水平定向鉆進(jìn)拉管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)工程中的應(yīng)用策略

袁偉 劉一浩 金堯 陳曉明 朗井海

中交一公局廈門工程有限公司 福建廈門 361000

在進(jìn)行市政管網(wǎng)工程的具體施工過程中，水平定向鉆進(jìn)拉管施工技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵且常用的施工技術(shù)。通過該技術(shù)的合理應(yīng)用，可有效保障市政管網(wǎng)施工質(zhì)量，提升整體工程安全。因此，在具體施工中，施工單位應(yīng)加強(qiáng)此項(xiàng)施工技術(shù)的研究，并將其合理應(yīng)用到市政管網(wǎng)的施工中，使其發(fā)揮出充分的應(yīng)用優(yōu)勢。

1 工程概況

本次所研究的工程為某市政工程的管網(wǎng)工程施工，該工程的施工地點(diǎn)處在海南省文昌市翁田鎮(zhèn)，管道鋪設(shè)設(shè)計為非開挖施工工藝。具體施工中，需要穿越該地區(qū)一座土坡。本次管網(wǎng)施工中，主管是一根直徑為ND400mm的污水管道，其材質(zhì)為PE實(shí)壁熱熔管，其鋪管長度在559m，埋深在4.09-6.37m之間，穿越的地層屬于素填土。本文主要對該市政管網(wǎng)工程施工過程中水平定向鉆進(jìn)拉管施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

2 水平定向鉆進(jìn)拉管施工技術(shù)的主要應(yīng)用策略分析

2.1 施工設(shè)備選擇

按照工程設(shè)計的管徑以及預(yù)埋深度等需求，并根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際條件，在本次通過水平定向鉆進(jìn)拉管技術(shù)進(jìn)行市政管網(wǎng)的具體施工中，主要應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備包括DigitralMARK-III型步履式導(dǎo)向儀以及非開挖形式的鋪管鉆機(jī)。其中，非開挖形式的鋪管鉆機(jī)的鋪設(shè)管徑在DN1000mm以內(nèi)，長度在750m以內(nèi)[1]。由此可知，工程設(shè)備與實(shí)際施工需求完全相符。以下是其主要參數(shù)：

表1 非開挖形式的鋪管鉆機(jī)主要參數(shù)

2.2 導(dǎo)向鉆進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用

在通過水平定向鉆進(jìn)拉管技術(shù)進(jìn)行市政管網(wǎng)的具體施工過程中，導(dǎo)向孔跡的控制是一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。通常情況下，導(dǎo)向孔軌跡的主要組成部分有入土造斜段、直線段以及出土造斜段這三個部分。其中，直線段指的是管道在障礙物中穿過的實(shí)際長度；入土側(cè)造斜線段指的是鉆桿已經(jīng)進(jìn)入到設(shè)計鋪管深度的這個過渡段；出土側(cè)造斜段指的是鉆桿在地表露出的這一過渡段。具體施工中，為有效保障導(dǎo)向精度和實(shí)際設(shè)計要求相符，在本次工程中，將入土角設(shè)計為12°，出土角設(shè)計為8°。施工中，導(dǎo)向孔造斜段施工最為關(guān)鍵，施工中應(yīng)注意造斜段的漸進(jìn)性和平緩性，并保障軌跡平滑，這樣才會為后續(xù)的管道回拖提供足夠便利。

在開挖好工作坑之后，通過DigitralMARK-III型步履式導(dǎo)向儀以及ZT-45非開挖形式的鋪管鉆機(jī)對導(dǎo)向孔進(jìn)行施工。在對導(dǎo)向孔進(jìn)行施工之前，首先應(yīng)對地下管線的實(shí)際情況做到全面明確。施工中，采用導(dǎo)向鉆頭前端斜掌進(jìn)行推進(jìn)和轉(zhuǎn)動施工，以此來實(shí)現(xiàn)斜撐和土體之間的擠壓效果[2]。在此過程中，土體會將一個反作用力施加給斜掌，進(jìn)而讓鉆頭方向改變，使導(dǎo)向鉆頭可以沿著預(yù)先設(shè)定好的軌跡在鉆孔中延伸，導(dǎo)向孔也由此形成。

