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【摘 要】随着城市建设的加快，交通网的不断扩大，在很多地下工程建设中，传统的开挖技术开始受到了限制，而采用非开挖技术倍受青睐。非开挖拖管施工技术开挖量小、环境影响较小、施工成本较低，本文结合工程应用实例，对其施工技术方面作相关探讨，给同类工程提供借鉴和参考。
【关键词】非开挖技术；施工准备；施工流程；测量控制
城市地下管网作为城市的重要基础设施之一,其建设越来越来收到人们的关注。城市地下管网施工，一般埋置较深，采用开挖铺管技术，对环境污染严重，干扰大，破坏性大，已逐渐被非开挖技术所取代。非开挖拖管施工技术正是非开挖技术中的典范，解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量，节约资金和时间，降低工程造价，在稳定土层和环境保护等方面凸显其优势。
1 工程概况
某污水截流管工程，全长1453m，全部采用非开挖拖管技术施工，施工分五段，管材采用PE管，管径为DN300，管道最小覆土深度5.0m，最深处达7.0m。
2 前期調查
2.1 地貌和交通状况
本工程施工路面较为平坦，但因本段道路为景区内交通要道，人流量和车流量较大。委托地质勘探部门的钻探报告显示，本次管道将穿越在含砂量较大的地层中。
2.2 管线探测
根据勘探部门提供的工程现场地下管网资料，采用探地雷达结合掀井盖实地测量，对现场地下管网进行复查，准确掌握地下各种管道和其他基础设施的分布及埋深，为导向孔轨迹提供准确的设计依据，确保施工安全。
3 施工准备
3.1 钻机配备
本次工程采用STD-320型水平定向钻机进行施工，钻机性能参数如下：
3.1.1 额定扭矩：11000N·m；
3.1.2 入土角调整范围：0～15°；
3.1.3 最大回拖管径：1000mm；
3.1.4 最大穿越距离：1500m；
3.1.5 最大推拉力：3200kN；
3.1.6 钻机结构形式：履带式；
3.1.7 控向仪及方式：进口向导五无线导航探测仪。
3.2 选择管道焊接场地
在靠近管道全线中间的一个钻杆出土点有块较大的闲置空地，将其按市安全文明施工规范要求用彩钢瓦围档作为管道焊接场地。
3.3 施工临时用水
就近取用珠江水。
3.4 施工临时用电
用30kW柴油发电机组在施工现场发电。
4 施工流程
4.1 钻机进场
为了不影响附近景区白天车辆及游客交通，施工钻机安排在晚上十点钟后进场。
4.2 导向轨迹设计
根据施工现场的地貌、地质和地下管线情况，设计出拖管路线图及断面图，同时按照设计规范要求，考虑以下因素：
4.2.1 满足规范要求的最小曲率半径，即R=1200D=360m，由于本工程穿越地段地层比较复杂，穿越地层主要是流沙，该地层成孔性、稳定性差，为了减小管道的弯曲应力，拟将本次管道弯曲半径增加到R=1500D=450m。
4.2.2 满足穿越道路的安全规范要求；规范要求穿越道路应保持在道路下5m，该工程管道覆土在5～7m，满足施工规范要求。
4.3 测量放线
4.3.1 根据施工要求的入土点和出土点坐标放出管道中心轴线，在入土点端测量并确定钻机安装位置及泥浆池的占地边界线；在出土点一端，根据管道中心轴线和占地宽度及长度，放出出土点作业场地边界线。
4.3.2 测量控向参数：按操作规程标定控向参数，要求细心并尽可能多测取参数比较，以确定最佳参数，在管道中心线的三个不同位置测取，且每个位置至少测四次。
4.4 管道施工
4.4.1 钻机就位
钻机设备进场完成后，按照施工平面的布置，进行钻机就位固定，开挖泥浆池等。
4.4.2 泥浆配制：根据地质资料情况，确定泥浆配制方案，开钻前配制好30m3优质泥浆。泥浆在定向穿越中起关键作用，针对不同的地层采用不同的泥浆，若地质情况复杂，则对泥浆要求比较高，为了对付不同的情况，采取以下措施：
