定向顶管(拖管)施工在道路给排水中的应用之我见

【摘 要】随着城市的发展，市政供水和排水的问题也日益突出，有的城市道路表面附近破路开挖管道铺设实施，造成交通拥堵并影响美观。定向的项管施工可以避免开挖，大大缩短了施工工期，而且施工安全并且可以节约成本。本文介绍了定向的项管施工的应用条件、顶进方法与施工机械的选择，泥浆配比参数等方面。 一、应用的条件 （一）管道所在的土层

定向顶管（拖管）施工比较适用在残积粘性土层或是完全风化的岩层，并且当中没有存在障碍物。 （二）管材方面的选择

1.拖拉用的管材一般比较宜为选择高密度的聚乙烯平壁管或无缝的钢管，管材的强度一

定要满足施工以及使用阶段的荷载的相应要求。 2.高密度的聚乙烯平壁的物理性能要求符合下列条件： 短期弹性的模量：≥800mpa 抗拉强度标准值：≥19mpa 环刚度：>，8kn/m2 断裂伸长率：≥150%

管材允许的拖拉应力按12mpa控制。 3.钢管的性能应该需要下列的条件： 壁厚：>5mm，屈服强度：≥210mpa

4.抗拉强度：>415mpa 二、项进方法方面的选择

管道顶进方法的选择应该是根据管道所在的土层性质、地下水的水位、管径、附近地上下的建筑物、构筑物、各种各样的设施等元素，经过技术的经济比较后再确定，而且还需要符合下列的规定： 在粘性的土层或者是砂性的土层时，并且在没有地下水的影响下，比较适用于掘式或是机械挖掘的顶管方法；如果当土质是砂砾土的时候，可以使用具有支撑的工作管或是注浆加固土层的措施；如果是在软土层并且没有障碍物的情况下管顶以上的土层比较厚的时候比较适宜用挤压式或是网格式的顶管法；在残积粘性土层或是完全风化的岩层并且没有障碍物的情况下比较适用于水平定向的定向顶管（拖管）施工法，既是导向的钻进法，这种方法是属于微型隧道技术，原理是让水平定向钻机进行穿越施工，工作的过程是通过导向仪进行探测及向导，先钻出一个和设计曲线一样的导向孔，之后再把导向孔进行扩大，将设计管线放置回扩大的导向孔之中即完成了管线的穿越。施工的阶段一般分为三个部分： （1）从始发坑根据设计的曲线尽量准确地钻一个导向孔； （2）从导向孔钻至目标的坑后将导向孔扩大；

（3）采用液压的装置把设计的管线沿着扩大的导向孔进行回拖即完成了穿越的工作。 三、定向顶管的施工 （一）工作井的施工

首先施工入出土点两个工作井，且工作井的长度、宽度按照所选定的机型进行确定，工作亍的深度则按照管道的高度进行确定。钻机就位准备工作完成后进入导向的工作。 （二）定向导向的施工

首先确定好管材的穿越位置以及线路，设定多个坐标进行导向的工作，将探棒装入钻杆的前的导向头之内，通过探棒发射信号数据至地面的接收器，再由器发射至钻机的显示屏中。钻手按屏幕显示的数据进行钻进，导向手按接收器显示的数据告知钻手按确定的坐标和线路进行调整钻头的角度来进行工作，导向钻进钻杆的起始的角度控制在7-9度间，确保钻进轴线的方向按图纸所设定的要求。导向钻进的过程当中需要随时观察钻孔的返回泥浆的情况，按照返回的泥浆判断地层的含沙量等情况，随时的调整泥浆的配比，确保钻进施工的正常动作。直至出土为止导向完成，此时导向孔的直径大约是钻杆直径的+φ100mm。 （三）回扩方面的施工

导向完成后开始扩孔，从孔径钻杆直径+φ100mm扩至孔径为管径+φ300mm，回扩球头按次回扩扩孔同时注入化学泥浆以进行护壁，以此来提高成孔率及防止孔塌并起到润滑作用，同时进出人工作基坑进行排浆，扩孔采取24小时不间断的工作直至扩孔完成。 因为此地层是土层，回扩的时候要注意泥浆的配比的调整，确保不会出现塌孔或是断孔的现象。回扩的过程当中钻杆采用车辆拖动周转。回扩的过程当中应该确保钻杆供应要及时，没有意外的情况

下尽可能的不要中断施工。为了可以让扩孔达到要求要多次洗孔直到成孔，顶管前成孔的系统一定要符合施工的要求，特别是泥浆的配制需要满足施工的工艺要求。 （四）管线的回拖施工

回拖是定向穿越最关键也是最后一步，在回拖时候采用的方式是等于管径大小的扩孔器加上回拖万向节再加管材穿越管线。在回拖的时要进行连续的工作，防止因为停工成果造成阻力的增大。管线回拖这前要检查各个连接的部位 ，并在回拖万向节以及回拖管道间增加两个抗施力u型扣，方便调整在回拖的过程中的角度问题。 管道从进口拖入时，如果管道的长度为50-80左右不需要其他的机械配合也可由钻机自己拖拉。

如果管道的长度大于八十米，现场需要配备吊车，将管道吊起顺入孔内，等到顺入度达到50-80米左右才可进行钻机自己拖拉。 托管的时候管道下面每十米左右均匀布设特做的滑轮作为管道拖动时候的轴承作用，这样可以减少阻力。当管道较长同时受到道路场地的限制的时候，管道随着道路的弯曲放置，在弯曲的内侧随着弯曲均匀来设置钢管，钢管采用金刚钻孔立在道路上，外套大一规格的套管托管的时候挡住管道并且随着其移动。配备几台吊车将管道吊起推动以上减少管道的重量。 （五）竣工检验

在管道完成拖管之后，应该组织甲方和监理单位对其进行竣工检验。

四、施工机械方面的选择 按照回拖力计算公式计算如下： f=|（p0-p1）|×i×ρ

f=管壁与孔壁间的摩擦力（kv）； p=土与管壁间的摩擦系数（0.2—0.6）； p0=管子每米长的重量； pl=管子每米所受的浮力； i=铺管长度。

pl在未人孔之前，没有浮力。 在孔洞中，p1=π×d2×λ/4

λ=泥浆比重：膨润土配置的泥浆1.02—1.03，化学聚合物配置的泥浆。

经计算管重c=p0×i，定向拖管工程用于穿越施工的设备选用大于g+f平定向钻机就可以满足施工的需要。 五、泥浆的配比的理论参数

泥浆的配制：在钻机在开始开钻之前需要提前对水样进行采集，并进行含盐量ph的分析检验，要求含盐量nacl<1%，含钙量（ca++）<120mg/l，等到水样合格之后再进行泥浆的配制，此外，配制泥浆的水质是不可以受管施工在道路给排水中的应用 。

如果是受到了污染的脏水则必要使用干净的水进行泥浆的配制。泥浆由水、各类的添加剂（包含了有：滤饼剂、增黏剂、润滑剂、护壁剂、堵漏剂等）、膨润土等组成的，泥浆的粘度应该按照地质

的情况以及管径的大小来确定，泥浆的黏度的值是可以按下面进行选取的。泥浆黏度宜用马氏漏斗测量，每两小时测一次。