定向鉆孔拖拉管非開(kāi)挖技術(shù)在敷設(shè)市政給水管道中的應(yīng)用

1、第32卷第2期Vo132No2建筑施工BUILDINGC0NSTRUCTION定向鉆孔拖拉管非開(kāi)挖技術(shù)在敷設(shè)市政給水管道中的應(yīng)用TrenchlessTechnologyofDirectionalDrillTuggerforLayingofLargeCaliberPipelineAppliedtOUrbanWaterSupplyPipeline口陳志龍俞沈星2(1騰達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司上海200122；2上海新光工程咨詢(xún)有限公司2000

2、81)【摘要】定向鉆孔拖拉聚乙烯管(PE管)作為一種非開(kāi)挖施工方法，與傳統(tǒng)的開(kāi)挖施工相比，具有對(duì)周?chē)h(huán)境、建(構(gòu))筑物、交通影響小，施工方便、綜合施工費(fèi)用低、施工周期短、地表面不受損壞、社會(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合上海浦東機(jī)場(chǎng)南區(qū)給水泵站進(jìn)水管線鋪設(shè)工程，闡述了在復(fù)雜環(huán)境條件下定向鉆孔拖拉管的施工工藝和方法?！娟P(guān)鍵詞】非開(kāi)挖技術(shù)給水管道定向鉆孔軌跡設(shè)計(jì)PE管施工工藝【中圖分類(lèi)號(hào)]TU99]，文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B【文章編號(hào)】1004—1001(201

3、0)02一O116—031工程概況上海浦東機(jī)場(chǎng)南區(qū)給水泵站位于飛翱路、圍場(chǎng)河路交叉口，占地面積10710m，設(shè)計(jì)日供水量2000rn。，主要服務(wù)于機(jī)場(chǎng)航站樓以南區(qū)域。水源由2根DN630mm進(jìn)水管自場(chǎng)外市政給水管道弓I入，總長(zhǎng)約395m，沿途需過(guò)飛翱路、圍場(chǎng)河路和圍場(chǎng)河(圖1)。穿越道路路中心標(biāo)高430m，管中心標(biāo)高31Om，穿越圍場(chǎng)河管中心標(biāo)高一100m。it一●一●_十_—IE|一|毒r場(chǎng)河瑚：：圖1進(jìn)水管線平面工還需對(duì)場(chǎng)外施工用地

4、另行辦理征用地手續(xù)。經(jīng)方案比較和優(yōu)化，進(jìn)水管線經(jīng)設(shè)計(jì)變更采用非開(kāi)挖定向鉆孔拖拉管施工方法，經(jīng)二次拖拉施工穿越至場(chǎng)外市政給水管接入點(diǎn)。這樣既避免了明挖施工對(duì)地面道路交通和圍場(chǎng)河的影響，減少場(chǎng)外征地費(fèi)用，又縮短了施工工期。3拖拉管材的選用非開(kāi)挖施工時(shí)會(huì)對(duì)管線產(chǎn)生較大的牽引力和周向的擠壓力，所以要求管材具有較大的環(huán)剛度以及拉伸強(qiáng)度。經(jīng)計(jì)算與比較，聚乙烯(PE)管具有很好的拉伸屈服強(qiáng)度和彎曲模量，特別適用于非開(kāi)挖工程。其熱熔連接方式也使管道連接

5、方便、接頭強(qiáng)度高，優(yōu)良撓性使得PE管道走向容易依照施工軌跡的要求進(jìn)行改變：良好的抗刮痕能力，使得管道不易損壞而漏水。同時(shí)，pE管材符合飲用水的要求。綜合考慮設(shè)計(jì)和施工要求，非開(kāi)挖拖拉管選用了DN630mm、壁厚3740mm，PEi00級(jí)，壓力10MPa的PE給水管。2施工方案的比較和優(yōu)化4前期準(zhǔn)備2根進(jìn)水管原設(shè)計(jì)為明挖施工，管材為鋼管內(nèi)襯管。其中穿越圍場(chǎng)河部分為倒虹管，采用圍堰明挖施工?？紤]到飛翱路、圍場(chǎng)河路作為機(jī)場(chǎng)南區(qū)車(chē)輛進(jìn)出要道，交

