CN110274088A - 一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，属于非开挖管道施工技术领域，包括以下步骤：S1、施工准备；S2、测量放线；S3、基坑开挖，通过挖机开挖出工作井；S4、导向孔施工；S5、扩孔施工，导向完成后开始进行扩孔，在检查井内卸下钻头换装扩孔钻头，开动回拉扩孔，完成扩孔施工形成成孔；S6、管道焊接；S7、反推管道施工，现场制作PE管封套，并通过PE管封套将管头密封，然后在工作井处通过挖掘机沿成孔的轨迹推动管道，直到管头进入检查井内；S8、土方回填。在工作井处通过钻机沿成孔的轨迹推动管道，直到管头进入检查井内；无需在检查井处设置大面积的施工围挡，防止影响道路正常通行。
Description
技术领域
本发明涉及非开挖管道施工技术领域，特别涉及一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法。
背景技术
非开挖管道安装技术，顾名思义，就是利用专用施工技术和专用机械设备，在不影响任何交通（公路、铁路、街道）和设施运行（如河流、污水管线等）的状态下，将工程设计在需要跨越地段的管道、电缆、电线安装敷设在地下。非开挖管道安装技术按施工工艺分为数种，定向钻机拖拉管施工法是一种较好的施工方法。
其施工工艺流程为：钻孔布置—轨迹设计—轨迹标定—钻机就位—导向钻进—回扩—回拖铺管。即在不开挖地表的情况下，用导向钻凿技术，将一无线电发射器（探头）置于钻头盒内，导向钻进过程中，地面接收仪随时显示钻头的深度、倾角、温度等参数。施工人员在地面导航仪引导下，从起点向终点钻一个与设计轨迹尽量吻合的导向孔，然后用合适的钻头回扩成与拟铺管线尺寸相匹配的通道，再利用定向钻机把管线拖入孔中，完成铺设任务。
但是，随着我国经济飞速发展，新建市政管道的需求量也越来越大，管道施工所处的地质条件趋于复杂，有时检查井处于道路上且距离街道房屋过近，检查井周边不具备回拖的施工范围；且需要在检查井周围设置较大范围的施工围栏，影响道路正常通行，存在一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，具有防止影响道路正常通行，便于施工的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备；
S2、测量放线；
S3、基坑开挖，通过挖机开挖出工作井；
S4、导向孔施工，根据设计的导向孔轨迹通过钻机钻设出导向孔，钻头到达出口检查井内后，钻进工作完成；
S5、扩孔施工，导向完成后开始进行扩孔，在接收端处即检查井内卸下钻头换装扩孔钻头，开动回拉扩孔，完成扩孔施工形成成孔；
S6、管道焊接，通过热熔法将PE管连接成与成孔长度相当的管道；
S7、反推管道施工，现场制作PE管封套，并通过PE管封套将管头密封，然后在工作井处通过挖掘机沿成孔的轨迹推动管道，直到管头进入检查井内；
S8、土方回填。
实施上述技术方案，通过挖机开挖出工作井，然后根据设计的导向孔轨迹通过钻机钻设出导向孔，钻头到达出口检查井内后，钻进工作完成；导向完成后开始进行扩孔，在接收端处即检查井内卸下钻头换装扩孔钻头，开动回拉扩孔，完成扩孔施工形成成孔。然后现场制作PE管封套，并通过PE管封套将管头密封，然后在工作井处通过钻机沿成孔的轨迹推动管道，直到管头进入检查井内；最后回填土方，即完成施工，施工方便；相对于拖拉管施工，无需在检查井处设置大面积的施工围挡，防止影响道路正常通行。
本发明进一步设置为：S4中，钻进前依据设计的图纸要求的管道内底标高和相应的原地面标高先计算出钻杆应达到的深度来确定定向钻孔轨迹，定向钻孔轨迹包括斜直线段、曲线段和水平直线段，其中入土角不超过15°，出土角垂直于检查井的井室。
实施上述技术方案，入土角不超过15°，以便于钻杆以及管道能够顺利进入，提高施工效率。
本发明进一步设置为：S2中，平面控制及放线，依据现有边线，通过勘测方提供的控制点引测定位点；首先对施工现场内各控制桩加以保护，并把各控制点引测至现场外加以保护，以便竖向引测放线；同时要做闭合校核，算好高程与设计拉管流水面的关系。
实施上述技术方案，对施工现场内各控制桩加以保护，可保证施工各阶段控制点网，坐标及高程的准确，便于竖向引测放线。
本发明进一步设置为：高程控制根据勘测方提供的水准点引测施工现场的高程控制点，根据实际情况，在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护，高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法，以保持精度。