（1）按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出合乎要求的泥浆。
（2）使用的泥浆添加剂有：聚合物（万用王），滤饼剂，润滑剂，根据不同的穿越地质条件，确定加入不同的添加剂。
4.4.3 钻机试钻：进行系统连接、试运转，设备运转正常后，钻进1～2个根钻杆后，检查各部位运转情况，正常后按次序钻进，确保导向钻进一次成功。
4.4.4 导向孔钻进
（1）导向孔的钻进是整个定向钻的关键，操作STD定向钻机及配套的钻具进行地下钻进施工，地面上使用向导五定向系统控制钻头的方向。要重视每一个环节，认真分析各项参数，钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况。
（2）由于本工程为中长距离复杂地层穿越，导向孔钻进时，推力较大，要求钻机锚定必须牢固，泥浆性能达到高粘度、好流动。
4.4.5 扩孔：导向孔钻好后，用扩孔钻头将导向孔逐级扩大至需要的孔径。
4.4.6 管道回拖：孔径达到管道回拖要求的条件后，将检验合格的穿越管道吊上滑送架并检查无误后回拖。回拖是穿越的最后一步，也是最关键的一步。在回拖时进行连续作业，避免因停工造成卡钻。回拖前仔细检查旋转接头、连接头、扩孔器的连接，确定连接牢固方可回拖，回拖时出入土两端工作人员要加强联系，协调配合将管道拖到预定位置。
4.5 管道高程测量控制措施
4.5.1 钻孔前测量控制措施
根据施工图纸，利用经纬仪或全站仪设定拖管段（两井之间的位置）坐标与距离，确定拖管导向孔中心线在地表走向，测量出导向孔中心线与地面的相对高程数据，并根据管道铺设深度的要求，确定导向孔的出入土角度和出入土点位置，将测量出的钻孔轨迹绘出详细图纸。
4.5.2 钻孔过程中的测量控制措施
在导向孔钻进的过程中，测量人员手持导向仪，通过导向钻头内探头发射器发出的信号来确定钻具的准确位置，利用导向仪接收器获取的数据与预先设计的数据进行比较，每钻进2～3m时进行一次测量计算，随时调整钻进轨迹，如果实际钻进超出设计的误差范围，则需要回拉钻杆，重新钻进。
4.5.3 扩孔过程中测量控制措施
导向孔严格按照管道轨迹设计钻进完成后，即进行扩孔工作，不同土层采用不同的扩孔器，筒型挤压式扩孔器适合淤泥层，刮刀式扩孔器适合粘土层和流沙层，合金钢牙轮扩孔器适合岩石层，本次工程土质为流沙和淤泥土层，采用刮刀式和挤压式扩孔器交替使用，考虑到扩孔过程中由于扩孔器自重会产生成孔下垂的现象，造成导向孔准确而在扩孔中高程下降的问题，通过预先设置10cm的变量调节，有效的解决了高程问题。
本工程完工后经测量，高程符合设计要求，通过竣工验收。
4.6 管道保护
4.6.1 管道回拖前对焊接好的管线进行验收，验收内容：是否按照设计要求对所有管道进行了检验，管道质量是否合格，是否符合管道的弯曲度，拉管头做的是否合格，确认合格后方能回拖。
4.6.2 最后一次扩孔要提高泥浆的润滑性能，回拖时保持最后一次扩孔的泥浆性能，避免大幅度调整泥浆造成的孔壁坍塌，给拖管增加阻力。
4.6.3 管道回拖前必须检查两端封闭情况，管道回拖就位后，仍然保持管道两端密封，确保管道内干净。
4.7 环境保护和地貌恢复
4.7.1 施工过程中，加强对各种油料、泥浆药品的管理，避免流失地面、污染施工场地和道路。
4.7.2 管道完工后，对泥浆池中的泥浆进行回收处理，回收不了的泥浆用泥浆车外运到指定的地方排放。填平泥浆池，恢复地貌。对施工现场进行清理，做到：“工完、料净、场清”。
4.8 资料完备
施工完毕后，做出详尽真实的技术资料，交给有关部门存档。
5 结语
综上所述，本工程采用的非开挖施工技术，减少了大量的土方开挖工作，并且保持地面交通畅通，不影响地面构筑物设施的安全，很好的缩短了工期，减少的工程施工对周围的建筑和居民的影响，对环境的保护同样明显。因此，非开挖施工技术的应用取得了良好的经济效益和社会效益，值得推广。
