非开挖技术在给水管道工程中的应用.docVIP

精品论文 参考文献 非开挖技术在给水管道工程中的应用 （上海水务建设工程有限公司，上海，200072） 【摘 要】本文分析了非开挖水平定向钻进拉管施工工艺特点、适用范围、工作原理、施工方法，并通过康宁路富长路给水管排管工程实例，对拉管工艺在给水管道施工中的应用进行了分析，对今后类似排水管道工程的施工参考。 【关键词】非开挖施工；定向钻进；反向扩孔；拉管；水压试验 一、工程概况 本工程为康宁路、富长路自来水排管工程穿越薀藻浜非开挖铺设dn800管，该工程位于富长路～康宁路，为沿道路西侧穿越薀藻浜进行水平定向穿越施工，铺设dn800HDPE管一段，设计长度为630m。为了减少工程造价及最大程度地减少对周边企业、居民的生产生活的影响，给水管道的铺设广泛使用了非开挖拖拉管技术，取得了显著的经济效益和社会效益。 二、水平定向钻进拉管简介 2.1工艺特点 2.1.1施工工艺简单，可操作性强，容易组织实施；通过对现场勘察，设计好穿越线路，连结钻头和管道，钻机就位，即可开始施工。 2.1.2施工人员操作均在地面上进行，避免了深基坑作业等不良施工条件的影响，安全系数高；管道连接也在地面上进行，接头直观明了，单段管道连接合格后一次拉管铺成，提高了管道连接质量。 2.1.3施工周期短，与传统“挖槽埋管法”相比，大大缩短了施工周期；不污染环境，不影响交通，对地层地面破坏小，成本低，社会效益与经济效益显著。 2.2适用范围 本工艺是一种非开挖铺管技术，适用于穿越河流、湖泊、建筑等障碍的管道铺设以及不适合开挖的城市市政地下管网施工。适用于不含大卵石的各种地层，包括含水地层，不适用于砾石层，一般用于软土层；管材通常为钢管、PE管和PVC管等，管径为200～1200mm，管线长最大可达1500m。 三、水平定向钻技术敷设管线的原理 定向钻进拉管技术是利用定向钻机、导向钻头和导向仪等施工设备，按照设计的钻孔轨迹(一般近似弧形)，采用定向钻进技术先施工一个近似水平的先导孔，待先导孔钻头在被穿越障碍物(河流、公路)的另一侧露出后，卸下导向钻头换??大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺管线，然后进行反向扩孔，同时将待铺设管线拉入钻孔。有时根据钻机的能力和待铺设管线的直径大小可先专门进行一次或多次扩孔后再回拉管线，等全部的钻杆被拉回时，铺管工作同时完成如(图1)。 图1 水平定向钻原理 四、定向钻进施工技术 4.1拉管施工工艺流程见(图2) 图2施工工艺流程图 4.2导向孔轨迹的设计 导向孔是扩孔拉管的母线，也是最终形成的管线孔。与其它管线不同，污水排水管对于深度、坡度允许误差均有较严格的要求，施工难度大。因此，对于沿线繁华街道和生产的厂区，管线设计既要考虑实际情况，又要满足施工的基本条件，以确保管线钻进时有较小的入土角度。据设计图纸，穿越管最深处高程为-18.0m，入土角为-21.3%（12deg;），入土端造斜距离为166.5m，出土角为21.3%（12deg;），出土端造斜距离为166.5m，中间水平钻进为253.7m，路径总长630米m。 4.3回拉力计算 F＝（P0L－P1）*f*a F---管壁与孔壁间的磨擦力（KN） f---土与管壁间的磨擦系数（0.2—0.6） P0---管子每米长的重量(118kg/m) P1---管子所受的浮力 L---铺管长度 a---安全系数（1.2～1.5） 以上计算公式中，因整个过程管材受力较复杂且不断变化，会受诸如：管材、壁厚、土质、土层间隙、土层含水量及渗透性、泥浆原料、泥浆浓度、导向孔曲率半径等等因素影响而出现不同的情况。在实际应用中，应初步估算，适时修正，才能顺利完成施工。 从估算可知，本工程所需最大回拖力约为F＝（118*630－0）*0.6*1.5=67T左右，故可采用DDL1800钻机（回拖力180T）施工。以往我公司在长兴岛等地施工同管径400多米的管道的最大回拖力也就在90T左右，说明选择此型钻机施工是比较合适的。 4.4施工仪器和管材选用 4.4.1钻机的选择 本项目采用采用DDL1800钻机、GBS35水平导向钻机。另配功率为45kW的不停钻射流循环泥浆搅拌系统，可快速制备钻进用泥浆；操纵台全功能数字仪表显示，具有独立的液压锚桩系统。