实施上述技术方案，高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法，提高测量精度。
本发明进一步设置为：S3中，开坑前要认真调查了解地上地下障碍物，以便开坑时采取妥善加固保护措施，施工时用水准仪测量控制，在开挖过程中遵循“分层开挖、严禁超挖”的施工原则，并在开挖过程中时刻注意开挖边坡的稳定情况，及时消除安全隐患，保证基坑施工安全。
实施上述技术方案，本工程工作坑开挖内尺寸为2mx1.5m，开挖的深度依据管道高程、所用扩孔钻机尺寸等计算确定为1.5m，分层开挖、严禁超挖，有效地消除安全隐患，保证基坑施工安全。
本发明进一步设置为：在S4中，钻孔时采用聚烯烃钻进液。
实施上述技术方案，聚烯烃钻进液具有冷却钻头、润滑钻具，更重要的是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，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力；残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
本发明进一步设置为：钻孔机安装在工作井旁边，管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定，钻杆中心与管道轴线应一致；确定拉管机方位后，应固定好钻孔机；根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置，确定钻杆造斜度，入土角应不超过15°；导向前应在浅层地下管线前面开探槽，以免对地下管线造成破坏。
实施上述技术方案，钻杆中心与管道轴线应一致，以提高钻进精度，而在浅层地下管线前面开探槽，可避免对地下管线造成破坏。
本发明进一步设置为：导向孔钻进时钻具头部安装略大于钻杆外径尺寸4cm的矛式钻头，对正既定孔位，检测对中误差达到规范要求，开动钻机钻进导向孔；钻进时，当地层含水较大地层为砂层或粉质砂粘土，应不注水钻进，当地层较硬或无地下水时，则应提高注水压力。
实施上述技术方案，注水主要是起润滑和冷却钻具，减少钻进阻力作用，根据钻进阻力大小，随时调节进水量，避免注水量过多或过少，提高施工效率。
本发明进一步设置为：扩孔时要匀速回拉，注水机要连续注钻液水，通过钻具搅拌孔内泥土造泥浆。
实施上述技术方案，通过钻具搅拌孔内泥土造泥浆，用以保护成孔孔壁，同时起到润滑作用。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
在工作井处通过钻机沿成孔的轨迹推动管道，直到管头进入检查井内，施工方便；相对于拖拉管施工，无需在检查井处设置大面积的施工围挡，防止影响道路正常通行；另外，适用于检查井周边不具备回拖的施工范围的工况下，采用本申请的施工方法。
附图说明
图1是本发明的施工示意图；
图2是本发明PE管封套的示意图。
附图标记：1、工作井；2、成孔；3、检查井；4、PE管封套；41、圆柱部；42、圆锥部；43、耳板；431、穿孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，包括以下步骤：S1、施工准备；本申请的管道采用PE管，进场的PE管材的各种参数必须满足设计要求，管材进场后将管材供应厂家的资质和管材的出厂合格证及厂家检测报告向项目监理部报审并及时送检，经项目监理部审批同意后才能用于本工程。管材的外观颜色应一致，内壁光滑平整无毛刺、无划伤等缺陷。设备准备，包括钻机、注水机和挖机。
S2、测量放线；钻进前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先计算出钻杆应达到的深度来确定定向孔轨迹。定向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）组成。其中入土角不超过15°，出土角垂直于检查井3。
平面控制及放线，依据现有边线，通过勘测方提供的控制点引测本工程的定位点，为保证施工各阶段控制点网，坐标及高程的准确，首先对施工现场内各控制桩加以保护。并把各控制点引测至现场外加以保护，以便竖向引测放线。同时要做闭合校核，算好高程与设计拉管流水面的关系。
高程控制：高程控制根据勘测方提供的水准点引测施工现场的高程控制点。根据本工程的实际情况，在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护。高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法，保持精度。
