1.工程概况

　　某工业区的自来水管网的部分支管管网改造。为了最大程度地减少对企业的道路影响，本项目自来水管工程广泛使用了非开挖拉管技术，取得了显著的经济效益和社会效益。

2.前期调查

　　项目实施前，通过全面的调查，掌握拉管施工区域地表和地下地质情况，合理设计管线走向和进出洞口位置，在满足拉管施工控制需要的同时，注意满足企业正常生产的需要。拉管施工区域调查的内容包括：一是地下管线的探查，主要是通过查阅原始资料和地下管线探测仪探测，力求避开和避免损害既有管线；二是地质勘察，主要对管线位置的地下暗浜、既往回填、地下设施以及土质情况进行调查；三是地表障碍物调查，地表面可满足导航设备通过，具有实施控制的基本条件。

3.拉管施工技术要点

3.1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，重力管对于深度、坡度允许误差均有较严格的要求，施工难度大。因此，对于正在生产的厂区，管线设计既要考虑厂区的实际情况，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。根据综合设计和实际需要，工作井区间一般按1 0 0～2 0 0 m的间距设置。当管线较深时，为保证入土角度，入土工作坑设计见图1。

　　图1管线较深时入土工作坑示意

3.2回拉力的计算及定向钻机的选择

　　定向钻根据穿越长度实际需要的回拉力进行选型，回拉力的计算具体公式如下:

　　F拉=πLf[D2γ泥/4-dδ1(D-δ1)]+K粘πDL

　　式中：F拉——计算的拉力，kN；L——穿越长度，m；f——摩擦系数，f=0.1～0.3；D——生产管直径，m；γ泥——泥浆密度，kg/m3；δ1——生产管壁厚，m；K粘——粘滞系数，K粘=0.01～0.03。

　　本项目采用国产D D W—3 5 0铺管钻机、马克3导向仪。另配功率为4 5 k W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。钻机的主要技术参数：发动机功率为2 0 0 k W，最大推力/拉力为380kN，最大回转扭矩为18kN.m，输出轴转速为0～110r/min，泥浆系统功率为45kW，泥浆泵流量为320L/min，泥浆泵压力为10Mpa，角度为8°～20°。

3.3管材的选用

　　根据设计文件，管材选用H D P E管，该管具有如下特点:①高韧性，抗拉能力强，抗刮痕能力好；②采用热熔对接一体化连接，密封可靠，连接强度高于本身强度，适于拖拉；③可挠性能好，管道走向容易按照施工轨道进行改变；④快速裂纹传递抵抗能力好。

3.4泥浆的配制

　　采用聚合物加强性泥浆，由优质膨润土泥浆加少量聚合物制成。该配方中膨润土和聚合物添加量约占泥浆质量的2%。扩孔拖拉中采用同样比例的泥浆，造壁性能良好，润滑和降低扭矩的效果明显，未发生塌陷等情况。

3.5导向孔的施工

　　根据测量定位的轴线，操作定向钻机水平钻进，路面上部采用控向仪等导航设备控制钻头的方向和深度，严格按设计轴线形成一条直径约为1 0 0 m m的圆孔通道，孔道中心线即为所需铺设管道的中心线。开钻时采用轻压慢转，进人平直段采用轻压快转以保持钻具的导向性和稳定性。根据地层变化和钻进深度，适时调整钻进参数。施工过程中，密切注意钻进过程中有无扭矩、钻压突变、泥浆漏失等异常情况，发现问题立即停止施工，待查明原因并采取相应措施后再施工。导向孔完成后，对工作坑入土口、接收坑出土口的标高和方位进行复核，确保按设计轴线成孔。

3.6扩孔

　　导向孔完成后，卸下起始杆和导向钻头，换回扩钻头进行回扩。回扩过程中始终保持合适的泥浆量，对泥浆各性能参数进行不定期检测，以调整泥浆性能指标。根据地层的实际特点，合理控制回扩钻进速度，以利排渣。扩孔分3～5次完成，最后一次回扩需采用相应的挤扩式钻头，若回拖力和回扩扭矩较大，则需多回扩一次，以利孔壁成型和稳定。针对广东地区粉淤质土质的特点，实际操作时在泥浆混配系统中加入适量T E R R A等稀释粉，该粉具有固化洞壁、润滑钻杆、塑管等作用并能起到防止管材变形等功能。在钻进回扩过程中，应及时做好施工原始记录，发现钻进时间、轴线角度、扭矩、顶拉力等异常情况，应立即停止施工，待查明原因并采取相应措施后再施工。

3.7回拖管材

　　H D P E管的管材连接要严格按电热熔施工要求施焊，回拖前应检查电热熔焊接质量，待焊接自然冷却、检查合格后方能进行拖管。在回拖管道过程中，密切注意孔内情况，钻机操作手应密切注意钻机回拖力、扭矩的变化。回拖应平稳、顺利，严禁蛮拖。管材要一次性拖入已成形的孔洞中，中途尽量避免停顿，以减小回拖的阻力。

4.拉管工艺的控制分析

4.1管线轨迹的设计

　　与其它管线不同，排水管道的重力流特征决定了其必须控制较小的坡度和标高误差，这对拉管的成孔控制提出了更高要求。为了保证引导精度，主要采取了以下措施：一是在管线设计时，充分考虑引导实施的可行性；二是适当设置工作坑，确保入土角度和标高；三是增加测定频率，精确换算管位深度，每0.5 m测定一次；四是尽量减少测定干扰，尽量选择在生产间隙、车辆较少的时间进行施工。采取以上措施后，纳管工程约1 0 k m的拉管段，标高偏差基本上控制在5 0 m m以内，满足了排水工艺要求。

4.2成孔质量的控制

　　重力流排水管成孔的主要特征是有一定坡度的直线段、较小的误差以及不设曲线段，这是与其它管线的根本不同，也是施工难点所在。为了达到这一要求，主要采取了以下措施：一是开挖相当的入出土工作井，以设计坡度或较小的入出土角度控制出入土点；二是在无法做到图1所示的工作坑时，必须对出入口附近的少量管段进行二次排管并接顺至检查井，确保有效段管线的顺直及一定的坡度。

4.3沉降预防

　　施工中遇到的另一个问题是防沉降。由于回扩头的质量、大小不同，加之不良土质的影响，在水管的外边产生间隙是必然的，这种间隙在管径较大、埋深较浅的管段容易发生沉降，主要需要防止、控制的地方是穿越主要道路下的管段。在拉管施工中，2 m以下的较小管段基本上没有出现明显的下降，较浅的局部地方在一至两月以后有轻微下沉。为了杜绝在穿越道路时有下沉情况的发生，工程中主要采取的措施有： 一是分多次完成扩管，这样可以尽可能消除土体受挠动后的变形；二是选择适于管径的刀头，尽量减小空隙；三是采取补救措施，对确定必须杜绝但有可能发生下沉的管段随管注浆。在这样的管段回拖管材时，外侧附带2 5～3 0 m m的塑料注浆管，在完成拉管后封堵好井端管外缝隙，用注浆机注满水泥浆。这一措施对于短距离的管段简单可行，可有效杜绝路面下沉问题。