水平定向鉆進拉管施工技術在市政管網工程中的應用策略

袁偉 劉一浩 金堯 陳曉明 朗井海

中交一公局廈門工程有限公司 福建廈門 361000

在進行市政管網工程的具體施工過程中，水平定向鉆進拉管施工技術是一項關鍵且常用的施工技術。通過該技術的合理應用，可有效保障市政管網施工質量，提升整體工程安全。因此，在具體施工中，施工單位應加強此項施工技術的研究，并將其合理應用到市政管網的施工中，使其發揮出充分的應用優勢。

1 工程概況

本次所研究的工程為某市政工程的管網工程施工，該工程的施工地點處在海南省文昌市翁田鎮，管道鋪設設計為非開挖施工工藝。具體施工中，需要穿越該地區一座土坡。本次管網施工中，主管是一根直徑為ND400mm的污水管道，其材質為PE實壁熱熔管，其鋪管長度在559m，埋深在4.09-6.37m之間，穿越的地層屬于素填土。本文主要對該市政管網工程施工過程中水平定向鉆進拉管施工技術的應用進行分析。

2 水平定向鉆進拉管施工技術的主要應用策略分析

2.1 施工設備選擇

按照工程設計的管徑以及預埋深度等需求，并根據現場的實際條件，在本次通過水平定向鉆進拉管技術進行市政管網的具體施工中，主要應用的機械設備包括DigitralMARK-III型步履式導向儀以及非開挖形式的鋪管鉆機。其中，非開挖形式的鋪管鉆機的鋪設管徑在DN1000mm以內，長度在750m以內[1]。由此可知，工程設備與實際施工需求完全相符。以下是其主要參數：

表1 非開挖形式的鋪管鉆機主要參數

2.2 導向鉆進施工技術的應用

在通過水平定向鉆進拉管技術進行市政管網的具體施工過程中，導向孔跡的控制是一項關鍵內容。通常情況下，導向孔軌跡的主要組成部分有入土造斜段、直線段以及出土造斜段這三個部分。其中，直線段指的是管道在障礙物中穿過的實際長度；入土側造斜線段指的是鉆桿已經進入到設計鋪管深度的這個過渡段；出土側造斜段指的是鉆桿在地表露出的這一過渡段。具體施工中，為有效保障導向精度和實際設計要求相符，在本次工程中，將入土角設計為12°，出土角設計為8°。施工中，導向孔造斜段施工最為關鍵，施工中應注意造斜段的漸進性和平緩性，并保障軌跡平滑，這樣才會為后續的管道回拖提供足夠便利。

在開挖好工作坑之后，通過DigitralMARK-III型步履式導向儀以及ZT-45非開挖形式的鋪管鉆機對導向孔進行施工。在對導向孔進行施工之前，首先應對地下管線的實際情況做到全面明確。施工中，采用導向鉆頭前端斜掌進行推進和轉動施工，以此來實現斜撐和土體之間的擠壓效果[2]。在此過程中，土體會將一個反作用力施加給斜掌，進而讓鉆頭方向改變，使導向鉆頭可以沿著預先設定好的軌跡在鉆孔中延伸，導向孔也由此形成。

2.3 回擴孔施工技術的應用

在完成導向孔的施工之后，應通過直徑不同的鉆頭進行逐級擴孔施工，使其孔徑達到管徑的1.2-1.5倍為宜。本次施工中，主要進行了七次擴孔，分別為150/250/350/450/550/650/750mm，鉆孔中保障從小到大按順序進行，避免跳級擴孔情況。

在每一級鉆孔的施工中，都通過均勻旋轉回控方法和泥漿法結合的方式進行施工，這種施工方法不僅可以使其孔壁厚度得到良好保障，也可以將多余泥砂排出，保障鋪管能夠順利拉回，讓受到擠壓的泥土可以在鋪管之后隨著應力自然回填，不留下孔內空隙，不發生地面沉降。

施工中應該對回轉速度、擠壓力、回拉力、高壓水的射流壓力以及射流量做到嚴格控制，以此來保障孔壁的完整性。同時應注重泥漿的合理配比，讓泥漿層在孔內良好形成，以此來有效降低孔內地層對管道造成擠壓和磨損。

本次工程中，限定每一級擴孔差不可超過10cm。擴孔之后需要用泥漿進行清孔處理，以此來保障泥漿層在孔內形成。因為本次工程的施工地段屬于松散砂層，所以擴孔中應嚴格遵循快速擴孔的原則，也就是通過高速鉆進的方式來提升擴孔速度，盡最大限度減少回擴對砂層所造成的擾動時間，避免塌孔。

