定向鉆孔拖拉管非開挖技術在敷設市政給水管道中的應用

1、第32卷第2期Vo132No2建筑施工BUILDINGC0NSTRUCTION定向鉆孔拖拉管非開挖技術在敷設市政給水管道中的應用TrenchlessTechnologyofDirectionalDrillTuggerforLayingofLargeCaliberPipelineAppliedtOUrbanWaterSupplyPipeline口陳志龍俞沈星2(1騰達建設集團股份有限公司上海200122；2上海新光工程咨詢有限公司2000

2、81)【摘要】定向鉆孔拖拉聚乙烯管(PE管)作為一種非開挖施工方法，與傳統(tǒng)的開挖施工相比，具有對周圍環(huán)境、建(構)筑物、交通影響小，施工方便、綜合施工費用低、施工周期短、地表面不受損壞、社會效益顯著等優(yōu)點。結合上海浦東機場南區(qū)給水泵站進水管線鋪設工程，闡述了在復雜環(huán)境條件下定向鉆孔拖拉管的施工工藝和方法?！娟P鍵詞】非開挖技術給水管道定向鉆孔軌跡設計PE管施工工藝【中圖分類號]TU99]，文獻標識碼B【文章編號】1004—1001(201

3、0)02一O116—031工程概況上海浦東機場南區(qū)給水泵站位于飛翱路、圍場河路交叉口，占地面積10710m，設計日供水量2000rn。，主要服務于機場航站樓以南區(qū)域。水源由2根DN630mm進水管自場外市政給水管道弓I入，總長約395m，沿途需過飛翱路、圍場河路和圍場河(圖1)。穿越道路路中心標高430m，管中心標高31Om，穿越圍場河管中心標高一100m。it一●一●_十_—IE|一|毒r場河瑚：：圖1進水管線平面工還需對場外施工用地

4、另行辦理征用地手續(xù)。經(jīng)方案比較和優(yōu)化，進水管線經(jīng)設計變更采用非開挖定向鉆孔拖拉管施工方法，經(jīng)二次拖拉施工穿越至場外市政給水管接入點。這樣既避免了明挖施工對地面道路交通和圍場河的影響，減少場外征地費用，又縮短了施工工期。3拖拉管材的選用非開挖施工時會對管線產(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)剛度以及拉伸強度。經(jīng)計算與比較，聚乙烯(PE)管具有很好的拉伸屈服強度和彎曲模量，特別適用于非開挖工程。其熱熔連接方式也使管道連接

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

6、通流量大，開挖和圍堰施工會對道路交通和河道排水造成影響；調(diào)查發(fā)現(xiàn)在飛翱路、圍場河路下還有雨水管、上水管、通信電纜和光纜等，管線多而復雜；在圍場河外由于不屬于機場范圍，明挖施【作者簡介】陳志龍(1962)，男，本科，工程師。聯(lián)系地址：上海向城路58號11樓(200122)?！臼崭迦掌凇?009—12—2111641施工場地及布置水平定向鉆進管線鋪設工程需要兩個分離的工作場地：設備場地(鉆機的工作區(qū))和管線場地(與設備場地相對的鉆孔出土點工

7、作區(qū))。(1)設備場地：鉆機的工作區(qū)，場地約需30m寬，長45m的面積，見圖2。(2)管線場地：分別設于圍場河南側市政給水接入點和p雨污水泵站處與明挖施工鋼管連接點。為便于連接與鋪設成品管道，管線場地一側總長度應以能夠擺放下所預制的管：德螂童姆第2期陳志龍、俞沈星：定向鉆孔拖拉管非開挖技術在敷設市政給水管道中的應用2／2010—[。516回拖鋪管鉆孔擴大后，管線回拉進入充滿泥漿的孔中。準備回拉的管線應在出口一側連接并進行檢測。鉆桿使用一

8、個拉頭或拉鉤和一個單動接頭與鋪設管連接，單動接頭用于防止管線回轉而擰壞管線。也可將回擴器安裝于拉頭與鉆桿之間，以確保鉆孔暢通，回拉時，可向孔內(nèi)泵入潤滑液，并在待回拖PE管下，每間隔5～10m擺放1個托輥，以便回拖中起到減阻護壁潤滑作用?；赝蠁雍螅鞯狡椒€(wěn)、勻速(回拖中不能停留)，速度控制在008m／s。操作手時刻觀察回拖壓力變化，及時上報，以便采取必要措施，使將己連接準備好的PE管，一次回拖成功。拖管時，大部分泥漿將循環(huán)使用，故需準

9、備兩個坑暫存，一個為泥漿倒坑，一個為凈化好的泥漿坑。5I7施工現(xiàn)場的清理、恢復拉管和其后的測試試驗等工作完成后，應清理現(xiàn)場并撤出所用施工設備，恢復場地的地形地貌。這項工作包括排除入口坑和出口坑中的鉆進液，并回填這些工作坑。52技術措施521管材、管件運輸及貯存管材和管件到貨后，做好現(xiàn)場驗收工作，小心搬運至管材堆放場地，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)未防護好的及時處理。522PE管連接PE管相互連接本工程采用熱熔對接方式。使用該方法連接時，采用熱熔對接焊機，具體步驟如下：(1)把待接管材置于焊機夾具上并夾緊。(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)校直兩對接件，使其錯位量不大于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)過專門培訓的焊工進行操作，才能確保合適工作參數(shù)下其強度要求。焊接時應注意工作環(huán)境，因大風等可能冷卻加熱板，而導致不均勻溫度分布，故可能會對熔接質(zhì)量有致命的影響，同時塵土等污染加熱板和管端也將會導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)量檢驗與驗收為檢驗給水管的駁接止水質(zhì)量和給水管的安裝質(zhì)量是否符合設計要求，在給水管安裝后，需做壓水試驗。壓水試驗共分兩類，其一為施工過程中的焊接分段試驗，其二為全線駁接完成后的竣工試驗。61試驗壓力的確定(1)本工程選用的PE管材公稱壓力等級為：10MPa。(2)管材適溫性能：PE管道的公稱壓力是指在2Occ時的內(nèi)水壓力指標。本工程介質(zhì)溫度在20oc~40oC之間時，溫度壓力折減系數(shù)修正工作壓

13、力。(3)確定試驗壓力：試驗壓力為管道系統(tǒng)設計工作壓力的15倍，但不得小于10MPa(表1)。表1試驗壓力水溫t(qC)203()4f1壓力折減系數(shù)㈤100870741OMPa管工作壓力(MPa)067058050試驗壓力(MPa)10101062試驗步驟(1)將試壓管段各配水點封堵，緩慢注水，同時將管內(nèi)空氣排出：(2)管道充滿水后，進行水密封性檢查：(3)對系統(tǒng)加壓，應緩慢升壓，升壓時間不應小于10min：(4)升壓至規(guī)定的試驗壓力后

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