技术文档|浅析市政工程拖拉管顶管施工工艺

  摘要：

近几年拖拉管顶管施工穿越技术在各个行业得到了广泛的应用，尤其在市政管网改扩建项目及大型管道穿越江河工程项目上更显出了其独特的优势。本文从技术上简析了拖拉管的施工工艺。

1. 工程概况

本工程为扬州市体育馆运动学校内污水管道连接工程，地点位于扬州体育馆公园内，采用HDPE管材，环钢度10kg/mm2，内径污水管为300mm，电力管为150mm，长度污水管为215m，电力管为49m。

2. 施工方法

本工程拖拉管总长度为264m，该部分管道采用拖拉管施工工艺。

2.1 管材检查

PE管抗外压能力强（能承受较大压力）、柔韧性好（能较好地适应沉降，抗震能力强）、单位质量轻（在牵引过程中可减小与孔壁的摩擦力），非常适合牵引工程。为确保工程质量，管道材料必须满足各项施工要求，主要有：（1）管道内壁光滑平整，管身没有裂缝，管口无破损、裂口或变形等缺陷；（2）管道的端面应平面（与管的轴线垂直），轴向不得有明显的弯曲，管道插口外径、承口内径的尺寸及圆度应满足要求；管材内压强度及刚度应满足设计要求；

2.2 非开挖定向牵引

定向钻牵引施工又称导向钻进施工，是非开挖敷设地下管线技术的一种，其主要工艺流程为：施工准备、导向孔施工、反拉扩孔、成孔、牵引管道、砌检查井、验收、清场。

2.3 导向孔轨迹设计

弧形导向孔轨迹由两部分组成：造斜段和直线段。造斜段是钻杆进入敷管深度的过渡段，直线段是管道穿越障碍物的敷设段。

导向孔轨迹的形态取决于穿越起点、穿越终点、敷管深度、造斜段曲率半径等参数，其中钻杆最小曲率半径的敷管深度决定，根据经验所敷管的弯曲半径决定。

2.4 分段牵引施工要点

工程中一次牵引敷设管线最大长度为按实际地形而定，但不得超过规范要求，当敷设长度过大或受场地等外界因素影响时牵引机械不足以一次完成拖拉管工作，这时需要采取分段牵引施工。导向孔打通以后先用E200的回扩头回扩一次，然后把扩头推至终点；在起点挖坑（2m×4m×6m），换上钻头沿曲线钻进至终点出土，顺次回扩拖管，完成管道的敷设；后退以起点作为入土点沿曲线钻进至终点（确保到达预定深度），然后换上回扩头顺着原孔推至终点出土，顺次回扩拖管，完成此段管道的敷设。

2.5 牵引工作坑施工要点

每段牵引需要挖掘2个工作坑，即入口工作坑和出口工作坑，均采用机械挖掘、密扣钢板桩支护。入口工作坑用于检测钻杆的钻角度和旋转扭动等工作状态，一般在钻机前面6一10m处挖掘，尺寸为1.5m×6m，挖深由地面渐变成预定深度。施工工序为：破除路面、打钢板桩支护、挖土、清运与泥、工作坑围蔽。要注意的是人工挖泥过程不要损坏人行道下的管线。出口工作坑是回拖时提供排水管入洞的工作坑，其尺寸和施工方法与入口工作坑相同。

2.6 钻进技术方案

导向钻机的要求部件有轮式钻机、操作系统、动力站、液压系统、钻头、钻杆等，按照安装使用规范进行安装，钻机运到现场后须先锚杆打入土中，使用支承和前底座锚与地层固稳定。钻杆轨迹的第一段是造斜段，控制钻杆的入射角度和钻头斜面的方向，缓慢给进而不旋转钻头，就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜完成处后便进行排水管流水段的钻进：旋转钻头并提供给进力，钻头就能沿水平直线钻进，钻头上装有待信号发射功能的探测仪器在钻进过程中通过地面接收仪器手探头发出的信号，经译码后便可获知钻头深度、顶角、工具面向角、探头温度等参数，根据所接收的数据调整钻头操作参数，使钻进按照流水线标高路线前进，到达出口工作坑后完成钻孔工序。

钻机配有一手持步履跟踪式导向仪，用以确定钻头位置各项数据，监测钻头是否偏离设计轨迹。如果发现偏离轨道，就通过调整钻头斜面的方向进行纠偏，担纠偏不能太急（应该在几根钻杆长度内完成纠偏），也不要过度。

2.7 扩径施工

钻头到达出口工作坑后钻进工作完成，但是孔径还没有到达敷设要求，因此需要采取多次扩径，直至扩孔预定孔径。

在钻杆回拉孔过程中，需通过钻杆主注入膨润土浆，以减少摩擦，降低回转扭距和回拉阻力，同时膨润土浆混合形成泥浆后流到出口工作坑的集浆坑里，实现了将土排出的目的。

2.8 回拉敷设管道

成功扩孔道预定孔径后便可回拉敷设管道，在回拉前进行管道的连接，经回拉将管道牵引进孔洞内。

2.9 PE管的焊接

将要连接的两根管子保持水平状态，并清除其表面的杂物，将电热熔带及锁紧扣带放在管道连接部位并用夹钳把锁紧扣带扣紧，然后把热熔机与点热熔带相接，设定加热时间后启动热熔机（绿灯亮），当热熔机的红灯亮时电热熔过程完成。关掉电源，再一次用夹钳扣紧锁紧扣带并保持一项的冷却时间（约15min），冷却后松开锁紧扣带。如此类推将管道焊接成需要敷设的长度，为拖管做好准备。

3. 结束语

目前开挖路面进行各类地下管线施工导致的交通和环境污染问题已越来越受到关注，城市内限制开挖施工的法规将陆续出台，这里介绍的就是用来进行非开挖施工的水平定向钻穿越施工技术之一。采用拖拉管穿越技术进行管线穿越施工，是城市市政建设和电气化管网改造，通讯光缆敷设以及不可拆迁建筑物等等的最佳选择，是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。