拖拉管和頂管

1、拖拉管和頂管 關于導向鉆（拖拉管）管道鋪設工藝用于排水工程的研究關于導向鉆（拖拉管）管道鋪設工藝用于排水工程的研究摘要：在城市道路上和交叉口埋設地下管線越來越困難。拖拉管工藝的出現(xiàn)，避免了道路的開挖和對其它地下管線的損壞，同時降低了地下管線施工時對交通、環(huán)境的影響得到，但是，這一新工藝的出現(xiàn)應有其背景和適用范圍，對重力流的雨、污水管因排水坡度要求嚴格而能否應用值得探討，本文介紹了拖拉管工藝的特點，分析了在排水管道工程中應用存在的問題。關鍵詞：拖拉管工藝鋪設管道對雨；污水管排水功能帶來的負面影響1?導向鉆（拖拉管）管道鋪設過程簡介用導向鉆機安裝管道的方法稱之為導向鉆穿越法（拖拉管）。這是一種非開

2、挖地面就可以在地下快速鋪裝管道的方法。導向鉆進的過程是受三維控制的，通過鉆桿的旋轉(zhuǎn)和一個特殊設計的楔形鉆頭來完成導向孔的曲線鉆進（如圖1）。其施工過程為： ?鉆導向孔啟動鉆機后根據(jù)設定的鉆進路徑和定位儀的指示向前推進旋轉(zhuǎn)的鉆頭，需要改變方向時，只需將鉆頭朝向設定鉆進的方向，由鉆機向前推進到一定距離即可，達到設計的偏轉(zhuǎn)角度后，即可再旋轉(zhuǎn)鉆進。一般只有在需要糾正方向時才停止旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)鉆進后，成孔的軸線為三維蛇形曲線，如圖2?所示。 ?擴孔與回拖當鉆孔時由鉆機驅(qū)動裝著楔形鉆頭的鉆桿從地面鉆入，再按預定的方向抵達目的地后，卸下鉆頭換上適當尺寸的特殊類型的回擴器（如圖3?所示）?；財U器快速旋轉(zhuǎn)并通過回擴

3、器上的多排高壓泥漿噴嘴沖刷孔壁，使之能夠在拉回鉆桿的同時將鉆孔擴大到所需直徑（有時可能需要進行多次擴孔），同時或隨后將需要鋪裝的管線進行回拖（圖4）?；赝瞎芫€時產(chǎn)品管線在擴好孔的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護了管線在回拖時防腐層的磨損。經(jīng)過鉆機多次預擴孔，最終成孔直徑一般是管徑的1.51.7倍（距離越長擴孔越大、管徑越大擴孔也越大），所以不會損傷防腐層。可安裝管道的直徑最大可達1m。 ?適用管材適用管材不僅有PE?f、PVC僧，另外鋼管也可以使用該法來鋪裝。2?導向鉆（拖拉管）工藝在市政工程的應用近年嘉興市區(qū)基礎設施建設及道路改造迅猛，為了避免道

4、路開挖、避免對地下既有管線的損壞及環(huán)境和交通影響，自去年開始拖拉雨、污水管及通訊管在道路及交叉口已多次應用。在主干道路及道路交叉口被拖拉的雨、污水管總長已達2.16?km，管徑630?400?mm 埋深2?7?m 其造價（不含井）鉆孔拖拉600?800比/m, PE?f材（以管徑 630?mm次傷J） 700?800玩/m。3?導向鉆（拖拉管）工藝用于市政工程存在的問題及建議拖拉管技術的應用確實便捷。道路避免開挖、施工方便、工期快、交通、環(huán)境影響小等，但是雨、污水管與通訊管不同，其管徑，通訊管線細小，雨、污水管粗大，其功能，雨、污水管排放液體，受標高和坡度的控制，要求嚴格。目前，被拖拉的雨、污

5、水管都是重力管。雨、污水是在管道的設計流水坡度下，依靠重力由高向低自行流淌排放。規(guī)范規(guī)定管底標高設計與施工誤差管徑1000?mm?以內(nèi)的不大于10?mm。研究拖拉管的工藝和實際操作，由于鉆桿和被拖拉的產(chǎn)品管具有一定的剛度，被拖拉的產(chǎn)品管從地面到地下以及鉆桿的退出其軌跡是一條平滑的弧線，因此，被設定的鉆進線是一條弧線（如圖5）。因此，道路交叉口兩端距離短，拖拉管線成型后是一條弧線（長距離的拖拉管成型 后是一條三維的蛇形曲線）。由于擴孔器自重大，在重力作用下或幾次沖擴孔，軸 線必然下沉，更加加大了其弧度，地質(zhì)情況的變化泥漿的沖力難以掌握。在交叉口， 距離越小弧度越大，埋深越大弧度越大。問題1弧線的

