何林
中国水利水电第四工程局有限公司 青海 西宁 810006
摘要：当前城市建设日新月异，部分已建成多年的城市道路已经不能满足城市居民生活及出行要求，在城市更新建设的大背景下，城市道路改造工作已刻不容缓。在城市道路改造过程中，由于城市道路主要肩负着城市居民日常生活及出行要求，往往不能大挖大填进行地下管网改造施工，采用非开挖定向钻的拉管施工技术对城市道路地下管网进行改造施工就显得尤为重要。
关键词：定向钻，导向孔，管道连接，质量控制
一、某项目施工概况
某市政道路改建工程项目涉及100多条背街小巷改造，改造内容为：对原道路地下雨污水管网重新扩建，新增地下强弱电地下管网，对原混凝土道路加铺沥青混合料面层，对原人行道进行拆除重建，新增道路照明等，改造总长度约32.5km，其中采用拉管技术改造的地下管网长度约为24.8km。为了最大程度地减少对居民日常生活及出行的影响，改造道路地下雨污水及强弱电管网施工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。
二、拉管施工工艺流程
前期调查→测量放线→工作坑及接收坑开挖支护→设备进场就位→导向孔钻进→扩孔→管道焊接→管道回拉→检查及验收。
三、拉管施工技术要点
3.1 导向孔钻进
为确保本工程成功地完成定向钻进的导向工作，要严格按照设计规划好的穿越曲线钻进，主要是控制好钻进曲线不同位置的深度和造斜率。在不超过管道弹性敷设半径或钻杆弯曲极限的范围内，操作员确保按设计的轨迹钻地，如果前一段钻进没有完全符合设计曲线，所出现的差值可以通过下一段来修正，并记录实际钻孔与钻孔的偏差，通过计算来调整钻进的参数。设计钻孔轨迹时重点考虑以下影响因素：待回拖管线的材质、尺寸、曲率半径；钻杆弯曲极限；地层条件；地上、地下障碍物状况；
导向孔钻进时，采用带斜面的非对称钻头。若一边旋转一边推进，钻孔呈直线延伸，即钻出一个直孔，若钻头只推进不旋转，由于地层给斜面钻头的反力的作用，使钻头朝斜面法线的反方向钻进，即实现造斜功能，钻出曲线或造斜孔。钻机操作人员根据地表的接收器探测出钻进参数（钻头的位置、深度、倾角和工具面向角等），判断钻孔位置与设计曲线的偏差，并随时进行调整，以确保穿越曲线按照设计的走向钻进。钻机配有控向探测仪器，其作用就是及时探测钻头在地下的实际位置，并将探测结果传输到地面接收显示器和司钻操作台上的远程显示器，司钻根据这结显示的数据进行方向调整和纠偏。在改变方向的过程中，钻孔的转角或转弯半径控制在一定的范围内（R=50D，即导孔轨迹的弯曲半径大于8m），只考虑钻杆的弯曲半径即可，使实际的钻孔曲线尽量平缓，以利于回拖。
3.2 扩孔
预扩时，回扩头后面带的不是管子而是钻杆，钻杆是通过万向节与回扩头连接被拖入钻孔中的；在将后面的钻杆安装之前，要确信钻机是被锁定的；当扩孔完成，拉完足够的钻杆后，将钻机锁定，用液压管钳在出口点卸开钻杆接头，接上回扩头、万向接和钻杆转换连接杆。按照安全操作步骤进行预扩，保持机组成员与操作员密切联系，确保整个连接过程的安全。扩孔时视工作坑反浆情况，合理调配泥浆的粘度、比重、固相含量等技术参数。
3.3 管线回拖
回扩的过程中，主要是目标是将回扩头切削下的钻屑与钻液混合成泥浆，以便将泥浆排出，为新装管线提供足够的空间；回拖的过程对于成功地完成一个钻孔是非常重要的，这时需要合适性能和足够的钻液；将回扩头与钻杆连接起来之前，检查万向节是否可用手自由转动；拖头是锥形的封头，要求能承受回拖过程中将要承受的回拖力。在回拖前、过程中和回拖之后，操作员和在产品管线一侧的机组成员之间要求有通讯良好的对讲机；回扩的速度不能够太快，回扩时需要时间切削地层并将切屑混合成泥浆；拉管过程中为防止水及其它杂物进入待铺管道内，PE管末端设PE端帽。