6、通流量大，開(kāi)挖和圍堰施工會(huì)對(duì)道路交通和河道排水造成影響；調(diào)查發(fā)現(xiàn)在飛翱路、圍場(chǎng)河路下還有雨水管、上水管、通信電纜和光纜等，管線多而復(fù)雜；在圍場(chǎng)河外由于不屬于機(jī)場(chǎng)范圍，明挖施【作者簡(jiǎn)介】陳志龍(1962)，男，本科，工程師。聯(lián)系地址：上海向城路58號(hào)11樓(200122)?！臼崭迦掌凇?009—12—2111641施工場(chǎng)地及布置水平定向鉆進(jìn)管線鋪設(shè)工程需要兩個(gè)分離的工作場(chǎng)地：設(shè)備場(chǎng)地(鉆機(jī)的工作區(qū))和管線場(chǎng)地(與設(shè)備場(chǎng)地相對(duì)的鉆孔出土點(diǎn)工

7、作區(qū))。(1)設(shè)備場(chǎng)地：鉆機(jī)的工作區(qū)，場(chǎng)地約需30m寬，長(zhǎng)45m的面積，見(jiàn)圖2。(2)管線場(chǎng)地：分別設(shè)于圍場(chǎng)河南側(cè)市政給水接入點(diǎn)和p雨污水泵站處與明挖施工鋼管連接點(diǎn)。為便于連接與鋪設(shè)成品管道，管線場(chǎng)地一側(cè)總長(zhǎng)度應(yīng)以能夠擺放下所預(yù)制的管：德螂童姆第2期陳志龍、俞沈星：定向鉆孔拖拉管非開(kāi)挖技術(shù)在敷設(shè)市政給水管道中的應(yīng)用2／2010—[。516回拖鋪管鉆孔擴(kuò)大后，管線回拉進(jìn)入充滿(mǎn)泥漿的孔中。準(zhǔn)備回拉的管線應(yīng)在出口一側(cè)連接并進(jìn)行檢測(cè)。鉆桿使用一

8、個(gè)拉頭或拉鉤和一個(gè)單動(dòng)接頭與鋪設(shè)管連接，單動(dòng)接頭用于防止管線回轉(zhuǎn)而擰壞管線。也可將回?cái)U(kuò)器安裝于拉頭與鉆桿之間，以確保鉆孔暢通，回拉時(shí)，可向孔內(nèi)泵入潤(rùn)滑液，并在待回拖PE管下，每間隔5～10m擺放1個(gè)托輥，以便回拖中起到減阻護(hù)壁潤(rùn)滑作用?；赝蠁?dòng)后，要作到平穩(wěn)、勻速(回拖中不能停留)，速度控制在008m／s。操作手時(shí)刻觀察回拖壓力變化，及時(shí)上報(bào)，以便采取必要措施，使將己連接準(zhǔn)備好的PE管，一次回拖成功。拖管時(shí)，大部分泥漿將循環(huán)使用，故需準(zhǔn)

9、備兩個(gè)坑暫存，一個(gè)為泥漿倒坑，一個(gè)為凈化好的泥漿坑。5I7施工現(xiàn)場(chǎng)的清理、恢復(fù)拉管和其后的測(cè)試試驗(yàn)等工作完成后，應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)并撤出所用施工設(shè)備，恢復(fù)場(chǎng)地的地形地貌。這項(xiàng)工作包括排除入口坑和出口坑中的鉆進(jìn)液，并回填這些工作坑。52技術(shù)措施521管材、管件運(yùn)輸及貯存管材和管件到貨后，做好現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收工作，小心搬運(yùn)至管材堆放場(chǎng)地，整齊擺放，不得劇烈碰撞，避免接觸尖銳物件。若PE管被刮傷，刮傷深度超過(guò)1cm，則將其切除。管材堆放好后，面上蓋一層油氈或