2.3 回擴(kuò)孔施工技術(shù)的應(yīng)用

在完成導(dǎo)向孔的施工之后，應(yīng)通過直徑不同的鉆頭進(jìn)行逐級擴(kuò)孔施工，使其孔徑達(dá)到管徑的1.2-1.5倍為宜。本次施工中，主要進(jìn)行了七次擴(kuò)孔，分別為150/250/350/450/550/650/750mm，鉆孔中保障從小到大按順序進(jìn)行，避免跳級擴(kuò)孔情況。

在每一級鉆孔的施工中，都通過均勻旋轉(zhuǎn)回控方法和泥漿法結(jié)合的方式進(jìn)行施工，這種施工方法不僅可以使其孔壁厚度得到良好保障，也可以將多余泥砂排出，保障鋪管能夠順利拉回，讓受到擠壓的泥土可以在鋪管之后隨著應(yīng)力自然回填，不留下孔內(nèi)空隙，不發(fā)生地面沉降。

施工中應(yīng)該對回轉(zhuǎn)速度、擠壓力、回拉力、高壓水的射流壓力以及射流量做到嚴(yán)格控制，以此來保障孔壁的完整性。同時應(yīng)注重泥漿的合理配比，讓泥漿層在孔內(nèi)良好形成，以此來有效降低孔內(nèi)地層對管道造成擠壓和磨損。

本次工程中，限定每一級擴(kuò)孔差不可超過10cm。擴(kuò)孔之后需要用泥漿進(jìn)行清孔處理，以此來保障泥漿層在孔內(nèi)形成。因?yàn)楸敬喂こ痰氖┕さ囟螌儆谒缮⑸皩?，所以擴(kuò)孔中應(yīng)嚴(yán)格遵循快速擴(kuò)孔的原則，也就是通過高速鉆進(jìn)的方式來提升擴(kuò)孔速度，盡最大限度減少回擴(kuò)對砂層所造成的擾動時間，避免塌孔。

2.4 泥漿優(yōu)化施工技術(shù)的應(yīng)用

因?yàn)楸敬问┕ぴ谏皩又羞M(jìn)行，所以對泥漿的要求也就比較高，其繁華性、護(hù)壁性以及造塑性都應(yīng)該得到良好保障。以下是本次工程施工中的泥漿配比情況：

表2 本次工程施工中的泥漿配比情況

本次施工對泥漿配比進(jìn)行了嚴(yán)格控制，在加水之后，將其進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，制備好的泥漿參數(shù)如下：

表3 本次工程中制備好的泥漿參數(shù)

根據(jù)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這種泥漿可以讓孔內(nèi)的泥漿和鉆屑牢牢黏合在一起，并懸浮起來，以此來共同對鉆孔提供支撐作用。通過這樣的方式，就可以有效防止塌孔情況發(fā)生，以此來獲得良好的施工效果。

同時，在施工中也應(yīng)該做好泥漿監(jiān)測工作，對于入口和出口位置的泥漿量變化應(yīng)做到足夠重視，并時刻關(guān)注孔口是否出現(xiàn)了返漿情況。因?yàn)樯皩幼o(hù)壁難度很大，所以施工中一定要在入口以及出口位置的工作坑中做好泥漿量控制，使其充滿整個孔。如果發(fā)現(xiàn)工作坑中的泥漿頁面并未漫過孔口，則應(yīng)該及時向其中注入泥漿，直到漫過孔口位置。

最后是回拖管就位施工，施工中，應(yīng)保障管材質(zhì)量，使其滿足施工設(shè)計的實(shí)際要求。本次工程中所應(yīng)用的是DN400mm型的PE給水管，因其質(zhì)量很大，所以施工中將滾筒墊在了管道下方，以此來有效防止回拖過程中管道和地面之間的直接摩擦，為管道回拖提供了足夠便利，并對管道起到了有效的保護(hù)作用。因?yàn)槭┕がF(xiàn)場的砂層比較松散，所以施工中一定要保障回拖的連續(xù)性，通過一次性焊接和回拖的方式完成回拖施工。

