摘要：随着社会的发展，目前，拖拉管施工可以不中断交通，不拆迁；对地面、构筑物无影响；不破坏环境，在城市管线工程中应用广泛，且省时、高效、安全．综合造价低。本文结合工程实际，阐述拖拉管施工技术及工艺流程。
关键词：市政工程管线；拖拉管；施工技术应用
引言
拖拉管技术是近几年在城市使用中越来越多的新技术，它实质是一种非开挖定向钻进技术，它综合了石油工业的定向钻进技术与管线施工两者的优点，被广泛应用于各个领域的管线建设中。非开挖定向钻施工是随钻定向铺设地面，在不开挖土体的情况下，通过探测器定位，控制钻头的方向，实现轴线的设计要求，在多次扩孔之后，拖动管道就位，以完成管道敷设工作的一种施工方法。其具有节约造价，缩短工期等优点，具备较高的推广价值。在快节奏的生活要求下，人们对市政等工程的工期及社会影响要求也越来越高，拖拉管技术一定程度上适应了这种需求，在城市基础设施建设中发挥了更为重要的作用。
1非开挖技术简介
随着5G等科学技术快速发展，人们渴望拥有良好环境。在城市方面，特别是老城区需要提供更好的污水处理系统、自来水、煤气、电力和通讯设施，尤其需要工程技术人员安全地安装管道，并且对城市的破坏减至最小。非开挖技术能够经济、准确、安全、快速、可靠地解决这些难题。拖拉管是一种非开挖技术，即不开挖路面，在地下钻孔后，用拖拉的方式将管道从钻孔中牵引穿越，最终完成管道敷设的技术。与传统的挖槽埋管相比，它具有更好的技术性、环保性、经济性，适用于穿越街道、公路、铁路、建筑物、河流，特别在闹市区、古迹、绿化带等无法或不宜开挖作业的地区。我国自20世纪90年代后期引进拖拉管技术后，在全国都有应用，特别是在软土地区的压力管更是应用广泛，相关的规范也在试行之中。
2导向钻（拖拉管）管道敷设过程
2.1钻导向孔
根据地下管线普查等资料确保敷设管线路径处无其他管线（特别是入土端和出土端）。启动钻机后，根据设定的钻进路径和定位仪的指示向前推进旋转的钻头，需要改变方向时，只需将钻头朝向设定钻进的方向，由钻机向前推进到一定距离即可，达到设计的偏转角度后，即可再旋转钻进。一般只有在需要纠正方向时才停止旋转。旋转钻进后，成孔的轴线为三维蛇形曲线，见图2。
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图二
2.2扩孔与回拖
当钻孔时由钻机驱动装着楔形钻头的钻杆从地面钻入，再按预定的方向抵达目的地后，卸下钻头换上适当尺寸的特殊类型的回扩器（见图3）。回扩器快速旋转并且通过回扩器上的多排高压泥浆喷嘴冲刷孔壁，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大到所需要的直径（有时可能需要进行多次扩孔），同时或随后将需要敷装的管线进行回拖（见图4）。
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回拖管线时，要控制好泥浆比重使其大于管材比重，确保管线在扩好孔的孔中处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样既减少了回拖阻力，又减轻了管线在回拖时防腐层的磨损。经过钻机多次预扩孔，最终成孔直径一般是管径的1.5至1.7倍（距离越长扩孔越大、管径越大扩孔也越大），所以不会损伤防腐层。可安装管道的直径最大可达1m。
3拖拉管技术设计要点
拖拉管的管材一般采用聚乙烯平壁管具有良好的耐慢速裂纹增长和抗快速裂纹扩展性，同时管材的强度及环刚度必须满足施工及使用阶段的荷载要求。一般环刚度不小于8kN/m2；抗拉强度设计值不小于16.0MPa。管材必须满足回拉力要求，但允许拉应力按不大于12MPa控制。管材的端面应平整且与管中心轴线垂直，接口处不得有明显突出（小于5mm）。内壁光滑平整，无划伤、毛刺等缺陷。接口采用对接热焊。拖拉管的设计要点是确定管线在土层中的轨迹曲线，并提供相应的曲线参数和具体的控制值以用于施工。管道轨迹曲线设计的内容包括：管道有效段的曲线、开孔点开孔角度、孔位深度、造斜距离、造斜段曲率半径等。影响轨迹曲线的主要因素有：管线的平面布置、管道的起始和终点标高、管线的埋设深度、管道的口径等。管线的平面布置确定了两个相邻检查井之间的管道走向和距离，管道的起始和终点标高及管线的埋设深度这些因素共同确定了管道有效段的曲线。拖拉管最小覆土深度与城市道路路面垂直净距1.5m；二级河道规划河底标高以下1.5m。拖拉管与既有地下管线平行敷设时，扩孔与地下管线水平净距不得小于0.6m；扩孔与地下管线垂直净距应符合下列要求：黏性土不得小于0.5m，砂性土不得小于1.0m。