3.4 泥浆
泥浆是定向穿越中的关键因素，被视定向钻的“血液”，其主要作用是携带和悬浮钻屑并排到地表，稳定孔壁和降低钻进时所需的扭矩和推拉力、冷却和冲洗孔底钻具。泥浆的主要工艺性能是流变性和失水造浆性，现场控制的主要因素是泥浆的粘度，各种添加剂的配制以及泥浆的压力和流量。
泥浆添加剂：为保证泥浆具有良好的流变性、高携砂性、固壁和润滑性能，在配出基浆的基础上，再按基浆重量的2—4‰比例加入的各种泥浆添加剂，使用的泥浆添加剂有：增粘剂、固壁剂和润滑剂等。
粘度控制：根据穿越段地层情况，在钻导向孔阶段，泥浆粘度控制在35-45S；在预扩孔和回拖阶段泥浆粘度提高5-10S；实际工作中，泥浆的粘度随土层的不同而变化，并选用不同的添加剂。
泥浆用量：定向穿越泥浆压力和流量是控制原则是高流量、低压力，通过调整高压泥浆泵的档位和转速，泥浆喷嘴的直径和数量，控制钻进和回拉速度等。造斜段：每方添加2包易钻+0.25升帮手+0.25升万用王；水平穿越段：每方添加2包易钻+0.5～1升万用王。
3.5 PE管焊接及安装
核对欲焊接的管材规格、压力等级是否正确，检查其表面是否有磕、碰、划伤，如伤痕深度超过管材壁厚的10%，予以局部切除后方可使用。用干净的布清除两管端的油污或异物。将欲焊接的管材置于机架卡瓦内，使两端伸出的长度相当，管材机架以外的部分用支撑物托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固。置入铣刀，先打开铣刀电源开关，然后在合拢管材两端，并加以适当的压力，直到两端均有连续的切屑出现后，撤掉压力，略等片刻，再退开活动架，关掉铣刀电源，切屑厚度为0.5mm左右，通过调节铣刀片的高度可调切切屑厚度。取出铣刀，合拢两管端，检查两端对齐情况，管材两端的错位置不超过壁厚的10%，通过调整管材直线度和松紧卡瓦可予以改善，管材两端面间的间隙也不超过壁厚的10%，否则再次铣削，直到满足上述要求。时间达到后，退开活动架，迅速取出加热板，然后全扰两管端，其时间间隔尽可能短，最长超过切换时间。将压力上升至规定值熔接压力，保证自然冷却，冷却规定的时间后，卸压，松开卡瓦，取出连接完成的管材。
四、拉管施工质量控制
4.1管线轨迹控制
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0.5m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，本工程约24.8km的拉管段，标高偏差基本上控制在50mm以内，满足了拉管施工工艺要求。
4.2 成孔质量控制
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。
五、结束语
拉管施工技术作为一种常用的城市道路地下管线建设方法，最近几年在我国得到迅猛发展，随着我国城市化进程的加快拉管施工技术越来越受到人们的青睐。目前，在国际上非开挖技术的推进已经成为衡量一个国家地下管线施工科技含量高低的重要标志之一。发达国家非开挖技术的施工量有的已高达40%。笔者通过在某市政道路改建工程项目中的成功应用，并取得了良好的经济、社会效益，它对于大规模推广该项技术在城市道路改扩建施工中的应用具有较强的借鉴意义。
参考文献：刘永强，浅谈市政给排水工程的非开挖拉管施工技术[J].建筑工程技术与设计, 2018, 000(018):3236。
作者简介：何林（1987—），男，汉族，湖北荆州，助理工程师，大学本科， 研究方向：市政工程施工技术方向