参考文献
[1]李淑娟;非开挖技术在排水工程中的应用[J];中国高新技术企业;2010年01期
[2]胡逸飞 浅谈非开挖拖管施工技术在市政管道工程中的应用 2011年01期
【关键词】非开挖技术；施工准备；施工流程；测量控制
城市地下管网作为城市的重要基础设施之一,其建设越来越来收到人们的关注。城市地下管网施工，一般埋置较深，采用开挖铺管技术，对环境污染严重，干扰大，破坏性大，已逐渐被非开挖技术所取代。非开挖拖管施工技术正是非开挖技术中的典范，解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量，节约资金和时间，降低工程造价，在稳定土层和环境保护等方面凸显其优势。
1 工程概况
某污水截流管工程，全长1453m，全部采用非开挖拖管技术施工，施工分五段，管材采用PE管，管径为DN300，管道最小覆土深度5.0m，最深处达7.0m。
2 前期調查
2.1 地貌和交通状况
本工程施工路面较为平坦，但因本段道路为景区内交通要道，人流量和车流量较大。委托地质勘探部门的钻探报告显示，本次管道将穿越在含砂量较大的地层中。
2.2 管线探测
根据勘探部门提供的工程现场地下管网资料，采用探地雷达结合掀井盖实地测量，对现场地下管网进行复查，准确掌握地下各种管道和其他基础设施的分布及埋深，为导向孔轨迹提供准确的设计依据，确保施工安全。
3 施工准备
3.1 钻机配备
本次工程采用STD-320型水平定向钻机进行施工，钻机性能参数如下：
3.1.1 额定扭矩：11000N·m；
3.1.2 入土角调整范围：0～15°；
3.1.3 最大回拖管径：1000mm；
3.1.4 最大穿越距离：1500m；
3.1.5 最大推拉力：3200kN；
3.1.6 钻机结构形式：履带式；
3.1.7 控向仪及方式：进口向导五无线导航探测仪。
3.2 选择管道焊接场地
在靠近管道全线中间的一个钻杆出土点有块较大的闲置空地，将其按市安全文明施工规范要求用彩钢瓦围档作为管道焊接场地。
3.3 施工临时用水
就近取用珠江水。
3.4 施工临时用电
用30kW柴油发电机组在施工现场发电。
4 施工流程
4.1 钻机进场
为了不影响附近景区白天车辆及游客交通，施工钻机安排在晚上十点钟后进场。
4.2 导向轨迹设计
根据施工现场的地貌、地质和地下管线情况，设计出拖管路线图及断面图，同时按照设计规范要求，考虑以下因素：
4.2.1 满足规范要求的最小曲率半径，即R=1200D=360m，由于本工程穿越地段地层比较复杂，穿越地层主要是流沙，该地层成孔性、稳定性差，为了减小管道的弯曲应力，拟将本次管道弯曲半径增加到R=1500D=450m。
4.2.2 满足穿越道路的安全规范要求；规范要求穿越道路应保持在道路下5m，该工程管道覆土在5～7m，满足施工规范要求。
4.3 测量放线
4.3.1 根据施工要求的入土点和出土点坐标放出管道中心轴线，在入土点端测量并确定钻机安装位置及泥浆池的占地边界线；在出土点一端，根据管道中心轴线和占地宽度及长度，放出出土点作业场地边界线。
4.3.2 测量控向参数：按操作规程标定控向参数，要求细心并尽可能多测取参数比较，以确定最佳参数，在管道中心线的三个不同位置测取，且每个位置至少测四次。
4.4 管道施工
4.4.1 钻机就位
钻机设备进场完成后，按照施工平面的布置，进行钻机就位固定，开挖泥浆池等。
4.4.2 泥浆配制：根据地质资料情况，确定泥浆配制方案，开钻前配制好30m3优质泥浆。泥浆在定向穿越中起关键作用，针对不同的地层采用不同的泥浆，若地质情况复杂，则对泥浆要求比较高，为了对付不同的情况，采取以下措施：
（1）按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出合乎要求的泥浆。
（2）使用的泥浆添加剂有：聚合物（万用王），滤饼剂，润滑剂，根据不同的穿越地质条件，确定加入不同的添加剂。
