由工程实例谈电缆排管穿越道路采用水平定向钻顶管施工的工艺方法

李郝胜

【摘 要】 水平定向钻在管道非开挖施工中对地面破坏少，施工速度快。管轴线一般成曲线，可以非常方便的穿越河道、道路、地下障碍物。本文根据郑州市郑东新区龙湖中环路电缆排管工程的施工实例，简要阐述了电缆排管穿越道路采用水平定向钻顶管施工的工艺方法。

【关键词】 电缆排管穿越道路 采用 水平定向钻顶管

1 工程概况

龙湖中环路（龙翔四街-如意东路）位于郑州市郑东新区龙湖区，道路规划红线55米，是郑东新区龙湖地区的一条环形城市主干道。根据道路管线综合规划，电力管位于中北26.5米。本路段电缆排管设计为21位，另有一位通信专用管，东起龙翔四街，向西分别与龙翔三街、龙翔二街、九如路、龙翔一街等道路交叉，终止如意东路。拟采用水平定向钻施工的电力排管为22号检查井-23号检查井之间，穿越龙翔一街，里程为1+220-1+280，管位为3*7+1位MPP管，顶管长度60米。设计管中心最大高程为74.35m，管材：MPP管，管径Dn180mm（内径156mm）。

2 人员及机械设备配备

现场配备足够的施工技术及施工安全质量管理人员，组织有资质的专业施工队伍进场施工，以满足施工要求。

主要施工机械设备：1、GD-600型非开挖钻机1台；2、10吨吊车1台；载重10吨汽车1台。

非开挖钻机性能参数如下：

（1）型号：GD-600 （2）最大推拉力：70T （3）最大回扩孔径：1500mm（根据土层情况）（4）最高回转速度：120r/min（5）泥浆最大压力：10Mpa （6）钻机功率：239KW （7）泥浆泵最大排量：500L/min （8）制造厂：上海谷登。

3 主要施工工艺与方法

施工流程：钻孔-扩孔-拖管-注浆。

3.1 设计进钻出钻曲线

（1）确定最大钻深点为龙翔一街路中心，最大钻深点的高程为74.35；以地面为准，钻深为-4.44米。

（2）确定起始点1+220处的高程以地面为准，钻深为-1.02m，钻进曲线为圆弧形，根据MPP管曲率半径≥25倍管径的要求，经计算此顶管符合曲率半径要求。

（3）确定终止点1+280处的高程以现有地面为准，钻深为-0.91m，钻进曲线为圆弧形，根据MPP管曲率半径≥25倍管径的要求，经计算此顶管符合曲率半径要求。

3.2 钻导向孔

钻孔前探明施工范围内地下构筑物及管线位置，确保施工不受影响。在1+220处下钻，钻头在钻机推力和切削力作用下向前移动。钻进时使用手持式导向系统，利用地面接收器接收安装在钻头上的探头（信号棒）的信号，来了解钻头的位置、深度，还可得到钻头的倾角、斜面的面向角、电池电量和探头温度等数据，使钻头在受控的情况下穿越道路，由1+280处出钻。钻孔前设置工作坑，工作坑位置结合检查井、入土点、出土点位置综合考虑。

3.3 泥浆系统

泥浆系统是集装式的，包括泥浆搅拌桶、储浆池、泥浆泵和管路系统。采用膨润土制备泥浆，由于孔壁土体含沙较多，孔隙率较大，泥浆的比重与黏度也相应增大。导向孔施工和扩孔时采用循环泥浆，泥浆从钻杆尾部压向钻头，再从钻杆与孔之间的环形通道返回，并把破碎下来的弃土和钻屑携带至过滤系统进行分离和再循环。泥浆作用如下：（1）润滑冷却钻头，减少钻杆与土的摩阻力；（2）软化土体，利于钻头切削；（3）孔内起护壁作用，防止孔壁坍塌；（4）弃土的输送载体，随着泥浆排出孔外。

3.4 扩孔和敷管

导向孔完成后将钻杆回拖，回拖前钻杆末端装上扩孔器，在回拖过程中同时扩孔，根据设计管径分五次回拖扩孔，扩孔器直径由小到大分别为30cm、50cm、70cm、90cm、110cm。在出钻点及入钻点开挖工作坑，工作坑大小需满足施工要求。最后一次回拖时，将需要敷设的电力管道捆扎成束通过回转接头与扩孔器连接，并随着钻杆的回拖将管道拉入扩大的钻孔内，直至拖出地面。回拖力、扭矩、回拖速度应符合施工方案要求，回拖力无突升或突降现象。管道每根长12米，采用热熔对接焊接。并采取措施，保证拖管过程中管腔不会进入泥浆。

3.5 注浆与检查井施工

拖管完成后，管道试通合格后，在孔壁与管道缝隙间进行注浆加固。在工作坑位置，按照设计要求砌筑检查井，井周按要求回填夯实。

4 安全质量及其他注意事项

4.1 严格按照设计文件进行材料的选型和采购

所有材料均需有质量证明书、合格证，且内容齐全，字迹清晰。所有材料均需进行入场检验，检验报告内容详实；且与质量证明书、合格证相一致；外观完好无缺陷；不合格材料不得入场。相关规范中若有复验要求，需按照具体项目要求进行复验，并提供复验报告。

4.2 工程合格标准

（1）桩号偏差≤1m；（2）管位偏差≤0.5m；（3）高程偏差≤0.2m；（4）顶管过程中未对地下管线及构筑物造成破坏；（5）拖管过程中管腔未进泥浆；（6）管段回拖后的线形应平顺、无突变、变形现象，实际曲率半径符合设计要求。

4.3 质量保证措施

（1）认真查看施工现场，对施工现场的地形，地貌作充分的了解。

（2）组织技术人员认真审核图纸，做好技术交底，对现场的所有人员都要进行技术教育。

（3）按工程要求，定出准确的材料供应计划。

（4）对入场的各种机械设备认真检查、保养、试运行。

（5）如实作好钻进记录。

（6）施工过程中如遇异常隋况，应立即停止施工，查明原因制定可行的施工措施后，在进行施工。

（7）在进行拖管施工时，地面上管子要采用滚杠或沙袋进行保护，严禁在地面上拖管。

4.4 严格按照设备操作规程进行安全操作

施工人员应佩带安全帽，在施工过程中不能穿拖鞋，确保文明施工。开始施工时，应按照施工安全所规定的标准开挖顶管工作坑，特殊情况下施工条件不具备开挖深度较大时，应采取模板、木板支护作为安全防护措施。

4.5 施工现场管理

应按照市政管理处，和施工管理其他部门的要求，设置挡板、悬挂标语彩旗、施工告示牌，夜间悬挂警示灯，施工过程所开挖的余土，垃圾及时清理，泥浆外运。

5 结语

水平定向钻穿越施工解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通、地面设施、周边建筑物的影响较小。有显著的环境效益，施工成本低，目前已在天然气、自来水、电力和通信等管线敷设施工中广泛采用。