廊坊市排水管网污水改造工程水平定向钻进铺管技术

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1、第26卷第1—2期382009正非开挖技术TrenchlessTechnologyV01．26，No．1—2Apr．，2009廊坊市排水管网污水改造工程水平定向钻进铺管技术张雅春l’2朱文鉴3(1．中国地质科学院勘探技术研究所河北廊坊065000；2．中国地质大学(武汉)研究生院湖北430074；3．北京探矿工程研究所北京100083)摘要：本文详细介绍了廊坊市排水管网污水改造工程中水平定向钻进铺管施工试验段的施工技术。从钻前准备、轨迹设计、设备选型、水平定向钻进施工进行了说明，最后对施工进行了分析总结，给出了施工中存

2、在的问题和施工经验。关键词：非开挖、排水管网、水平定向钻进廊坊市位于京津唐经济圈中的再要位置，虽然整个城市的全面建设历史有限，但是作为市政建设领导着眼于未来，在对国内外已经发展比较成熟的城市的参观学习后，做出要到廊坊市进行伞面地下管网改造的利民工程。针对传统意义上的开挖等施工工艺已经不能满足市政工程施工的要求，因此，图l廊坊市雨污分流非开挖工程试验段主体工程分布图经过多次专家论证，确定采用非开挖技术对城市地下管线进行改造。为了保证工程的顺利进行，我们作为廊坊市雨污管网改造试验段的技术咨询的身份对整个试验段进行技术指导，

3、根据城市规划和设计，在2008年5月开始在廊坊市区进行非开挖管道试验段施工。廊坊市雨污官网改造非开挖试验段主体工程位于和平路(步行街一爱民道)和东外环(解放道一光明东道)两个试验施工场地。工程分为DN400mm的HDPE非开挖拉管和DNl500mm的混凝土管道顶管，施工长度分别为710m和673．1m。工程主要工程位置如图1所刁≮o1工程概况廊坊市和平路排水管网污水管道改造工程位于和平路西侧非机动车道上。主题工程采用水平定向钻进进行管道铺设，铺设管道采用的是HDPE、DN400管道一根，穿越长度约为710．0m，试验段

4、管道自北向南与爱民道污水管道相接。工程的目的是根据试验段施工的实际情况，通过对试验数据的分析和统计，了解与其地层和泥浆的关第26卷第1—2期张雅春朱文鉴：廊坊市排水管网污水改造工程水平定向钻进铺管技术39表1非开挖拉管施工区域穿越地层分布图岩土名称及地层编号层底深度m)层底高程(m)分层厚度m)承载力特征值(kPa)备注其特征①0．5—0．612．3一12．40．6～0．7杂填土：②3．4_3．69．1—9．52．5～2．9粉土、粘土90～110③5．8～6．36．5～7．12．5—2．8粘土90④102．783．7～

5、4．1细砂粉七和粉砂140一160系、拉力和扭矩的关系，从而为下一步施工提供重要参考依据，以便进一步提高工程质量和效率。工程的施工方案经过多次专家论证，对施工方案的风险和利弊做出了总体性评价，最终确定有地质矿产部廊坊聚力岩土工程科技开发公司进行施工，初步预计工程周期为75天。施工区域根据岩土工程勘中＼．a1．Q21～。AK／／／／／／厶y／^，／／／／／／／／／／／／／／／，【V鼍．一一一／腓坑＼＼＼型＼、、察报告分析，穿越深度地层主要为第四系海相沉积及少量陆相沉积物，岩性为粉质粘土、粘土质粉砂、粉砂及细砂。地层较稳定

6、，分布较均匀，属于二类土层。穿越地层发布图如表1所示。2钻孔轨迹的设计在进行钻孔轨迹设计时，钻孔弯曲程度与施工空间、管道要求的埋深、钻具本身曲率半径、地层的弹性模量与阻力、导向板面积大小和安装角度、钻机能力(包括顶／拉力和后座力)以及铺设管线允许的曲率半径等因素有关。如果钻孔弯曲过大还会使钻进和回拖阻力增加，严重时会造成卡钻、断钻等事故。因此如何选择最佳的开孔位置、入射角度、出土角度显得尤为重要。钻孔轨迹设计参数按照下面公式给予确定：(1)管道穿越(图2)控向点位置应按下列公式计算：舻R×sinadb乒R×(C08d)

7、bl=h—h2图2钻孔轨迹al=bl／tanOtLl=al+a2式中：a广入土端曲线的水平长度m)；al——入土端直线的水平长度(m)；b广入土端曲线的高度(m)；b。——人土端直线的高度(m)；h——入土端地面与底部直线段的高度(m)；R——曲率半径(m)；ft．——入土角；L。——穿越曲线长度(m)；I广硼管长度(mo(2)覆盖深度：完成了排水管道设计图，就可确定穿越覆盖深度，有时根据施工的情况做适当的调整。规范中推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终回扩直径的6倍以上；穿越河床时，应在河床断面最低处之下5m以上。(3

8、)入、出土角：对地面始钻式，人土角和出土角分别在60至200之间。对坑内始钻式，人士角和出土角应采用0。或近似水平。非开挖技术TrenchlessTechnology2009笼3施工准备针对非开挖拉管的施工特点，在完成施工设计后，然后需要进行相应的施工准备，主要内容：施工场地准备、设备选定和施工方案确定。与常规非开挖拉管相比，本次