6、兩端與開挖管的兩端相接，弧線對雨、污水的排放日后就產(chǎn)生了沉積、堵塞， 難以清理。問題2由于被拖拉的產(chǎn)品管是懸浮于孔道內(nèi)的，泥漿不會被置換。其間隙之大，久而久之， 泥漿會滲透固結(jié)，孔道會坍塌變形，管軸也會隨之改變，所以管軸及管底標高將是 與原設計完全不同的管軸與標高，最終將造成管道的排放不暢、沉積、堵塞，路面 也可能隨之沉陷。問題3拖拉完工的雨、污水管其軸線、坡度、管內(nèi)底標高除暴露的出、入口以外均無法掌握，也沒有驗收標準，按排水工程也難以驗收。因此，拖拉管能否在城市道路雨、污水管中進行應用值得探討。頂管法隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用的一種暗挖 式施工方法。施工時，

7、先以準備好的頂壓工作坑（井）為出發(fā)點，將管卸入工作坑 后，通過傳力頂鐵和導向軌道，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中， 同時挖除并運走管正面的泥土 （見圖頂管法施工示意圖）。當?shù)谝还?jié)管全部頂入土層后，接著將第二節(jié)管接在后面繼續(xù)頂進，只要千斤頂?shù)捻斄ψ阋钥朔敼軙r產(chǎn)生的阻力，整個頂進過程就可循環(huán)重復進行。由于預管法中的管既是在土中掘進時的 空間支護，又是最后的建筑構件，故具有雙重作用的優(yōu)點；而且施工時無需挖梢支 撐，因而可以加快進度，降低造價；特別是采取加氣壓等輔助措施后，能解決穿越 江河和各種構筑物等特殊環(huán)境下的管道施工，為世界許多國家所采用。近幾十年來， 頭部和管節(jié)分開頂進的盾構式

8、工具管的出現(xiàn)，中繼接力技術的形成，促進了頂管法 施工技術的應用，使頂進距離越來越長。美國在不用中繼接力環(huán)的情況下，頂進距離為588米；聯(lián)邦德國在用中繼接力環(huán)的情況下，創(chuàng)造了 1210米的長距離頂管記錄。 中國在1981年4月完成的穿越浙江省甬江的頂管工程，直徑為2.6米，采用5只中繼 接力環(huán)，單向頂進581米，終點偏位上下、左右均小于 1厘米。70年代在上海金山石 油化工總廠海永取水口及污水排水口工程中，采用了垂直頂進管道的方法，在杭州 灣內(nèi)修建了進、排水口工程，標志著中國的頂管技術的發(fā)展。頂管施工時、頂進管除受到橫跨管軸的各種荷載和力的作用外、同時又受到管軸方 向具有偏心度的頂力作用，這些荷

9、載和力都以波動的形式出現(xiàn)，故管道的結(jié)構強度 必須按波動荷載疊加后的雙向應力狀態(tài)進行設計。頂管法常用鋼筋混凝土管，每節(jié)管的長度為2.53.5米,重量以不超過10噸為宜。頂管接頭一般采用帶有鋼外套環(huán)的平接式，外套環(huán)可以固定在管的一端，也可以不 固定。接頭之間用環(huán)形防水密封圈做防水墊。頂管按挖十方式的不同分為機械開挖頂進、擠壓頂進、水力機械開挖和人工開挖頂 進等。頂進的施工設備主要有頂進工具管、開挖排泥設備、中繼接力環(huán)、后座頂進 設備等。管道按頂講長度分為一般頂管和長距離頂管。一般頂管頂講距離通常不超過 100米, 多數(shù)使用于城市排水工程中、其長度配合譽井間距 ，每50米左右設一工作坑，頂通后 在工

10、作坑內(nèi)砌筑譽井。長距離頂管在穿越江河或通入湖海底下的施工中 ，頂進距離長達數(shù)百米，要采取中繼接力、管外減阻，以及靈活控制導向的頂進工具管（頂頭）等技術措施。頂進工具管安裝在管道的前端，起導向出土作用。為了減少總頂力，增 加頂進長度，可將工具管和管子分開頂進。當頂進距離增大到頂力達到最大值時， 可增加一個中繼接力環(huán)來接力。它是一個將許多扁千斤頂布置成環(huán)形的移動式頂推 設備，安裝在兩段管道之間，扁千斤頂工作時，后面的管段成了后座，前面的管段 向前頂進。在長距離頂管中，可將管道分成數(shù)段，段與段之間均設置中繼接力環(huán)，按先后次序逐個啟動，使管道分段頂進。這樣就能增長總的管道的頂進長度。頂管法施工具有比開槽埋管法對地面干擾小的優(yōu)點，又有能在江河、湖海底下施工 的特點，故自70年代起世界各國對頂管施工技術紛紛進行探討和研究，廣泛采用 了中繼接力技術、膨潤土觸變泥漿減摩劑、盾構式工具管、機械化全斷面切削開挖 設備、水力機械化排泥、激光導向等技術和措施，從而使頂管的頂進長度和頂進速 度越來越大，適應環(huán)境也日益廣泛。1981年，英國人應用仿生學原理，將蚯蚓前進的機理應用到頂管