导向法铺管技术在污水管铺设中的应用

慈曾福
合肥市污水处理管理处，安徽　合肥　230001

　　摘要：在道路拓宽改造及其它客观条件不允许大开挖埋设污水管工程中，通过使用导向法铺管技术，利用其先进的导航系统，能够经济、快速、准确的完成铺设管道任务。
　　关键词：导向法；管道铺设；污水管
　　中图分类号：TU992.24
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455（2000）06-0042-02

　　在城市管网改造中经常遇到需要在街道狭窄、地建筑物密集、路面下等地方埋设污水管问题，如按传统的大开挖埋设管道施工方法，必须封闭交通、破坏路面、甚至拆除建筑物等，工程造价高，同时严重影响居民的正常生活及沿线单位工作。如果运用导向法铺管技术，将会有效解决这一难题。1999年合肥市配合金屯立交桥建设，对芜湖西路道路实行拓宽改造，同步埋设污水管。该工程位于市中心，原路面为混凝土路面，沿线有居民小区、高档宾馆饭店等，交通量、客流量大，客观条件不允许大开挖埋设污水管，决定采用导向法铺管技术。

１　导向法铺管施工原理

　　利用地面上导航仪，引导地面下装有无线电发射器的钻机钻头^[1]，沿着根据施工图要求的污水管平面位置、高程等参数计算出来的钻孔轨迹，向前钻导向孔，至下一个工作坑。在导向孔出口处，将钻孔钻头换成挤压式出土扩孔钻头，向回拉扩大钻孔孔径，依次多级扩孔，至可容纳预定管道外径后，将管道头部吊入工作坑内导向孔口，使用钻机和顶管机前拉后顶，至上一个工作坑导向孔进口，完成铺设管道施工。在导向孔钻进过程中，导航仪可以随时收到地面下钻头的深度、倾角等参数信息，同设计钻孔轨迹比较，进行调整钻头钻进的方式，使导向孔满足设计要求。

2　施工设备

　　本工程主要使用以下设备及仪器：
　　钻机　　　 GBS-10型　　2台
　　GBS-30型　　2台
　　顶管机　　 YD-50型　　 1台
　　导航仪　　 RD-380型　　1台
　　　　　　　 RD-385型　　1台
　　水准仪　　　　　　　　　1台
　　经纬仪　　　　　　　　　1台

3　施工过程

　　根据工程现场的实际情况，施工过程如下。
3.1　测量定位
　　以测绘部门提供的坐标和高程基准点为依据，按照施工图，对照现场实际情况，测量确定每个污水检查井和工作坑的位置，沿铺管轴向进行地面放线，并沿线每2m进行标高测定，计算钻孔轨迹。
3.2　工作坑的开挖及支护
　　清理现场，破除工作坑位置处混凝土路面，开挖工作坑，按设计要求施工基坑控制桩，边开挖边支护，在坑底做混凝土基础，设流水边沟和积水井，以便及时排水，每段管设前后两个工作坑。
3.3　导向孔施工
　　钻头沿着设计的导向孔轨迹钻孔。钻孔时，通过地面上导航仪接收到钻头盒内反馈的钻头深度、倾角等信息，随时调整钻头工作状态，校正偏差，确保导向孔在设计轨迹允许范围内。导向孔施工结束后，从Φ160 mm小口径开始到Φ550 mm大口径逐级扩孔，在孔径达到Φ300 mm、Φ400 mm时进行孔内排土，保证孔内干净。
3.4　铺管
　　扩孔完毕后，连接管道，钻机管靴在前方牵引，顶管机在管子的尾部辅助顶推，前后配合，用力均匀，分解铺管应力，完成铺管任务。
3.5　砌检查井、回填工作坑。
　　位于非工作坑位置的检查井，采用倒挂井法施工。

4　工程质量

　　芜湖西路污水管工程，共辅设管径Φ400的UP VC管660 m，工程造价77万元，工期61d。管底实测标高和设计值误差在±20 mm之间，轴线误差在±40 mm之间，管道接口严密，管口无变形、裂纹等。经市政工程质量监督站评定，工程达到设计要求。

5　几点体会

　　以前污水管施工大多采用大开挖埋设方式，对埋设深度大于5 m、管径在Φ1000 mm及其以上、不宜大开挖埋设的污水管，常采用人工在管内挖、运土，利用在工作坑内安装千斤顶顶管的手工掘进顶管法。对于不宜大开挖掘埋设而管径较小的污水管，因施工人员无法进入管内挖、运土，通常采用将管径改大至Φ1 000 mm。采用导向法铺设比采用手工掘进顶管法节省投资20％，缩短工期15％。通过导向法铺管技术在芜湖西路污水工程中成功应用，感到有以下几点体会。
5.1　应用前景广
　　导向法铺管在建筑物密集、街道狭窄、交通量大、道路、管道埋设不深等条件下的污水管工程中具有广阔的市场前景，它是一种新的污水管施工方法。已广泛使用在城市的电力、电信自来水等市政配套建设项目中。
5.2　导向法铺管的优点
　　①不需用大管径代替小管径，投资省，污水管内水流水力条件好；
　　②小口径管投资省、工期短。
　　③不需要人工在地下管内挖、运土，劳动强度大大降低；
　　④采用导航技术，随时纠偏，不会发生错口、倒坡等现象，施工精度高；
5.3　导向法铺管对土质的要求
　　导向法铺管对土质要求较严，不适合杂填土、粉砂质土、软流塑性含粘土质粉土等，它可以用于钢管、UPVC管、PE管、钢筋混凝土管等管材的施工。施工前应委托地质勘探部门对全线进行地质勘探，仔细研究地质状况，确定可行的施工组织设计。施工过程中，应仔细观察现场土质情况，对照地质勘探报告，如发现不符，应采取补救措施，如更换管材、井点降水、灌浆、增加工作坑等，本工程土质与地质勘探报告基本相符，施工顺利。工作坑内管头要采取360°混凝土全包，防止回填土压坏管道。
5.4　工作坑的开挖
　　工作坑主要是用于出土、排水，上、卸钻头和扩孔器等，分设备工作坑和作业工作坑两种。设备工作坑长8～10 m，宽3 m，作业工作坑长4～5 m，宽2 m，两工作坑间距在50～80 m之间。根据现场实际情况，本工程共开挖11个工作坑，平均深度4.18 m，工作间距在60 m左右，最大间距为97 m。
5.5　注意事项
　　导向法铺管采用先进的导航系统，施工前要认真检查和校对仪器，根据测量资料设计导向孔的轨迹。施工时应严格按照施工工艺要求，加密测点，参照设计及计算数据，进行导向孔轨迹控制和导向孔高程控制，每次纠偏应缓慢，不得猛纠硬调，逐级扩孔，终孔扩孔直径一般大于管道外径80～120 mm，不得超径扩孔。铺管之前必须将孔内90％的泥土出尽，确保铺管时管道不变形，一旦扩孔孔径达到要求时，立即铺管，铺管前后都要对孔口和管口进行测量、比较等，确保工程质量。

参考文献：
[1]?柳勇，卞正中.?导向法铺管技术与运用[J]当代建设，2000（1）：44～45.

作者简介：
慈曾福（1964-），男，工程师。