牽引管技術(shù)在管道施工中的應(yīng)用

葛為芬

非開(kāi)挖牽引管技術(shù)指的是利用巖土鉆掘技術(shù)，在不用開(kāi)挖地面的情況下進(jìn)行地下管道鋪設(shè)的一種重要的施工技術(shù)。它具有不影響交通、不破壞路面、施工速度快、成本低等一系列的優(yōu)點(diǎn)。隨著科技的不斷發(fā)展，牽引管技術(shù)逐步開(kāi)始取代傳統(tǒng)的開(kāi)地挖掘的方法。

我國(guó)牽引管技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

我國(guó)的牽引管技術(shù)發(fā)展起步相對(duì)于國(guó)外來(lái)說(shuō)是相對(duì)緩慢的。據(jù)相關(guān)資料調(diào)查顯示：西方國(guó)家的非開(kāi)挖牽引管工程的施工總量占到整個(gè)施工工程的10%，有些個(gè)別的發(fā)達(dá)國(guó)家和城市比例高達(dá)40%。然而在中國(guó)，1998年，我國(guó)非開(kāi)挖牽引管技術(shù)在施工總量中僅僅占到0.2%，而非開(kāi)挖牽引管技術(shù)在管道修復(fù)方面幾乎為零。1990年后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，管道鋪設(shè)的能力也不斷強(qiáng)化，從最早的單孔單管線、短距離小口徑發(fā)展到了現(xiàn)在的單孔多管線、長(zhǎng)距離大口徑鋪設(shè)，極大提高了管道鋪設(shè)的整體效率。

我國(guó)的牽引管技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在三個(gè)基本的發(fā)展階段：第一階段指的是20世紀(jì)70年代末到80年代中期。在這個(gè)時(shí)期，由于一些城市在管道施工過(guò)程中不允許開(kāi)挖地面，因此也促進(jìn)了現(xiàn)代非開(kāi)挖牽引管技術(shù)的快速發(fā)展。但是由于技術(shù)水平落后，沒(méi)能形成規(guī)模；第二階段是20世紀(jì)80年代中期到90年代，伴隨著改革開(kāi)放的不斷深入和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的城市建設(shè)的步伐加快，對(duì)牽引管技術(shù)的要求也越來(lái)越高，逐漸出現(xiàn)了從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)牽引管技術(shù)的高潮；第三階段是20世紀(jì)90年代以后，我國(guó)在獨(dú)立創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備，自主開(kāi)發(fā)研制了一系列的先進(jìn)牽引管技術(shù)，逐步成為一種一項(xiàng)值得推廣的新型科技。

牽引管技術(shù)在管道施工中的技術(shù)流程

利用非開(kāi)挖牽引管技術(shù)隊(duì)管道進(jìn)行施工，能夠保護(hù)地面水質(zhì)，改善城市的基礎(chǔ)環(huán)境。牽引管技術(shù)在管道施工中的工藝流程（如圖）一般包括以下幾個(gè)方面：

首先，鉆孔曲線設(shè)計(jì)。利用牽引管技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行施工是要根據(jù)檢查打井的位置、深度和土質(zhì)來(lái)確定非開(kāi)挖牽引管牽引的長(zhǎng)度，然后再根據(jù)牽引管管道施工的具體路段，事先進(jìn)行地質(zhì)勘探對(duì)地質(zhì)資料的收集，再根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行鉆孔曲線設(shè)計(jì)，充分考慮管道鋪設(shè)的要求、地層條件、鉆桿的最小曲率半徑、施工場(chǎng)地條件等基本要素，最后設(shè)計(jì)出最優(yōu)的鉆孔曲線和鉆進(jìn)的角度。

其次，對(duì)牽引管進(jìn)行測(cè)量定位。根據(jù)鉆孔曲線的設(shè)計(jì)方案，對(duì)管道的導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行重新測(cè)試，根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行管道的放樣和測(cè)量。當(dāng)測(cè)量結(jié)束后，用白灰標(biāo)記處管道軸線的位置，然后在管道軸線上做好標(biāo)高表記，從而能夠更加精確的控制標(biāo)高，便于牽引管技術(shù)進(jìn)行管道施工。

再次，開(kāi)挖工作坑。在對(duì)牽引管進(jìn)行測(cè)量定位之后，開(kāi)始對(duì)工作坑的挖掘。采用CASE輪式挖掘裝載機(jī)技術(shù)，在管道的入土和出土的地方挖掘工作坑。一般情況下，在管道入土的位置挖掘深2米、長(zhǎng)2米、寬1米的斜槽，在出土的地方挖掘深2米、長(zhǎng)3米、寬1米的斜槽，便于管線的輸送。

第四，檢查鉆機(jī)與泥漿制備。在以上工作就緒之后，檢查鉆機(jī)的工作是否正常，鉆機(jī)的定位是否準(zhǔn)確、穩(wěn)定。鉆機(jī)檢測(cè)完之后，要根據(jù)鋪設(shè)管道的地質(zhì)情況進(jìn)行泥漿的制備，要通過(guò)CASE泥漿混配系統(tǒng)調(diào)制均勻，然后進(jìn)行使用。

