非开挖定向钻拖拉管技术应用

非开挖定向钻拖拉管技术应用

杨刘1倪阳阳2

关键词：非开挖定向钻；拖拉管技术；应用

拖拉法也可以称之为水平定向非开挖钻进技术，该方法在需穿越河流和道路的地下管道以及不适合开挖的工程建设中得到广泛应用。该技术之所以得到如此青睐，主要原因在于其独特的施工特点：（1）无需开挖即可施工，不会对地面上的正常功能产生影响。如工程需要穿越铁路和公路，则不会对车辆的正常通行产生阻断，若穿越河流，也不会对河流的通畅产生不利影响。（2）环保效果极佳。正是由于采用了非开挖方式，施工过程中不会产生大量的开挖土体，无需堆放土体，能够降低对周边环境的扰动。（3）施工工期较短，成本较低。该施工技术施工效率极高，能够有效缩短施工工期，进而降低施工成本。（4）能够减少人力资源投入，施工安全性极高。相比较于明挖开槽埋管施工技术，该施工技术无需太多人力资源，能够最大限度的降低基坑开挖过程中的安全隐患。正是因为如此多的优势，使得该施工技术在通讯、电力、化工、燃气、石油、给排水以及市政、交通等行业的地下管线中得到广泛应用。

一、非开挖拖拉管技术概述

非开挖拖拉管技术主要指的是尽可能的少挖或者直接不开挖的方式来对地下管线进行铺设、更换或者修复作业。具体来说，该施工技术主要是在不对地表道路开挖的前提条件下，借助水平定向钻机来进行中小直径的地下管线敷设的施工技术。水平定向钻机的钻头能够在地层中直接进行钻进，例如图1所示的，借助钻头上的导向系统来对钻进的具体轨迹进行引导，依据设计要求的路径钻进到管线的出口位置，然后在回拉扩孔即可，具体如图2所示，接着再将需要铺设或者更换的管道从孔内直接拉过去，具体如图3所示，当管道就位之后，将其穿入电缆即可，就实现了对电缆的敷设工作。以电力管线敷设为例，其施工工艺流程为：做好工程项目的施工准备工作→进行测量放线→钻机就位→制备泥浆→利用导向孔进行钻进作业→回拉扩孔→焊接管材→对管线进行回拖→进行注浆回填→电缆的穿入。

二、工程实例

（一）工程概况

工程主管位于宿迁市宿城区苏宿工业园区通达大道（清水河-玄武湖西路），污管管线全长约833米，管径DE500（壁厚29.7mm）~DE560（壁厚33.2mm），管材采用PE拖拉管，部分混凝土沉井。

（二）施工工艺

1.施工准备

（1）开始施工之前，务必要做好施工场地的各项调查工作，熟知施工场地的水文地质条件，对管线的具体走向以及进出洞口的位置等进行合理的确定。对管道的材质和需要穿越的深度等进行合理控制，设计出钻孔的最佳线路。该工程采用SL－33T型非开挖钻机，管材采用DE500、560PE管。（2）结合现场勘查报告，制定出科学合理的施工组织设计方案，制定详尽的安全和技术控制措施，并上报至建设和监理单位审批，审批通过之后才能开展施工活动。（3）做好施工平台的搭建，在本工程中，将施工平台搭建在渗滤液的收集井旁边。（4）做好井内降水工作，控制井下水位在管顶标高位置，借助鼓风机来持续向井内送风，确保施工人员的生命安全。（5）做好出土位置的清理工作。（6）需要铺设的管线，需要一次焊接成型。（7）钻机就位，做好钻机设备的检查工作，确保钻机规格达标，性能优良。

2.布设测量监测点

利用全站仪来对钻机的具体钻进线路进行引导和控制，对于钻机穿越各点的标高需要严格控制。一般来说，每根钻杆为一个控制点，依据设计管道坡度来对钻进走向上的轨迹标高进行计算，并做好标注工作，便于钻进时根据实际情况及时进行相关技术参数的调整。

3.导向孔钻进施工

（1）工作坑或者拖管坑的开挖。结合本工程实际，进行长1.5m和宽0.5m的样洞的开挖，然后开挖工作坑在距离工作井5-10m的位置，并开挖一个长度约为50m左右的拖管坑在末端，角度控制在0°-18°之间。（2）将导向钻具安装在工作坑的内部。做好仪器的检查工作，确保电池电源充足，绝缘性能良好。（3）在探头盒中装入探头，并对接收机和同步显示器进行测试，对探头盒进行检查。确认无误后在钻杆上连接探头盒和钻头，然后开机输送钻进液，对钻头喷嘴进行检查。（4）就位钻机，确保钻杆位于设计轴线上。然后逐节进行钻进作业，直到钻杆最终钻入到拖管坑内。具体钻进作业中，需要借助无线手持式测量仪进行跟踪监测，对钻头的钻进轨迹进行严格的控制，尽量降低偏差现象。若偏差过大，需要立即进行调整，调整后重新进行钻机作业。（5）严格控制钻进速度。在具体钻进作业中，要确保钻杆沿着线性进行钻机，钻进速度也许适宜，依据实际地层变化情况，适时调整钻进参数。同时密切关注钻进中是否出现了扭矩和漏浆现象，一旦出现问题应立即停止施工，查明原因后处置完毕后，才能继续施工。（6）完成导向孔施工后，复合工作坑入出口的标高，确保钻机按照设计轴线进行钻进成孔。