3 水平定向鉆拉管施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

3.1 保障導(dǎo)向孔跡的垂直

在通過水平定向鉆進(jìn)拉管技術(shù)進(jìn)行市政管網(wǎng)工程的具體施工中，導(dǎo)向孔軌跡是否垂直將會對整體工程質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響作用。因此，施工單位一定要對彎曲弧度等對于鉆孔軌跡的不利影響加以全面分析，以此來保障導(dǎo)向孔軌跡的垂直度。通過這樣的方式，才可以有效保障施工質(zhì)量。

3.2 保障回擴(kuò)孔的成孔質(zhì)量

在通過水平定向鉆進(jìn)拉管技術(shù)進(jìn)行市政管網(wǎng)的施工過程中，主要的施工步驟有兩個，首先是導(dǎo)向孔施工，然后是回擴(kuò)孔施工，前者對施工成敗和精度有著決定性作用，后者則對鋪管工作的成敗有著決定性作用。因此，在完成了導(dǎo)向孔的施工并保障其施工質(zhì)量之后，也一定要對回擴(kuò)孔的成孔質(zhì)量加以嚴(yán)格控制。具體施工中，回擴(kuò)口的鉆進(jìn)工作需要逐級進(jìn)行，之所以進(jìn)行多級的回擴(kuò)孔施工，是因?yàn)檫@種施工方式可以達(dá)到良好的彎孔修直效果，避免孔徑擴(kuò)大過程中出現(xiàn)垂直度偏差，降低后續(xù)的拖管阻力。在回擴(kuò)孔的具體施工過程中，施工單位一定要做好各項(xiàng)工序的控制，保障其平順度和垂直度，這樣才可以有效保障鋪管工作的順利進(jìn)行，提升整體工程質(zhì)量。

3.3 保障泥漿配制質(zhì)量

此項(xiàng)工程中，泥漿所發(fā)揮的作用至關(guān)重要，它相當(dāng)于施工的血液，對于整體的施工質(zhì)量和安全有著決定性作用。合理的泥漿配制不僅可以對孔洞內(nèi)部的鉆屑起到有效的粘結(jié)效果，避免其快速下降造成的埋鉆現(xiàn)象，同時也可以起到潤滑減阻和穩(wěn)定孔壁等的多重作用，以此來有效保障鉆孔填充質(zhì)量及其安全性。因此，在具體施工中，一定要保障泥漿的配制質(zhì)量，根據(jù)具體的施工設(shè)計要求和現(xiàn)場的實(shí)際情況來合理選擇原材料，并注重其配比的合理優(yōu)化。在此過程中，原材料的選擇最好應(yīng)做到因地制宜。這樣不僅可以有效保障泥漿與施工現(xiàn)場的匹配效果，同時也可以有效節(jié)約工程資金。此外，在泥漿配制中，也應(yīng)該做好各項(xiàng)外加劑的合理應(yīng)用，這樣才可以有效提升泥漿性能，使其在具體施工中發(fā)揮出更加充分的作用，以此來有效保障整體施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行市政管網(wǎng)工程的施工過程中，水平定向鉆進(jìn)拉管施工技術(shù)是最為常見的一種施工技術(shù)。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，首先需要根據(jù)實(shí)際情況和實(shí)際需求來合理選擇機(jī)械設(shè)備，然后進(jìn)行導(dǎo)向孔的施工，最后再進(jìn)行回擴(kuò)孔的施工以及拖管施工。在此過程中，施工單位不僅應(yīng)嚴(yán)格做好導(dǎo)向孔以及回擴(kuò)孔的施工質(zhì)量控制，同時也應(yīng)該做好泥漿配制質(zhì)量的合理控制。通過這樣的方式，才可以有效保障施工質(zhì)量，提升整體工程的安全性。