S3、基坑开挖，通过挖机开挖出工作井1。开坑前要认真调查了解地上地下障碍物，以便开坑时采取妥善加固保护措施。本申请工作井1开挖内尺寸为2mx1.5m，开挖的深度依据管道高程、所用扩孔钻机尺寸等计算确定为1.5m，施工时用水准仪测量控制。在开挖过程中遵循“分层开挖、严禁超挖”的施工原则，并在开挖过程中时刻注意开挖边坡的稳定情况，及时消除安全隐患，保证基坑施工安全。
S4、导向孔施工，根据设计的导向孔轨迹通过钻机钻设出导向孔，钻头到达出口检查井3内后，钻进工作完成。
钻孔机安装在工作井1旁边，管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定，钻杆中心与管道轴线应一致。确定拉管机方位后，应固定好钻孔机。根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置，确定钻杆造斜度，入土角应不超过15°。钻机安装好后，应试运转并检测运转后的机座轴线及坡度是否有变化，检查钻机的稳固性和固定程度。钻机的安装质量和稳固性的好坏是成孔2质量好坏的关键，因此必须认真细致的反复进行，直至符合要求后方可进入下道工序。导向前应在浅层地下管线前面开探槽，以免对地下管线造成破坏。
导向孔钻进时钻具头部安装略大于钻杆外径尺寸4cm的矛式钻头，对正既定孔位，检测对中误差达到规范要求，开动钻机钻进导向孔。钻进时推进要持力均匀，匀速前进。根据给进阻力的大小，判定地层内是否有硬物或土层的变化，以确定注水机给水压力和给水量。钻进时，当地层含水较大地层为砂层或粉质砂粘土，应不注水钻进，当地层较硬或无地下水时，则应提高注水压力。注水主要是起润滑和冷却钻具，减少钻进阻力作用。
导向完成后根据导穿在检查井3内的小洞进行开孔，开孔前先由专业人员进行水下上下游管头封堵并埋设临时导流管，保证原有管线水流的畅通。
S5、扩孔施工，导向完成后开始进行扩孔，在接收端处即检查井3内卸下钻头换装扩孔钻头，开动回拉扩孔，完成扩孔施工形成成孔2。
扩孔时要匀速回拉，注水机要连续注钻液水，通过钻具搅拌孔内泥土造泥浆，用以保护成孔2孔壁，同时起到润滑作用。在每级扩孔过程中，为防止扩孔跑偏轨迹，采用回拖扩孔。扩孔时为保证管道可以顺利回拖，要使钻孔直径达到管径的1.3倍以上，并用泥浆护壁，防止钻孔坍塌，保证土体对管壁无损坏。本段采用了两次扩孔，第一次是ф550的扩孔器，第二次是ф650的扩孔器。
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2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。
S6、管道焊接，通过热熔法将PE管连接成与成孔2长度相当的管道。
对口：将管材或管件放入夹具内夹牢，用刷子和棉布块将管口的氧化层、油污、尘埃清除干净。将两管端的接口对正，对口间隙不得超过0.5mm，用卡尺检查两对口的端面是否平行，必须保证两连接管接口时的两个端面完全重合，不得有缝隙。同时要调整好对口的两连接管间的同心度，其误差应小于管壁厚的10%，对口达到要求后，将夹具夹紧。
加热接口：用热平板模加热两个管口，将加热温度及加热压力调至需要位置。聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200～240℃，一般确定为210±10℃。经加热后的两个管口熔化，当加热至熔融状态即完成了吸热过程。热熔连接加热时间和加热温度应符合热熔连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定。
冷却接口：接口完成后，在卡具上应稳住对口，让其自然冷却，其时间确定为1.15～1.33×壁厚（mm）分钟，再进行另一端对口的组对和熔热接口。打开夹具后卸除卡具，对熔融接合口的外观进行检查，对口热熔环向高度、宽度成形应均匀、美观、其高度、宽度应适宜，大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹。
S7、反推管道施工，现场制作PE管封套4， 并通过PE管封套4将管头密封，然后在工作井1处通过挖掘机沿成孔2的轨迹推动管道，直到管头进入检查井3内；
S8、土方回填。
其中，S4、导向孔施工时，本申请采用聚烯烃钻进液。钻液的好与坏对于拉管施工的成败起到了关键的作用。钻液具有冷却钻头、润滑钻具，更重要的是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，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
