摘要：非开挖水平定向钻进施工工艺，是城市管道铺设的重要工艺之一，此技术可通过回拖铺管和导向等方式，在不对路面进行开挖施工条件下进行管道铺设，而若施工中出现导向失误或者设计失误，将直接或者间接的影响到地铁隧道，进而对地铁系统整体安全性产生影响。为了更加合理的运用该技术，本文细化探究非开挖水平定向钻进施工对地铁隧道的影响，并提出穿越管道铺设中与地铁隧道之间的安全距离，促使此技术应用更加安全与可靠。
关键词：非开挖水平定向钻进；地铁隧道；影响
一、前言
地铁系统是城市化发展的重要产物，在我国城市化进程不断推进过程中，地铁事业也快速发展，进而增加了地铁隧道空间。非开挖水平定向钻进施工工艺作为城市管道铺设施工当中的关键工艺技术，其在应用中会对隧道产生一定影响。为了切实保障该技术科学、合理的应用，充分发挥技术作用，有必要对非开挖水平定向钻进施工对地铁隧道的影响进行深入探究，促使相关施工部门合理把握施工工艺要点，控制好双方安全距离。
二、非开挖水平定向钻进施工对地铁隧道的影响
1、平行于隧道情况下对隧道的影响
若管道铺设施工中，非开挖水平定向钻进施工穿越轨迹和地铁隧道保持平行关系，那么管道回拖施工和扩孔施工有可能直接影响到地铁隧道，导致隧道结构受到破坏；或者施工中泥浆与围土可能间接的影响到隧道，导致隧道出现漏失以及变形等问题，同时此类影响会对与之平行的隧道区域产生影响[1]。在扩孔施工期间，扩孔头会以破碎、切削以及挤压等形式成孔，所以水平定向钻在实际施工阶段，其钻孔轨道与地铁隧道比较接近，或者与其支护体距离较小的时候，扩孔头有可能在切削以及旋转操作中，其切削刃会直接破坏到隧道结构体。如果施工中的扩孔头相对比较大，那么即便次施工操作已经和地铁隧道及其支护体保持了较大距离，扩孔头依旧有可能在挤压周边土体过程中，间接的影响到隧道[2]。水平定向钻进施工期间，一种必备消耗品就是钻井液，其不仅能够携带钻屑，对钻具起到冷却作用，还可以在液柱压力支持下，确保孔壁保持稳定状态。但是扩孔头周边分布的一些钻井液在实际施工中，会受到液柱压力和高速冲刷作用的影响，对周边区域隧道结构产生一定负作用，尤其如果相关区域内的隧道密封施工质量不合格，存在一定不足，很可能导致地铁隧道内部有钻井液渗入，后果不堪设想[3]。另外，钻井液还可能在高压环境下对隧道产生一定负面影响。水平定向钻进施工期间，为了促使回拖施工环节孔壁和管道之间尽量减小彼此摩擦力，孔径一般会保持在管径的1.2倍至1.5倍，通过扩径促使管道铺设施工结束后，孔壁和管道之间有充足的环形空间，而在大直径水平定向钻进施工工程中，此环形空间有可能在30cm至40cm之间。所以，在施工完成后，这些存在的环形空间很可能导致周边土地出现塌陷或者变形问题，进而影响到隧道结构稳定性。
2、相交于隧道情况下对隧道的影响
在非开挖水平定向钻进施工期间，如果钻进施工设计方向和地铁隧道保持相交关系，那么施工中的扩孔头、导向钻头都可能会对隧道结构以及隧道支护体产生一定直接性质的负面影响力，不过此类影响程度通常会比较有限。通常情况下，水平定向钻进施工期间，管道穿越基本上都会通过无线导向仪、有限人工磁场两种必要方式实现先导孔钻进。此施工环节对导向精度具有非常高的要求，一般市政管道在实际铺设施工中，导向精度需要控制在50cm之内，按照国家工程建设协会相关标准，水平定向钻进施工导向进度需要控制在±20cm之内，所以，只要确保导向孔在实际导向施工阶段不出现重大失误，均不会直接与地铁隧道出现直接刺穿问题，大部分出现的问题也就是穿越轨迹与地铁隧道比较接近。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过相交关系施工中，地铁隧道和穿越轨迹由于两者交叉位置比较有限，所以就算扩孔施工中会对隧道产生一定负面影响，这些影响也只会出现在相交点部位，所以影响程度和范围都是有限的。
