水平導(dǎo)向鉆進(jìn)回拉技術(shù)的介紹

梁堯培

（佛山市市政建設(shè)工程有限公司，廣東佛山 528000）

1 工程概況

佛山市南海區(qū)東南污水處理廠廠外二級管網(wǎng)工程——九馬松涌截污工程，其線路位于獅山鎮(zhèn)東南部，北起劉洞村，南至興業(yè)路；設(shè)計(jì)截污管直徑300～800 mm，管線總長度4 071 m，管頂覆土深度約3～6 m?？傮w設(shè)計(jì)：管線主要分三段：第一段為北起劉洞村，南至科技路，長約2 735 m；第二段為羅穆路的科技路以北段，長約604 m；第三段為羅穆路的科技路以南段，長約732 m。管道走向如圖1所示。

圖1 管道走向圖

如果從W42向W43牽引，剛好鉆頭從魚塘出，影響村民養(yǎng)植；如果由W44向W43牽引的話，角度太大，牽引無法進(jìn)入W42井。現(xiàn)場采用新的牽引回拉技術(shù)，保證W42至W43按圖紙施工。

2 施工準(zhǔn)備

（1）設(shè)備準(zhǔn)備：牽引管的施工根據(jù)工期及施工要求一般需要配置幾種常見的施工設(shè)備，如水平導(dǎo)向鉆機(jī)、泥漿混配系統(tǒng)、控向儀、地下管線探測儀、輪式挖掘裝載機(jī)、抽水泵、發(fā)電機(jī)、管材、吊車。

（2）管材準(zhǔn)備：應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用高質(zhì)量的管材及講信譽(yù)的生產(chǎn)商，并配備專門的管材焊接隊(duì)。

3 鉆孔曲線設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)檢查井位置、土質(zhì)、埋深、管徑等合理確定非開挖牽引管一次牽引的長度，選擇確定水平導(dǎo)向鉆機(jī)機(jī)型，并預(yù)先做好現(xiàn)場圍護(hù)。

（2）先進(jìn)行鉆孔曲線設(shè)計(jì)，計(jì)算出每根鉆桿的鉆進(jìn)角度。

（3）測量定位。對導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，進(jìn)行管道的放樣、原地面的測量。用白灰標(biāo)出管道軸線位置，在軸線上每間隔相同距離做好原地面標(biāo)高標(biāo)記，以便導(dǎo)向施工時(shí)精確控制標(biāo)高。

4 施工過程

4.1 工作坑開挖

采用人工挖土，逆作法護(hù)壁施工，W42及W43做成直徑為3 m工作坑。導(dǎo)向入土位置挖出深2 m、長2 m、寬1 m斜槽，出土點(diǎn)挖出深2 m、長3 m、寬1 m斜槽。

4.2 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)先固定在W43后面，鉆機(jī)定位應(yīng)準(zhǔn)確、水平、穩(wěn)固。

4.3 泥漿制備

制備泥漿應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，制定泥漿性能參數(shù)，按照制定的泥漿性能參數(shù)，配制泥漿。

4.4 試鉆及導(dǎo)向施工

啟動(dòng)鉆機(jī)，鉆入1～2根鉆桿，檢查設(shè)備儀器是否運(yùn)轉(zhuǎn)良好，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，試鉆時(shí)還應(yīng)檢查泥漿混配系統(tǒng)是否滲漏，然后進(jìn)行導(dǎo)向施工。

4.5 預(yù) (回)擴(kuò)孔

（1）導(dǎo)向孔完成后，卸下起始桿和導(dǎo)向鉆頭，換回?cái)U(kuò)鉆頭進(jìn)行回?cái)U(kuò)。由于管道彎道較大，本技術(shù)只要求在W42至W43采用擴(kuò)孔，鉆機(jī)先在W43后面牽引拉擴(kuò)孔，當(dāng)鉆頭到達(dá)W43時(shí)停止擴(kuò)孔。拆除鉆桿后，將鉆機(jī)移到W42后面將鉆頭回拉，當(dāng)鉆頭回拉出來后，更換大一號鉆頭，再次將鉆機(jī)轉(zhuǎn)移到W43后面重新擴(kuò)孔,直至擴(kuò)孔擴(kuò)到合適為至。

（2）鉆進(jìn)過程中，應(yīng)及時(shí)做好施工原始記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括鉆進(jìn)時(shí)間、軸線角度、扭矩力、頂力及土質(zhì)情況等?；?cái)U(kuò)過程中，密切注意鉆進(jìn)過程中有無扭矩、鉆壓突變等異常情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停止施工，待查明原因后采取相應(yīng)措施施工。

