拖拉管施工技术

万贝海

摘要：简述了拖拉管的施工工艺，结合武汉市东沙连通中北路道路段拖拉管实例，对拖拉管施工控制要点进行了总结。

拖拉管一般叫做牵引拖拉管，拖拉管工艺的出现使城市道路上和交叉口埋设地下管线避免了道路的开挖和对其它地下管线的损坏，同时降低了地下管线施工时对交通、环境的影响。

关键词：拖拉管；施工；探讨

中图分类号：TU74

1、工程概况

武汉市中北路高架桥欲在中北路安装污水管道DN400、600、800，1000。本工程PE污水管定向机械拖管工程，需铺设DN400、600、800、1000的PE自流管。武汉市东沙连通中北路项目地处繁华的武汉市主干道，施工工期紧，为了保证道路部分的顺利竣工通行，根据设计的要求及现场的实际情况，采用以拖拉管施工为主的管道施工方法。

2、施工工艺

2.1施工准备

进场后调查拖拉管施工范围内地上、地下条件，地上条件包括地形地貌、邻近建筑物及道路，地下条件包括地下管线、地下水、地质结构等，摸查清楚后才能进行施工。

2.2施工测量

根据施工图纸，进行测量放样。根据施工范围的地质情况、埋深、管径和一次牵引的管道长度，设计好钻杆轨迹。

2.3基坑开挖

每段牵引需要挖掘2个工作坑，包括入口工作坑、出口工作坑，采用机械挖掘，深度根据拉管流水面高程确定。

为了使施工过程中不给交通安全、城市环境及周围群众正常生活带来影响，应在不影响正常施工的前提下在施工现场周围（即出入口和泥浆池周围）用砖基础隔离泥浆外溢，并用活动护拦进行维护。

2.4定向钻进

定向钻机钻头通常都带有一个斜面，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，也可采用有缆式导向系统。

钻机运到现场就位后锚固稳定，首先将探测棒插入导向头内，导向头后端与钢管连接，然后用顶管机给钢管施加压力，推进导向头，将导向头打入地下；导向仪可随时接收导向头的方位与深度，顶管机可根据此信息及时旋转导向头，使导向头随时改变深度和方向，在地下形成一条直径为100mm的圆孔通道，孔道中心线即为所需敷设管道的中心線。

轨迹包括两个部分，造斜段和铺设段。因为该段管内污水考重力流动，必须按设计流水标高埋设，埋深的按照设计提供的流水标高确定。

造斜段：

1．造斜段距离L：

L＝[h(2R1-h)]0.5

式中：h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1200d,代入数据即可计算出L值。

2．钻杆入射角a：

a＝0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}

式中各字母意义同上式，求出a值。

按照设计图纸施工要求，调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程的位置，通过造斜段水平钻入土中。造斜顶进时，每次顶进进尺控制在0.5m左右为好，曲线要缓。在造斜段，钻头每钻进10cm就测一次钻头的位置，在平铺段每隔20cm就监测一次。如果发现偏离轨道，就通过调整钻头斜面的方向，进行纠偏。

导向钻孔一般选用小直径钻头，在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈随时操纵钻机调整钻进轨迹。

根据以往的施工经验，管道在孔内拉动的过程中受重力的作用，会发生管道下沉现象。因此导向钻进的钻进点选择在略高于设计管中线的地方，以减低管道自重对高程的影响。

2.5回拉扩孔

导向孔钻进完毕后，装上各种回扩器，将原孔扩大到原来管径的1.2倍，在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，回拉进行回扩。回扩可根据铺设的管道直径大小和地层情况分一次或多次进行。

在进行扩孔的时候，利用泥浆混合液配置的钻液通过钻孔注入回扩器中，通过回扩器快速旋转并通过回扩器上的多排高压泥浆喷嘴冲刷孔壁。为改善泥浆性能，有时要加入适量化学处理剂。钻液的好坏对于拉管施工的成败起到了极关键的作用：

(1)钻液具有冷却钻头、润滑钻具的作用。

(2)钻液可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外。

(3)管线在扩完孔的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由于有泥浆润滑，减少了回拖阻力。

(4)残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用,使形成的孔不塌方。

回拉扩孔牵引时，泥浆作用特别重要，孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故，使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。考虑到地层泥浆较易漏失，泥浆漏失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大。因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”，并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆。

2.6回拉敷设管道

扩孔成功达到要求后进行管道连接的工序，将管材连接成设计及规范要求的长度，管材两端封闭，将管道与扩孔器相连，一次性拖入已形成的孔洞中，管子回接到工作井后，卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆。拉管机操作人员要根据设备数据均匀平稳的牵引管道，切不可生拉硬拽。

2.7砌筑检查井

牵引管施工完成后需要进行检查井施工，在牵引管末端砌筑检查井。

3、拖拉管技术适用性的探讨

由于钻杆和被拖拉的产品管具有一定的刚度，被拖拉的产品管从地面到地下以及钻杆的退出其轨迹是一条平滑的弧线，拖拉管道成型后是一条弧线。由于扩孔器自重大，在重力作用下或几次冲扩孔，轴线必然下沉，更加加大了其弧度，距离越小弧度越大，埋深越大弧度越大。因此，对于雨污水等对高程要求比较严格的管道，管道高程不易控制，弧线也会对雨、污水的排放产生了沉积、堵塞，难以清理。

由于被拖拉的产品管是悬浮于孔道内的，泥浆不会被置换。时间长了，泥浆会渗透固结，孔道会坍塌变形，管轴及管底标高也会随之发生改变，形成与原设计完全不同的管轴与标高，最终将造成管道的排放不畅。

尽管拖拉管施工方法与传统管道施工方法相比有其缺点，但拖拉管施工有着避免开挖、施工方便、工期快、交通、环境影响小等优点，在现代市政工程工期紧、施工外部环境复杂等特有的条件下，仍然有着很广泛的适用前景。

4、总结与建议

本文简述了拖拉管施工工艺的流程，分析了拖拉管施工工艺的优缺点及其适用性。

对于城市道路排水工程中高程及平面线型要求比较严格的雨、污水管，拖拉管施工工艺怎么能更好的控制其高程和线型值得我们进一步探讨和研究。