通过分析水平定向钻进施工阶段，地铁隧道和穿越轨迹之间水平和相交两种常见影响关系情况，可以发现水平定向钻在实际扩孔施工期间，对地铁隧道最常见的两种影响情况就是泥浆压力和扩孔头压力。所以，为了避免城市地铁隧道结构或者隧道支护体在水平定向钻进管道铺设施工期间受到负面影响甚至出现破坏，要对地铁隧道周围的水平定向钻进施工安全距离进行合理化设计。
三、穿越管道和地铁隧道之间的安全距离
在非开挖水平定向钻进施工工艺应用期间，地质条件、管道埋设深度、铺设管道直径以及管道穿越距离是此工艺影响地铁隧道的四大重要因素。虽然目前我国针对此类问题还没有专门、详尽、深入的进行分析和计算，但是国家CECS382水平定向钻法工程技术规程当中，对水平定向钻施工阶段和周围基础设施相关安全距离与范围有明确规定：
（1）在管道铺设施工中，钻进轨道如果和地下管线保持平行关系，并且管道外径超过20cm的时候，净距离需要比扩孔直径最大值超出一倍以上。在管道外径比20cm小的时候，净距离不能比60cm低；
（2）在原有地下管线的上部位置进行交叉铺设的时候，需要保持超过60cm的垂直净距离。如果需要穿越的区域地质为淤泥质地，那么垂直净距离需要超过1m；
（3）在原有地下管线的下部位置进行交叉铺设的时候，其施工中的垂直净距离需要满足4个要求：①若穿越土层为粘性土质层，需要超过孔径直径一倍；②若穿越土层为粉土地层，需要超过孔径直径的1.5倍；③若穿越土层为砂土地层，需要超过扩孔直径2倍；④D1小于11cm的小直径管道铺设中，垂直净距离需要大于或者等于50cm。
这些规定当中的最小安全要求是面对普通管线所提出的，所以规定当中对施工地质特征和管道直径进行了综合考虑，但是却对管道铺设长度与回拖力增加之间的关系进行合理考虑。所以，在实际施工阶段，需要首先参考上述标准当中提出的一些参数进行施工，同时还要对地铁隧道结构安全性与稳定性进行考量，按照水平定向钻进施工期间具体长度增加情况，在规定当中设计最小间距，防止此工艺在实际应用中破坏或者影响到地铁隧道安全和稳定[4]。
四、结束语
非开挖水平定向钻进施工过程中，不管其穿越轨迹与铁路隧道属于平行关系还是相交关系，都可能对地铁隧道结构或者隧道支护体产生一定直接、间接的影响，威胁地铁隧道安全性和稳定性。为了充分发挥该施工工艺的作业和优势，需要相关施工部门及施工人员在实际施工期间，严格按照相关规定设计施工参数，保证两者之间具有安全间距，保证地铁隧道结构安全基础上，提高工艺应用成效，确保市政管道铺设质量。
参考文献：
[1]刘思萌，李金玲.管道穿越非开挖水平定向钻欠平衡方法中的水力学研究[J].科技展望，2017（2）：135-135.
[2]彭博.专用牵引头在爱尔兰水平定向钻进铺设多管道工程中的应用[J].非开挖技术，2017（5）：28-28.
[3]卢国庆，佟川.非开挖定向钻进施工钻进液配比优化控制分析[J].福建建筑，2018（1）：87-87.
[4]宁桥，陈考龙，熊江.水平定向钻穿越施工技术研讨[J].中国石油石化，2017（10）：103-103.
论文作者:左锐
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/29
标签：隧道论文; 地铁论文; 水平论文; 管道论文; 距离论文; 非开挖论文; 导向论文; 《基层建设》2019年第9期论文;