关键词：定向钻；污水管网；管道回拖；施工技术；注意事项
前言
近年来随着经济的发展，每年全国各地都有很多市政工程进行建设和投入使用，其中管道安装是重要的施工内容之一，传统的管道施工方法是采用开槽支护埋设管道，这种施工方法会受到多方因素的制约，例如交通、场地条件、已有管线埋深等，工程造价较高。随着地下空间技术不断进步和新材料新技术的应用，近年来，越来越多的市政管道工程采用定向钻进管道回拖施工技术，并取得了良好的经济效益和社会效益。这种施工技术，不需要开槽，不会对已有建筑物表面造成破坏，对于管径小于DN600mm的管道施工，尤其合适，经济效益明显。
一、污水处理厂管道施工实例介绍
海南省万宁市和乐镇污水处理厂工程等6个EPC总承包，万宁市和乐镇污水处理厂近期规模0.35万m3/d，远期规模为0.7万m3/d；万宁市礼纪镇污水处理厂近期规模为0.15万m3/d，远期规模为0.3万m3/d；万宁市兴隆旅游区2#污水处理厂近期规模为0.6万m3/d，远期规模为1.2万m3/d；万宁市东澳镇污水治理工程主要建设内容包括污水管网工程、井类工程、路面破除及恢复工程等；万宁市南桥镇污水处理厂近期规模为0.12万m3/d，远期规模为0.5万m3/d；万宁市三更罗镇污水处理厂近期规模为0.09万m3/d，远期规模为0.36万m3/d。
在进行上述工程施工过程中，需要铺设总长度超过20km的压力管及自流管。管径分别在DN100至DN500之间。
在对上述工程施工规模、特点和施工条件等因素进行综合分析后，我们采用了定向钻进管道回拖施工技术，并取得良好效果。现总结实践，对定向钻进管道回拖施工工艺及有关质量控制措施进行深入阐述。
二、定向钻进施工技术分析
定向钻进施工技术原理就是通过小钻头进行导向孔作业，把钻杆钻入地下后，地下钻头把其所在的深度、方向等信息通过钻头附带的传送器，发回到地面上的接收仪器，工作人员可以根据所接收到的信息，确定导向孔的准确定位。
之后通过导向孔，进行反向回扩作业，回扩施工时仅仅是搅碎位于
预定孔径内的原土。最后清走孔道内的泥土，管道形成。
在进行导孔和扩孔钻进作业时一定要注水，保持钻具润滑，扩孔作业后所形成的孔内原土，需要进行搅拌，使其变成塑性泥浆，清孔作业时要用机具挤压泥浆，使其在孔壁上形成光滑的一层护壁泥皮，这种做法，能达到平衡孔道作业时所出现的固岩压力，安管通道变得光滑稳定。采用拉力机把管节拖进孔道内，进行安装。主要工序流程见图1.png)
三、施工准备
1、准备施工所用的管材
管材的质量和性能、刚度、强度等必须满足设计和施工要求，进场后的管材，必须报审监理备案并同意用于施工。
2、设计轨迹
钻进前应先依据设计图纸要求的管道内底标高和相对应的原地面标高计算出钻杆应达到的深度再来确定定向钻孔轨迹。定向钻孔轨迹线段由造斜直线段、曲线段、水平直线段（与管道排水坡度一致）等组成。
3 施工测量
必须先对施工场地和环境进行测量，包括平面控制线及高程的测量，
确保施工每个阶段的控制点网以及坐标、高程等位置准确。
4开挖基坑
开坑前应清楚查探施工场地的地下是否存在障碍物，并进行妥善保护后方可进行作业。
开挖坑的深度，要按照管道高程、扩孔钻机的规格和尺寸，还有砼垫层厚度等进行综合计算后确定，施工期间采用水准仪进行测量控制。
在检查井处布设泄压坑，并根据检查井已定深度确定泄压坑深度。
5 配置钻液
钻液应结合工程所在的水文地质、以往施工经验等进行分析后确定。通过其组成内容包括水、聚合物、膨润土等。其中主要成份是水，其它材料均属于添加剂，使用钻液的目的，就是管道内的泥土与钻液结合后，所形成的泥浆，能较好地进行流动和悬浮，有利于回扩成孔，泥浆质量好，回扩成孔的成功率就更高。
6 设备就位
钻孔机应安置在工作坑附近，安装钻机后，要先进行试钻运转，以检测其稳定性和可靠性，确保其安装质量，以保证成孔质量。试钻运转要反复进行，满足施工条件后，才可进行后续工序作业。
此外，应检查施工场地地下构筑物及管线等设施，并妥善处理后，方可进行钻进施工，下锚时要先进行浅层开槽，防止破坏地下管线。
7 导向钻进