管道有效段的曲线设计除了管线的埋设深度要考虑拖拉管技术的覆土要求外，其他同常规方法施工管道的设计类似。拖拉管还有更重要的造斜段曲线设计，它关系到拖拉管施工能否成功。拖拉管造斜段曲线的入土角不宜超过15°，出土角按导向钻杆及拖拉管材允许曲率半径较大值确定，一般不宜超过20°。相邻两节钻杆允许转向角根据土质条件、钻杆长度、材料等因素确定，土质越软弱，角度越小，取值一般在1.5°～3.0°。入土造斜段与管道直线段之间及管道直线段与出土造斜段之间，至少应有一根钻杆长度达到管道直线段坡度要求。管材的弯曲半径应大于管材外径的40倍。钻杆的曲率半径应由钻杆的弯曲强度值确定，根据经验一般Rz≥1200DZ。
4拖拉管在市政排水工程中的应用
某城市污水收集系统工程中连接污水提升泵站与污水厂之间的污水输水管，压力输送，输水规模为远期8万m3/d，近期2万m3/d，管线为2根DN700的管道，近期一根。其中有一段315m污水管需跨越池塘和海港叉。
如采用大开挖方案，需要做大量的围堰和基坑支护。端口叉的导航要求和拒绝桥接程序。工期进度紧凑，也限制了当地建设的管道顶进计划的能力。最后确定使用拖拉管技术。为了避免未来施工设备和施工对场地的影响，全采用拖拉机技术设计和施工。拖拉管设计为3根，2根DN700和1根DN450根据流量进行组合使用。管材采用132SDR17型PE100管加208mSDR21型PFl00管。管道净距为1.5m拖拉管轨迹曲线设计见图5。
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图5拖拉管轨迹曲线设计图
拖拉管回扩孔的时候采用多级扩大孔口，并使用根据实际形成的泥浆配制保证孔壁稳定，泥浆流动顺畅。泥浆在专用搅拌容器或搅拌池中配制，采用定向钻专用膨润土和泥浆添加剂，以确保形成的孔隙质量。当第一级扩孔时，减小泵压的同时，减慢扩孔的速度，增大转速。该扩孔完成后，就要使用清孔器对孔隙进行一次清孔处理，为了排出孔内的残余渣土，进一步稳固成孔内壁。待扩孔完成对冒浆进行确认之后，就开始做管道回拉。在安装拉管头时应事先用封水堵堵好，拉管时，一边拉管一边向孔内加注优质泥浆充实孔隙及润滑孔壁；要留意两端工作坑泥浆的具体流动情况，控制好回拖速度，记录下回拖速度、钻机的扭矩和回拖拉力，确保顺利回拖。并做好竣工图，以备详查。利用各方共同努力的条件，顺利完成拖拉管施工。
拖拉管技术在污水厂运行中发挥了重要作用。
结语
综上所述，通过具体的实例分析拖拉管在市政排水工程中的应用，我们不难发现拖拉管技术具有缩短工期，节约造价的优势，它有利于现代化城市的建设，它的先进性和优越性符合时代发展的需要。它可以最大限度地减少对地面环境的影响，以适应生态城市发展要求。所以笔者认为拖拉管技术必将会得到广泛应用和发展。
参考文献：
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[2]曾新民，郭坤，方紫霖.二次顶管法在小口径排水管道敷设中的应用[J].给水排水，2014，05：92~95.
[3]冀新红.泥水平衡顶管在市政排水工程中的应用[J].山西建筑，2012，19：104~105.
论文作者:王勇
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
标签：拖拉论文; 管线论文; 管道论文; 钻杆论文; 泥浆论文; 技术论文; 曲线论文; 《基层建设》2020年第1期论文;