4.扩孔

（1）完成导向孔施工，将导向钻头取下，将反扩钻头和分动器连接上，就可以回拖扩孔作业了。（2）回扩作业时，泥浆量需要保持适宜，定期检测泥浆参数，及时对泥浆指标进行调整。结合地层特点，对回扩钻进速度进行把控，便于排渣。（3）结合设计方案，安装不同规格的扩孔器在拖管坑一端的钻杆上，借助导向钻机进行钻杆的回拉，实现扩孔作业。结合该工程实际，一共进行了6次扩孔作业，分别为φ280、φ380、φ480、φ580、φ680、φ780。最后一次回扩选用的是挤扩式钻头，如果回拖力和扭矩太大，则需要多进行一次回扩，便于孔壁的成型和稳定。

5.拖管控制

HDPE管材连接时必须要进行焊接作业，回拖施工前，需要做好电热熔焊接质量检查工作。管材焊接自然冷却后，质量达标后才能进行拖管施工。回拖施工中务必要高度重视孔内情况，密切关注钻机回拖力和扭矩变化。回拖施工时力度要适宜，万不可用力过猛。需一次性将管材拖入到成型孔洞内，不能出现中断和停顿现象，以便于提升回拖速度。

（三）施工效果

该工程在具体施工中，选用了非开挖拖拉管施工技术，通过导向孔的钻进、回扩等作业，成功的穿越了两条道路、货运站和接近10m高的土上，未对地面交通产生影响，施工速度快，施工成本较低，取得了较好的施工效果。

三、市政给排水工程非开挖拉管技术的质量控制

（一）管线轨迹的设计

排水管道区别于其他管道的重要特点在于，其重力流要求管线不能存在坡度过大或者标高误差太大的情况，务必要做好拉管成孔控制工作。具体来说：（1）进行管道设计时，应重点考虑导向钻孔的可行性。（2）设置工作坑时必须要结合工程实际，尽可能提升入土角度和标高的精准度。（3）增加测定频率，精确换算管位的深度。（4）尽量降低影响测定的各种干扰因素，尽量选取车流辆较少的时候施工。

（二）成孔质量的控制

由于市政给排水管道重力流因素的影响，使得其施工难度相对较大，例如在设计时，必须要有一定坡度的直线段、误差需足够小，不能设置曲线段等。因此在施工中，结合施工现场情况，合理开挖一定量的入出图，有效控制设计坡度和出土角度。

（三）沉降预防

沉降问题也是市政给排水管道施工中的常见问题。一般是回扩头质量和大小不一致，不良地质等多种因素导致的。当水管外侧出现缝隙也可能引起，一般来说，沉降多发生在大管径和埋深太浅的管段上，小于2m的管段基本上不会出现沉降现象，在1-2个月后，较浅的位置可能会出现轻微的下沉状况。因此施工中必须加大管段的控制力度，分次进行扩管作业，尽量消除土体受到扰动后的变形问题。同时，还应该选用和管径相对应的刀头进行施工。

综上所述，非开挖定向钻拖拉管施工技术优势独特，在地线管道施工中得到广泛应用，实践效果俱佳。在具体施工过程中，需要结合工程实际情况，做好工程场地的前期调查工作，制定科学合理的施工方案，严格遵循施工工艺流程，做好施工过程中的各项参数的监测工作，一旦发现问题，应立即停止施工，待查明原因处置完毕后方可继续施工。同时做好施工过程中的质量控制和质量病害的查处力度，确保工程项目的施工质量目标达成。文章结合某市政给排水管道的具体敷设作业施工，详细探讨了非开挖定向钻拖拉管施工技术的施工流程和施工效果，期望能够对同类型工程提供一定的借鉴。

参考文献

[1]高云来.水平定向钻拖拉法在长输管道中小型穿越中的应用[J].石油化工建设，2015，37（03）

[2]李民.非开挖定向拖拉法施工管道的岩土工程问题探讨[J].上海地质，2010，31（04）

[3]苏向军.污水管道定向钻孔拖拉法施工技术[J].中国市政工程，2008（02）