导向钻进作业过程中，要保持人力扳拉匀速前进，持力均匀。并结合
钻进阻力情况，调整注水机的给水量和给水压力。如遇到钻进过程中如遇到砂层、粉质砂粘土等含水较大时，不用注水；如地层无地下水或地质较硬时，要加大注水压力。注水主要是起到润滑和冷却钻具，减少钻进阻力的作用。如出现硬质障碍物不能进行钻进时，应暂停，妥善处理后才进行后续作业。
8 扩孔
导向孔钻进至接收坑后，要对其进行测量检验，确保偏差值符合规定。
之后卸下钻头换装扩孔钻头，进行扩孔作业。施工过程要保持匀速回拉，速度均匀。注水机要适度注水，通过钻具搅拌孔内泥土造泥浆，用以保护成孔孔壁，保持围岩稳定，同时起到润滑作用。
施工过程中，注意地下水位的变化，钻进施工时是否正常，注意土质变化及拉管机的压力，出现异常及时采取措施。
9 清孔
在回扩钻孔时，在钻头尾部配装拉链（杆），钻孔回扩到达工作坑时，卸下扩孔钻头，在拉链（杆）一端换装拉泥盘，进行拉泥成孔工作。此项工序主要是拉运出扩孔搅碎的孔内土，形成光滑圆顺的安管通道。拉泥时，首次拉泥采用环形盘，反复来回拖拉后，如阻力减轻则在拉泥盘上加装横挡，再次入孔拉泥，逐次加封横挡，直至拉泥盘全封闭，并能轻松顺利拉出为止。
10 回拖拉管
在进行拉管作业前先要检验PE管的焊缝以及强度，确保合格后，方可进行拉管施工。施工时要用“PE管封套”密封管头，之后把回扩头接在管头后端，管后接上分动器进行接管，把管子回接到工作井，再把分动器、回扩头等拆除，余下钻杆取出，封堵头堵实。
施工期间，拉管机作业人员，必须按照设备所显示的数据，平稳、均匀地牵引管道，不能生拉硬拽。
扩孔到达预定孔径后，就可进行回拉敷设管道，先要接连管道，方能进行回拉，即是通过电熔法连接PE管，使其长度与成孔长度相同，把管道与扩孔器相连后，进行回拉，把管道牵入孔洞内。
在进行相邻工序施工如污水管以及检查井作业时，要根据设计要求，把管道与排水纵坡相接。（见图2）
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图2 PE管回拖施工示意图
11 土方回填
进行回填土坑包括工作坑及接收坑等作业时，要用黄砂回填，并不能存在砾石、垃圾等物质。施工期间所产生的工作泥浆，需要妥善处理，通过泥浆车运走，清洁地面，保持干净。
四、管道回拖施工要注意事项
1、在编制管道回拖施工方案时，要全面、综合考虑到各施工环节，尤其是管道回拖，防止因设计以及操作错误等原因引发管道变形或受损。
2、考虑管道承受外部压力时，要进行综合考虑：水、土、大气压以及管道内产生的负压问题，并采取相应措施处理，如管壁厚度增加、设计系数减小及限制回拖管道时的泥浆压力等，确保管道回拖期间不会出现失稳变形问题。
4、在施工中,应严格控制出土角,在距出土点40～50 m 的位置上根据出土角挖斜坡,尽量减小管道进入钻孔时管道与钻孔曲线的夹角,避免管道产生较大的弯矩。
5、定向钻管线回拖时，管线要承受泥浆和地下水压力，应校验管道的稳定性和刚度，避免管线受外力失稳变形。
6、从穿越施工角度讲，如果所用钻机完全能够满足回拖的拖力需要，尽量不要采用向管内注水作为配重的方法，同时向管道内注入一定压力的压缩空气会有助于减少管道失稳的可能性。
参考文献：
五、结束语
本项目污水处理厂管道目前已顺利完成施工作业，经检查，各项质量指标优良，达到验收标准。实践表时，定向钻进管道回拖施工技术具有影响周围环境小、施工速度和效率较快、尤其适合用于埋深较大的长管施工作业，值得进一步总结经验和推广使用。
参考文献
[1]江文，蒋宏业，姚安林．水平定向钻穿越施工的失效可能性研究[J]．中国安全生产科学技术，2015，11
[2] 刘艳利，管道回拖钻杆回弹原因及解决措施，油气储运，2017，05
论文作者:肖德晟
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第3期
论文发表时间:2020/4/14
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