4.4.3 钻机试钻：进行系统连接、试运转，设备运转正常后，钻进1～2个根钻杆后，检查各部位运转情况，正常后按次序钻进，确保导向钻进一次成功。
4.4.4 导向孔钻进
（1）导向孔的钻进是整个定向钻的关键，操作STD定向钻机及配套的钻具进行地下钻进施工，地面上使用向导五定向系统控制钻头的方向。要重视每一个环节，认真分析各项参数，钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况。
（2）由于本工程为中长距离复杂地层穿越，导向孔钻进时，推力较大，要求钻机锚定必须牢固，泥浆性能达到高粘度、好流动。
4.4.5 扩孔：导向孔钻好后，用扩孔钻头将导向孔逐级扩大至需要的孔径。
4.4.6 管道回拖：孔径达到管道回拖要求的条件后，将检验合格的穿越管道吊上滑送架并检查无误后回拖。回拖是穿越的最后一步，也是最关键的一步。在回拖时进行连续作业，避免因停工造成卡钻。回拖前仔细检查旋转接头、连接头、扩孔器的连接，确定连接牢固方可回拖，回拖时出入土两端工作人员要加强联系，协调配合将管道拖到预定位置。
4.5 管道高程测量控制措施
4.5.1 钻孔前测量控制措施
根据施工图纸，利用经纬仪或全站仪设定拖管段（两井之间的位置）坐标与距离，确定拖管导向孔中心线在地表走向，测量出导向孔中心线与地面的相对高程数据，并根据管道铺设深度的要求，确定导向孔的出入土角度和出入土点位置，将测量出的钻孔轨迹绘出详细图纸。
4.5.2 钻孔过程中的测量控制措施
在导向孔钻进的过程中，测量人员手持导向仪，通过导向钻头内探头发射器发出的信号来确定钻具的准确位置，利用导向仪接收器获取的数据与预先设计的数据进行比较，每钻进2～3m时进行一次测量计算，随时调整钻进轨迹，如果实际钻进超出设计的误差范围，则需要回拉钻杆，重新钻进。
4.5.3 扩孔过程中测量控制措施
导向孔严格按照管道轨迹设计钻进完成后，即进行扩孔工作，不同土层采用不同的扩孔器，筒型挤压式扩孔器适合淤泥层，刮刀式扩孔器适合粘土层和流沙层，合金钢牙轮扩孔器适合岩石层，本次工程土质为流沙和淤泥土层，采用刮刀式和挤压式扩孔器交替使用，考虑到扩孔过程中由于扩孔器自重会产生成孔下垂的现象，造成导向孔准确而在扩孔中高程下降的问题，通过预先设置10cm的变量调节，有效的解决了高程问题。
本工程完工后经测量，高程符合设计要求，通过竣工验收。
4.6 管道保护
4.6.1 管道回拖前对焊接好的管线进行验收，验收内容：是否按照设计要求对所有管道进行了检验，管道质量是否合格，是否符合管道的弯曲度，拉管头做的是否合格，确认合格后方能回拖。
4.6.2 最后一次扩孔要提高泥浆的润滑性能，回拖时保持最后一次扩孔的泥浆性能，避免大幅度调整泥浆造成的孔壁坍塌，给拖管增加阻力。
4.6.3 管道回拖前必须检查两端封闭情况，管道回拖就位后，仍然保持管道两端密封，确保管道内干净。
4.7 环境保护和地貌恢复
4.7.1 施工过程中，加强对各种油料、泥浆药品的管理，避免流失地面、污染施工场地和道路。
4.7.2 管道完工后，对泥浆池中的泥浆进行回收处理，回收不了的泥浆用泥浆车外运到指定的地方排放。填平泥浆池，恢复地貌。对施工现场进行清理，做到：“工完、料净、场清”。
4.8 资料完备
施工完毕后，做出详尽真实的技术资料，交给有关部门存档。
5 结语
综上所述，本工程采用的非开挖施工技术，减少了大量的土方开挖工作，并且保持地面交通畅通，不影响地面构筑物设施的安全，很好的缩短了工期，减少的工程施工对周围的建筑和居民的影响，对环境的保护同样明显。因此，非开挖施工技术的应用取得了良好的经济效益和社会效益，值得推广。
参考文献
[1]李淑娟;非开挖技术在排水工程中的应用[J];中国高新技术企业;2010年01期
[2]胡逸飞 浅谈非开挖拖管施工技术在市政管道工程中的应用 2011年01期