非开挖拉管技术在市政排水施工中的应用

王沁

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410000）

城市化进程越来越快，城市建设越来越完善，这要求城市的基础建设也要跟上经济发展的步伐。作为重要的基础设施之一，给排水工程的作用不言而喻，尤其是在市政排水工程施工中，采用合理的现代化施工技术十分重要。对于市政排水管道的新建、改建以及扩建等工程而言，传统的开挖施工会对城市周边环境带来严重的影响，因此非开挖拉管技术的优势显而易见。如图1所示，非开挖拉管技术施工现场。

图1 非开挖拉管技术施工现场

1 施工前的调查工作

任何工程施工之前，都要把握好施工环境周围的情况，进行全面的调查工作，市政排水施工也不例外。调查时，应当事先查明拉管施工区域范围内的地面和地下的情况，在充分了解拉管施工现场周围的具体施工情况后，才可以据此设计管线的排布以及进出洞口的位置。调查工作一般分为3 部分，首先是进行地下既有管线的探查，通过专业的仪器设备保证管路施工不会对现有的管线造成影响。第二是地质情况的探查，通过调查土层的性质和地下设施，避免施工造成问题。第三是地表情况的探查，确保施工现场周围可以保证施工中的导航设备能够有效使用。

2 拉管施工技术在市政排水施工中的应用

2.1 合理设计导向孔轨迹

拉管施工技术中采用的扩孔拉管，其导向孔沿着管的母线。在市政排水管道中，重力管具有对导向孔更高的要求，如果控制不好施工时的深度和坡度，会造成导管无法正常使用，因此需要对施工中的导向孔进行合理的设计，根据施工现场周边情况进行具体的施工设计，保证管线钻进沿着最小的入土角度。工作井间的距离也要保证在100～200m 之间。如图2 所示，非开挖拉管技术施工时的工作坑设计图。

图2 工作坑设计

2.2 管材的选用

在市政排水工程的非开挖拉管施工中，管材的选择对施工的质量有着重要影响。目前应用较广的是HDPE管，这种管材具有较高的韧性和抗拉能力，同时也具有一定的抗刮碰能力，最为重要的是，由于管材连接时采用热熔对接的方法，而这种管材具有很好的热熔密封特点，连接处的强度可以得到很好的保证。这种管材还具有很好的变形能力，可以根据不同的施工情况，适应各种管道的走向，保证施工的顺利进行。此外这种管材对于裂纹的发展具有很好的抵抗能力，可以保证在使用寿命期间，不会发展为管道开裂等严重的事故。

2.3 计算回拉力

拉力的设计在市政排水工程的非开挖拉管技术施工中，对钻机的选择具有重要的指导意义，进行回拉力设计时，可以根据相关的技术规程或行业设计规范来进行。回拉力计算公式见下式所示。

其中，F拉是拉力（kN）， f 是摩擦系数，L 是穿越长度（m），D 是生产管直径（m），γ泥是泥浆密度（kg/m3），1δ 代表生产管厚度（m），K粘是粘滞系数。

2.4 泥浆的配制

泥浆在非开挖拉管技术施工中起到护壁和润滑的作用，随着施工技术的不断进步，目前较多的采用的是聚合物加强性泥浆，这种泥浆由优质的膨润土泥浆和一定量的聚合物混合而成，配制过程中要严格控制膨润土和添加剂的比例，这样才能将其用于拉管的拖拉之中。良好的泥浆可以起到很好的润滑作用，从而保证施工的顺利进行。

2.5 导向孔的施工

导向管可以保证拉管施工中的定位精度，在进行施工时，要严格按照定位轴线来进行，将钻机按照预定的方向水平推进，利用各类的导向装置，如控向仪等，对钻进方向加以控制。在进行钻进时，速度的控制十分重要，注意速度不可以过快，只有到了平直段才可以进行轻压快转的钻进方式，保证钻进的稳定性，确保钻机方向的正确性。此外在钻机的过程中，要根据地层的变化及时调整钻进的参数。最为重要的是监测施工中的各类异常情况，及时针对各类异常情况，采取相关的有效措施，严重时要立即停止施工，查明问题原因后，重新开始施工。

2.6 扩孔

在导向孔完成后，便要进行回扩工作，具体操作是将起始杆和导向钻头利用回扩钻头进行替换，再进行回扩工作。回扩时，需要密切注意泥浆的质量，通过及时检查泥浆的各项工作性能，及时调整泥浆的参数。回扩过程中，需要保证排渣工作的顺利进行，就要根据钻机中的土层性质，及时调整回扩钻孔的速度。扩孔中可以通过多次扩孔保证扩孔的质量，通常将挤扩式钻头作为最后一次扩孔工作中使用。扩孔中如果发现回拖力和回扩扭矩仍然较大，就要增加回扩次数。

2.7 回拖管材

对于非开挖拉管技术中常用的HDPE 管材而言，由于管材拼合采用电热熔的方法，因此在回拖之前，要求严格控制电热熔的焊接质量，同时要在焊接冷却之后才能进行管材的回拖。回拖过程中，必须密切注意钻孔内部的情况，保证回拖过程的平稳进行，通常要求在回拖中，对管材尽量一次拖拉到位，防止出现中途停顿，这样可以大大降低阻力。

3 拉管工艺的控制分析

3.1 管线轨迹的设计

拉管技术在施工中，有着明显与其它管线不同的特点，这主要是由于市政工程排水管道中的重力流现象明显，对施工参数，如坡度和标高等要求高。因此在市政排水工程中，应用非开挖拉管技术就要严格注意施工中的误差控制工作。进行误差控制，通常在以下几方面加以注意，首先是设计阶段对施工中的可行性进行充分的分析，其次要在工作坑的设计中，充分考虑钻机角度和标高的控制，另外还要保证测量工作的及时性和准确性，保证测量工作不受干扰。

3.2 成孔质量的控制

成孔质量对于市政工程中的非开挖拉管技术的应用有着重要影响，由于这类工程中的管道不同于其它管线，如直线段也具有一定的坡度等，因此就要严格控制出入土位置的开挖，保证出入土点位置和角度的准确性。此外，还要确保管线在施工中沿着既定的方向，保证管线的顺直和坡度要求。

4 结语

社会经济不断发展，带来城市建设中对市政工程施工质量的要求越来越高。当前在市政地下管线的建设与施工中，非开挖拉管技术已经逐渐得到越来越广泛的应用，非开挖拉管技术以其独特的优点，在市政排水工程中起到了加快工期，降低对周边环境影响的效果。未来非开挖拉管技术将会得到进一步的发展，提高拉管技术的应用，为我国市政工程建设提供更为有效的施工手段。