜色变化情况酌情增减，钻进扭矩递增幅度过大时，应增加剂量；回流 的钻进液流进与回流颜色变化大时，应减少剂量。 观察扩孔时的扭力变化，直至其最小并恒定时方可停止增级扩孔， 实施回拖铺管。 ９、回拖铺管 为保证铺管成功，防止管道变形、断裂，应使孔道内充满泥浆，以保 证土体对管道无损伤；然后用分动器连接钻杆与已经接好的拉管头，牵 引回拖进行管道铺设。 为保证牵引回拖管道的成功，随时监控钻机拉力和扭力。 做好管头保护，清理施工现场并撤出场地。 该项目工程的竣工，开创了我公司乃至我市定向钻进铺管技术管 径最大、管线最长的成功先例。为工程节约资金二十余万元，工期提前 近ｊ十天。创造了良好的经济效益和社会效益。为今后该项施Ｔ技术的 应用打下了良好的基础。 参考文献 ［ｉ］《室外给水设计规范》（ＧＢＪ１３—８６） ［２］《给排水管道工程施工及验收规范》（ＧＢ５（）２６８—９７） ［３］《给水排水工程管道结构设计规范》（ＧＢ５０３３２—２ｎｆ）２）