2.4 泥漿優化施工技術的應用

因為本次施工在砂層中進行，所以對泥漿的要求也就比較高，其繁華性、護壁性以及造塑性都應該得到良好保障。以下是本次工程施工中的泥漿配比情況：

表2 本次工程施工中的泥漿配比情況

本次施工對泥漿配比進行了嚴格控制，在加水之后，將其進行充分攪拌，制備好的泥漿參數如下：

表3 本次工程中制備好的泥漿參數

根據大量的實踐經驗，這種泥漿可以讓孔內的泥漿和鉆屑牢牢黏合在一起，并懸浮起來，以此來共同對鉆孔提供支撐作用。通過這樣的方式，就可以有效防止塌孔情況發生，以此來獲得良好的施工效果。

同時，在施工中也應該做好泥漿監測工作，對于入口和出口位置的泥漿量變化應做到足夠重視，并時刻關注孔口是否出現了返漿情況。因為砂層護壁難度很大，所以施工中一定要在入口以及出口位置的工作坑中做好泥漿量控制，使其充滿整個孔。如果發現工作坑中的泥漿頁面并未漫過孔口，則應該及時向其中注入泥漿，直到漫過孔口位置。

最后是回拖管就位施工，施工中，應保障管材質量，使其滿足施工設計的實際要求。本次工程中所應用的是DN400mm型的PE給水管，因其質量很大，所以施工中將滾筒墊在了管道下方，以此來有效防止回拖過程中管道和地面之間的直接摩擦，為管道回拖提供了足夠便利，并對管道起到了有效的保護作用。因為施工現場的砂層比較松散，所以施工中一定要保障回拖的連續性，通過一次性焊接和回拖的方式完成回拖施工。

3 水平定向鉆拉管施工技術應用要點分析

3.1 保障導向孔跡的垂直

在通過水平定向鉆進拉管技術進行市政管網工程的具體施工中，導向孔軌跡是否垂直將會對整體工程質量產生直接的影響作用。因此，施工單位一定要對彎曲弧度等對于鉆孔軌跡的不利影響加以全面分析，以此來保障導向孔軌跡的垂直度。通過這樣的方式，才可以有效保障施工質量。

3.2 保障回擴孔的成孔質量

在通過水平定向鉆進拉管技術進行市政管網的施工過程中，主要的施工步驟有兩個，首先是導向孔施工，然后是回擴孔施工，前者對施工成敗和精度有著決定性作用，后者則對鋪管工作的成敗有著決定性作用。因此，在完成了導向孔的施工并保障其施工質量之后，也一定要對回擴孔的成孔質量加以嚴格控制。具體施工中，回擴口的鉆進工作需要逐級進行，之所以進行多級的回擴孔施工，是因為這種施工方式可以達到良好的彎孔修直效果，避免孔徑擴大過程中出現垂直度偏差，降低后續的拖管阻力。在回擴孔的具體施工過程中，施工單位一定要做好各項工序的控制，保障其平順度和垂直度，這樣才可以有效保障鋪管工作的順利進行，提升整體工程質量。

3.3 保障泥漿配制質量

此項工程中，泥漿所發揮的作用至關重要，它相當于施工的血液，對于整體的施工質量和安全有著決定性作用。合理的泥漿配制不僅可以對孔洞內部的鉆屑起到有效的粘結效果，避免其快速下降造成的埋鉆現象，同時也可以起到潤滑減阻和穩定孔壁等的多重作用，以此來有效保障鉆孔填充質量及其安全性。因此，在具體施工中，一定要保障泥漿的配制質量，根據具體的施工設計要求和現場的實際情況來合理選擇原材料，并注重其配比的合理優化。在此過程中，原材料的選擇最好應做到因地制宜。這樣不僅可以有效保障泥漿與施工現場的匹配效果，同時也可以有效節約工程資金。此外，在泥漿配制中，也應該做好各項外加劑的合理應用，這樣才可以有效提升泥漿性能，使其在具體施工中發揮出更加充分的作用，以此來有效保障整體施工質量。

4 結語

綜上所述，在進行市政管網工程的施工過程中，水平定向鉆進拉管施工技術是最為常見的一種施工技術。在該技術的應用過程中，首先需要根據實際情況和實際需求來合理選擇機械設備，然后進行導向孔的施工，最后再進行回擴孔的施工以及拖管施工。在此過程中，施工單位不僅應嚴格做好導向孔以及回擴孔的施工質量控制，同時也應該做好泥漿配制質量的合理控制。通過這樣的方式，才可以有效保障施工質量，提升整體工程的安全性。