10、布，避免日曬雨淋。PE管受溫度影響較大，值班人員經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)未防護(hù)好的及時(shí)處理。522PE管連接PE管相互連接本工程采用熱熔對(duì)接方式。使用該方法連接時(shí)，采用熱熔對(duì)接焊機(jī)，具體步驟如下：(1)把待接管材置于焊機(jī)夾具上并夾緊。(2)將管材待連接端清潔干凈，然后銑削連接面，若連接端不干凈，則易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。(3)校直兩對(duì)接件，使其錯(cuò)位量不大于2mm。(4)放入加熱板。(5)加熱完畢，取出加熱板。(6)迅速接合兩加熱面，升壓至熔接壓力3OPa

11、并保壓至冷卻。(7)熱熔完成。PE管道的焊接必須由經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)的焊工進(jìn)行操作，才能確保合適工作參數(shù)下其強(qiáng)度要求。焊接時(shí)應(yīng)注意工作環(huán)境，因大風(fēng)等可能冷卻加熱板，而導(dǎo)致不均勻溫度分布，故可能會(huì)對(duì)熔接質(zhì)量有致命的影響，同時(shí)塵土等污染加熱板和管端也將會(huì)導(dǎo)致接頭壽命大為減少。523PE管與鋼管的連接工程的前后端都需要與明挖施工埋設(shè)的內(nèi)襯鋼管連接。本工程采用鋼塑法蘭連接方式，PE管端與塑料法蘭根之間118采用熱熔連接，鋼管端與金屬法蘭連接，然后采用

12、法蘭片、螺栓即可完成PE管與鋼管的連接。6質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收為檢驗(yàn)給水管的駁接止水質(zhì)量和給水管的安裝質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求，在給水管安裝后，需做壓水試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)共分兩類(lèi)，其一為施工過(guò)程中的焊接分段試驗(yàn)，其二為全線駁接完成后的竣工試驗(yàn)。61試驗(yàn)壓力的確定(1)本工程選用的PE管材公稱(chēng)壓力等級(jí)為：10MPa。(2)管材適溫性能：PE管道的公稱(chēng)壓力是指在2Occ時(shí)的內(nèi)水壓力指標(biāo)。本工程介質(zhì)溫度在20oc~40oC之間時(shí)，溫度壓力折減系數(shù)修正工作壓

13、力。(3)確定試驗(yàn)壓力：試驗(yàn)壓力為管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力的15倍，但不得小于10MPa(表1)。表1試驗(yàn)壓力水溫t(qC)203()4f1壓力折減系數(shù)㈤100870741OMPa管工作壓力(MPa)067058050試驗(yàn)壓力(MPa)10101062試驗(yàn)步驟(1)將試壓管段各配水點(diǎn)封堵，緩慢注水，同時(shí)將管內(nèi)空氣排出：(2)管道充滿(mǎn)水后，進(jìn)行水密封性檢查：(3)對(duì)系統(tǒng)加壓，應(yīng)緩慢升壓，升壓時(shí)間不應(yīng)小于10min：(4)升壓至規(guī)定的試驗(yàn)壓力后

14、，停止加壓，穩(wěn)壓2h，壓力降不得超過(guò)O02MPa，同時(shí)檢查各連接處，不得滲漏。否則卸壓后進(jìn)行檢查處理，重復(fù)以上步驟，直至符合要求為止。7結(jié)語(yǔ)本工程由明挖施工改為非開(kāi)挖方法施工，解決了開(kāi)挖影響交通和河道排水的問(wèn)題，減少了與其他公用管線的沖突。改用PE管代替內(nèi)襯鋼管，既滿(mǎn)足非開(kāi)挖施工的要求，也滿(mǎn)足給水管道供水壓力和衛(wèi)生的要求。實(shí)踐證明：導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)作為一種新的非開(kāi)挖施工方法，是城市市政建設(shè)和管網(wǎng)改造，中小口徑管線穿越城市道路、大中小型江