（3）鉆進(jìn)過程中的測量控制。在鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)，鉆進(jìn)工作人員利用手持式跟蹤儀，通過鉆頭內(nèi)探頭發(fā)出的信號，確定鉆具位置。手持式跟蹤儀基本配置由一個(gè)裝在鉆頭后面的測量探頭（發(fā)射器）和一個(gè)手持式跟蹤接收器組成。利用導(dǎo)向儀獲取的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)線和實(shí)際軌跡進(jìn)行比較，每鉆進(jìn)2～3 m時(shí)進(jìn)行一次測量計(jì)算，隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)軌跡，鉆頭出口處露出地面，測量實(shí)際出口是否在誤差范圍之內(nèi)。如果鉆孔的一部分超出誤差范圍，可能要拉回鉆桿，重新鉆進(jìn)鉆孔的偏斜部分。

（4）擴(kuò)孔過程中的測量控制。經(jīng)過工作人員認(rèn)真操作，導(dǎo)向孔的位置偏差能得到較好的控制，但由于拖拉管特殊的施工工藝，在隨后的回?cái)U(kuò)操作可能改變鉆孔的位置，為了減少偏離，不同地層可采用不同的回?cái)U(kuò)器。

（5）在非開挖定向鉆進(jìn)管線施工過程中的軸線、高程偏差，主要發(fā)生在回?cái)U(kuò)階段，每擴(kuò)一次孔的測量控制，跟導(dǎo)向孔鉆進(jìn)測量方法相同。

4.6 PE管熱熔連接

管道連接采用熱熔連接（熱熔對接連接）,具體操作如下。

（1）將連接的兩根管材放到對焊機(jī)上，管材盡可能地同軸心，采用專用夾具使其達(dá)到熱熔對接要求。為了消除彎曲力，并把軸向摩擦力降低到最小值，可將焊入管道的管材放在一個(gè)支撐軸上，使其滑動(dòng)。

（2）用電刨件管材焊接面刨平，刨平后檢查一下焊接面的同心度。

（3）接通電熱板電源，當(dāng)電熱板溫度達(dá)到焊接溫度時(shí)，繼續(xù)加熱10 min，使電熱板溫度均勻。

（4）將電熱板放在兩根焊管端面之間，把焊管壓在電熱板上，并使其熔融以消除端面的殘余不平面，此時(shí)壓力為0.01 MPa。

（5）管口焊接面被削平后，擠壓力要下降到最小，焊接面幾乎不與電熱板接觸，此時(shí)擠壓力應(yīng)不大于0.01 MPa，在此加熱時(shí)內(nèi)，擠壓翻卷的融質(zhì)寬質(zhì)幾乎不增加，加熱時(shí)間以秒計(jì)算，所用時(shí)間數(shù)值上約等于10倍的壁厚。

（6）加熱完后，移開加熱器，側(cè)向推壓管材，管材的焊接面就粘結(jié)在一起。

（7）管材熔合起后，將擠壓力從接觸時(shí)的0.01 MPa均勻地增加到0.1 MPa，從0.01 MPa上升到0.1 MPa所用時(shí)間（s）數(shù)值上等于管材壁厚（mm）。通過觀察所形成翻卷的融質(zhì)寬度，就能定性地估計(jì)出擠壓增長率的均勻程度，翻卷的焊珠寬度必須均勻增大，并沿熔化線很好地繞在管的兩邊。

（8）停止使用擠壓力，待焊縫溫度不高于環(huán)境溫度10℃～15℃時(shí)，松開夾具，卸下對焊機(jī)（順自然冷卻，不可強(qiáng)行冷卻）。

4.7 回拖管材

回拖前應(yīng)檢查電熱熔焊接質(zhì)量，檢查合格后方能進(jìn)行拖管。在回拖管道過程中，密切注意孔內(nèi)情況，鉆機(jī)操作手應(yīng)密切注意鉆機(jī)回拖力和扭矩的變化?；赝蠎?yīng)平穩(wěn)、順利，嚴(yán)禁蠻拖。管材要一次性拖入已成形的孔洞中，中途盡量避免停頓，減少回拖的阻力。

4.8 現(xiàn)場泥漿處理

由于管道一邊為河涌，一邊為魚塘，故以保持河涌及魚塘整潔不污染的原則，施工過程中，出入土點(diǎn)泥漿用泥漿泵抽到泥漿罐內(nèi)，及時(shí)用泥漿車排放到合理位置，將廢漿清理干凈，避免泥漿流入河涌或魚塘，并恢復(fù)原地面。

4.9 檢查井施工

清理工作坑泥漿后將管道切除，再砌筑標(biāo)準(zhǔn)檢查井，檢查井砌筑完成后用原土回填夯實(shí)。

5 結(jié)語

對于管道彎道較大，一般水平導(dǎo)向鉆進(jìn)無法滿足施工要求時(shí)，水平導(dǎo)向鉆進(jìn)回拉技術(shù)能準(zhǔn)確按圖施工，質(zhì)量保證較好。