另外，如图2所示，S7中，PE管封套4采用钢材制成，PE管封套4包括圆柱部41和圆锥部42，圆柱部41套设在管道的管头处，并通过钢钉固定在管道上，圆锥部42远离管道的一端固定设置有耳板43，耳板43上开设有穿孔431。在反推管道施工时，若有特殊情况，管道不能顺利推进，为避免影响施工进度，可将拉绳穿过穿孔431并与耳板43固定连接后，通过拉绳拉动管道前进，完成管道施工。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、施工准备；
S2、测量放线；
S3、基坑开挖，通过挖机开挖出工作井(1)；
S4、导向孔施工，根据设计的导向孔轨迹通过钻机钻设出导向孔，钻头到达出口检查井(3)内后，钻进工作完成；
S5、扩孔施工，导向完成后开始进行扩孔，在接收端处即检查井(3)内卸下钻头换装扩孔钻头，开动回拉扩孔，完成扩孔施工形成成孔(2)；
S6、管道焊接，通过热熔法将PE管连接成与成孔(2)长度相当的管道；
S7、反推管道施工，现场制作PE管封套(4)，并通过PE管封套(4)将管头密封，然后在工作井(1)处通过挖掘机沿成孔(2)的轨迹推动管道，直到管头进入检查井(3)内；
S8、土方回填。
2.根据权利要求1所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：S4中，钻进前依据设计的图纸要求的管道内底标高和相应的原地面标高先计算出钻杆应达到的深度来确定定向钻孔轨迹，定向钻孔轨迹包括斜直线段、曲线段和水平直线段，其中入土角不超过15°，出土角垂直于检查井(3)的井室。
3.根据权利要求1所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：S2中，平面控制及放线，依据现有边线，通过勘测方提供的控制点引测定位点；首先对施工现场内各控制桩加以保护，并把各控制点引测至现场外加以保护，以便竖向引测放线；同时要做闭合校核，算好高程与设计拉管流水面的关系。
4.根据权利要求3所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：高程控制根据勘测方提供的水准点引测施工现场的高程控制点，根据实际情况，在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护，高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法，以保持精度。
5.根据权利要求1所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：S3中，开坑前要认真调查了解地上地下障碍物，以便开坑时采取妥善加固保护措施，施工时用水准仪测量控制，在开挖过程中遵循“分层开挖、严禁超挖”的施工原则，并在开挖过程中时刻注意开挖边坡的稳定情况，及时消除安全隐患，保证基坑施工安全。
6.根据权利要求1所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：在S4中，钻孔时采用聚烯烃钻进液。
7.根据权利要求1所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：钻孔机安装在工作井(1)旁边，管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定，钻杆中心与管道轴线应一致；确定拉管机方位后，应固定好钻孔机；根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置，确定钻杆造斜度，入土角应不超过15°；导向前应在浅层地下管线前面开探槽，以免对地下管线造成破坏。
8.根据权利要求1所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：导向孔钻进时钻具头部安装略大于钻杆外径尺寸4cm的矛式钻头，对正既定孔位，检测对中误差达到规范要求，开动钻机钻进导向孔；钻进时，当地层含水较大地层为砂层或粉质砂粘土，应不注水钻进，当地层较硬或无地下水时，则应提高注水压力。
9.根据权利要求1所述的一种道路施工非开挖式检查井管道施工方法，其特征在于：扩孔时要匀速回拉，注水机要连续注钻液水，通过钻具搅拌孔内泥土造泥浆。
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