第五，進(jìn)行試鉆、鉆導(dǎo)向孔以及回?cái)U(kuò)孔。在牽引管管道施工過(guò)程中，啟動(dòng)鉆機(jī)，可以先鉆入一兩根鉆管，檢查一下鉆機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)良好，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修復(fù)；下一步就是進(jìn)入鉆導(dǎo)向孔，根據(jù)之前測(cè)量的軸線高度，采用Digitrak控向儀控制鉆頭的方向，嚴(yán)格設(shè)計(jì)曲線形成導(dǎo)向孔，并根據(jù)地層的變化適時(shí)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)參數(shù)；開(kāi)鉆時(shí)要輕壓慢轉(zhuǎn)，待進(jìn)入水平段時(shí)要輕壓快轉(zhuǎn)以保持鉆機(jī)的導(dǎo)向性和穩(wěn)定性；導(dǎo)向孔打完之后，接下來(lái)就是換下起始桿和導(dǎo)向鉆頭，進(jìn)行回鉆?；?cái)U(kuò)的過(guò)程中最好是使用質(zhì)量上乘的泥漿，控制好性能參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決。同時(shí)在穿導(dǎo)向孔和擴(kuò)孔過(guò)程中一定要保證泥漿輸送暢通。

最后，回拖管材并處理剩余泥漿。HDPE管管材是用電熱熔要求進(jìn)行焊接的，在回拖之前應(yīng)該檢查電熱熔焊接的質(zhì)量，檢查合格之后，在鉆機(jī)后要用挖機(jī)牽引進(jìn)行托管，以免發(fā)生滑落現(xiàn)象。在施工結(jié)束之后，要及時(shí)清理施工場(chǎng)地的剩余泥漿，保持施工地面的環(huán)境整潔。

牽引管技術(shù)在管道施工中的應(yīng)用

牽引管技術(shù)在管道施工中的應(yīng)用主要包括三個(gè)主要部分：牽引管技術(shù)在管道鋪設(shè)中的應(yīng)用、牽引管技術(shù)在管道原位更換中的應(yīng)用以及修復(fù)舊管道的應(yīng)用。

第一，牽引管技術(shù)在管道鋪設(shè)中的應(yīng)用。首先，遙控式小口徑頂管技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，小口徑頂管技術(shù)主要是采用遙控式頂管施工方法。這種遙控式技術(shù)實(shí)現(xiàn)了操作的自動(dòng)化，施工的精確度越來(lái)越高。這種技術(shù)適用于各種地層，口徑一般在1000mm之內(nèi)，施工的長(zhǎng)度一般在100m—561m之間；其次，導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)，導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)一般分為干式和濕式兩個(gè)方面。進(jìn)行導(dǎo)向鉆進(jìn)的鉆頭是楔形鉆頭，能夠鉆出直孔。鉆出先導(dǎo)孔之后，可以采用回?cái)U(kuò)的方式進(jìn)行拉管。導(dǎo)向轉(zhuǎn)進(jìn)技術(shù)主要是使用于比較松軟的底層，管徑的選擇一般在50—350mm；再次，定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)，這種技術(shù)主要是以用定向鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行的施工技術(shù)。一般是采用定向鉆進(jìn)的途徑，先鉆出一個(gè)孔，然后經(jīng)過(guò)多次的回?cái)U(kuò)，最后進(jìn)行拉管技術(shù)；最后，微型隧道鋪管技術(shù)，微型隧道鋪管技術(shù)是一種非常先進(jìn)的、可以遙控的、可導(dǎo)向的管道施工技術(shù)。微型隧道鋪管技術(shù)主要應(yīng)用在鋪設(shè)精度比較高的非進(jìn)人管道，鋪管的直徑一般在250—3000mm之間。

第二，牽引管技術(shù)在換管中的技術(shù)應(yīng)用。牽引管的換管技術(shù)指的是以修復(fù)舊的管道為目的，把舊的管道切碎，然后把新的管道重新推入的技術(shù)。牽引管的換管技術(shù)主要包括兩個(gè)方面：脹管法和吃管法。脹管法指的是采用空氣錘或者是液壓脹管期，在卷?yè)P(yáng)機(jī)的幫助下，把陳舊的管道打碎并拉入新管的施工技術(shù)。這種施工技術(shù)具有效率高、成本低的特點(diǎn)；吃管法指的是借助于專門的隧道挖掘及其，通過(guò)舊管道為導(dǎo)向，把舊館磨碎，形成一個(gè)比起先更大的孔，然后放入一個(gè)直徑更大的管道，這種技術(shù)主要應(yīng)用于污水管道的更換。

第三，牽引管技術(shù)在管道修復(fù)中的應(yīng)用。牽引管技術(shù)在管道修復(fù)中的應(yīng)用主要包括原位固化法和滑動(dòng)內(nèi)襯法兩種。原位固化法指的是在舊的管道內(nèi)側(cè)注入一種固行物質(zhì)，然后在對(duì)這種物質(zhì)進(jìn)行加熱，從而形成一種新的隔水層。原位固化法的優(yōu)點(diǎn)在于：不需要對(duì)管道進(jìn)行注漿，管道的內(nèi)壁比較平滑，可以有效的增強(qiáng)管道的流動(dòng)性；第二種技術(shù)是滑動(dòng)內(nèi)襯技術(shù)，這種技術(shù)是在修復(fù)的舊管中，插入直徑比較小的管道，然后往這個(gè)管道注漿固結(jié)。滑動(dòng)內(nèi)襯技術(shù)一般應(yīng)用在管道沒(méi)有明顯變形的情況下。它的優(yōu)點(diǎn)就是施工的方法比較簡(jiǎn)單，成本也比較低，而這種技術(shù)的缺點(diǎn)就是過(guò)流端面的損失比較大。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，牽引管技術(shù)在管道施工中的作用越來(lái)越大，它正逐漸取代以往傳統(tǒng)的開(kāi)挖施工的方法，成為當(dāng)前最為流行的一種新技術(shù)。

（作者單位：寧?？h水務(wù)集團(tuán)有限公司）