CN111236390A - 一种拉顶管非开挖施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种拉顶管非开挖施工方法，属于市政工程技术领域。所述开挖工作井和方向井的步骤依次包括如下工序：开挖基坑、井室垫层浇筑、绑扎井室基础的钢筋、安装井室基础模板、浇筑井室基础混凝土、绑扎井室墙身钢筋、安装井室墙身模板及浇筑井室墙身混凝土。所述钻机定位和钻机控向测量仪安装的步骤包括如下工序：钻机就位安装以及钻机控向测量仪安装，所述钻机的就位安装必须必须停放于安全可靠的地方，同时钻机的操作平台须平整稳固安全；钻机控向测量仪安装是先在方向井墙壁处开中心位小洞，然后依靠钻机的导向杆在土体中钻导向孔，当导向孔钻进完成，导向杆钻进到达指定位置后，对导向杆的标高进行复测。
Description
技术领域
本发明属于市政工程技术领域，具体涉及一种拉顶管非开挖施工方法。
背景技术
随着城市的发展，对城市排水管网进行建设及改造，是水污染防治的基础，同时也是消除河道黑臭实现流域水质稳定达标的关键。
由于排水管网的改造多处于小区内，接驳点又处于市政道路上，施工场地工作面十分有限，受制因素又多，而此类民生工程对于工期问题一般又比较紧张。在部分无法开挖、顶管、拖管的位置，如何高效施工又保证施工质量，总结粗可选合理的施工技术，已刻不容缓。在场地狭窄、影响交通、紧邻建筑、地下电缆、燃气、通讯管线复杂等施工中，为了减少环境因素对施工产生的影响，一般采取非开挖施工。在给排水管道工程中，常用的非开挖施工方法有大口径顶管施工、小口径螺旋二次顶管和水平定向钻等工艺。
大口径顶管一般适用于D800管径以上，也有一些小型机头，可以用于D600管道。大顶管工艺较为成熟，但不适用于小口径管道的施工，对施工场地也有较高的要求。
小口径螺旋二次顶管可以应用于D300～D600污水管道施工，但是工艺不成熟、难以控制出土量、施工效率低、顶进距离短。两种工艺均具有明显的缺点，管道是多节短管承插连接，整体性差，顶管遇见障碍物时必须开天窗处理，容易产生对交通、环境产生不良的影响。
水平定向钻施工工艺在给水、电力等非重力流管道铺设中使用较多，由于传统定向钻工艺标高控制不准，在排水工程中一般仅用于过路、过河等位置，在排水管网中使用较少。但是水平定向钻工艺优点是施工所需空间小、施工快速，施工操作都在地面以上，遇见障碍物时可以在地面操作处理，而且所使用的管材一般为PE实壁管，管道密封性好，整体性强，又具有柔性。但这种传统定向钻工艺具有标高控制不准、两边需要造斜空间、造斜及环隙段需要注浆等缺点。
目前国内对城市污水管道的施工技术，如拉管施工、顶管施工和拉顶管施工技术等已有一定报道。文献“龙秋亮.城市管道顶拉管施工技术研究[1].湖南交通科技，2018,44(3):221-224.DOI:10.3969/j.issn.1008-844X.2018.03.059”阐述了一种城市管道顶拉管施工技术，通过采取拉顶工艺、自密封螺旋接口短管等技术，将传统双端工作面穿管的方式优化为单端工作面穿管，解决了工作面不足的问题，采用的是单端工作面穿管，但是该种施工工艺存在方向及高程控制相对不精确的缺点。文献“辛本彬，何秀丽.软土中铺设中大管径钢筋混凝土排水管的顶拉结合技术[J].上海建设科技，2014,(2):13-15.DOI:10.3969/j.issn.1005--6637.2014.02.005”提出一种软土中铺设中大管径钢筋混凝土排水管的顶拉结合技术，由顶管千斤顶提供管段顶进的推动力，克服了顶管工艺难以在软土中控制顶进方内和拉管工艺不能拖拉混凝土管段的缺点，其适用于软土工艺并以千斤顶为主要动力，该种施工工艺主要适用于软土地区，在普通的土质中应用较为困难。文献“蒲海林.浅谈地下管道导向钻进反向扩孔拉管施工技术[J]，城市建设理论研究(电子版)，2015,5(31):2655.DOI:10.3969/j.issn.2095-2104,2015.31.840”阐述了地下管道导向钻进反向扩孔拉管施工工艺，利用地表放置的钻机，沿管线设计轨迹钻成一个先导孔，然后回拉扩孔，将孔径扩大到铺管要求口径，并将管线拉入实现不开挖铺管，其施工以回拉为主，对土体的扰动较大。
本发明的创新之处在于以定向钻机作为拉、顶动力源，占用施工场地小，地面机器位置可灵活摆放，只借道不扩孔，对地层破坏可忽略不计；配合自密封承插接口短管，采用拉、顶工艺，在末端井下安装管节，利用钻杆穿过管道中心，在管道尾端拉顶管道；单段施工距离短，两井人为第二次约束，成品管道质量好；管材为柔性材质，自密封接头(其自密封倒扣环为锯齿形共七级)，自锁死，无须用电，无须热熔焊接，防渗防震；回扩拉顶施工为平行推进，无拉伸变形，压力自平衡，整个工艺无径向变形之外力，能确保成品管道的设计使用寿命。
与现有技术相比，本发明在施工中具有成本较低，管道自连接，较为节能；同时管道的密闭性好，能够保证不渗露，不污染；施工区域占地小，在社区施工中不扰民。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于管道施工，地质适应广、障碍处理能力强、次生灾害小且标高控制准的拉顶管非开挖施工方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种拉顶管非开挖施工方法，包括如下施工步骤：
管线勘查→开挖工作井和方向井→管道轴线测量放样→钻机定位和钻机控向测量仪安装→试钻→导向孔钻进和回拖→管材分节下井→拉顶管材铺设→管道贯通。
进一步：
所述开挖工作井和方向井的步骤依次包括如下工序：开挖基坑、井室垫层浇筑、绑扎井室基础的钢筋、安装井室基础模板、浇筑井室基础混凝土、绑扎井室墙身钢筋、安装井室墙身模板及浇筑井室墙身混凝土。
所述钻机定位和钻机控向测量仪安装的步骤包括如下工序：钻机(即铺管钻机)就位安装以及钻机控向测量仪安装，所述钻机的就位安装必须必须停放于安全可靠的地方，同时钻机的操作平台须平整稳固安全；钻机控向测量仪安装是先在方向井墙壁处开中心位小洞，然后依靠钻机的导向杆在土体中钻导向孔，当导向孔钻进完成，导向杆钻进到达指定位置后，对导向杆的标高进行复测。
所述导向孔钻进和回拖的步骤中，当导向孔完成后，在导向杆上安装扩孔钻头，对导向孔进行扩孔处理，扩孔过程中需配用泥浆，泥浆对孔道起到护壁及对导向杆润滑的作用。
所述拉顶管材铺设的步骤包括如下工序：当工作井开挖好后在工作井内放置顶推机，吊放管材，让管材一端与一钢管连接，该钢管通过专用机头连接于钻机的导向杆上，管材另一端通过钢垫片与顶推机相接触，顶推机往前顶推管材，钻机往前回拉管材，边顶边拉，顶进一节安装一节，反复操作，直至管材拉顶到挖好的方向井内，卸下与管材连接的钢管并密封好该段井口，从而将完成的方向井改造成检查井，做好水密性处理，再继续下一段施工。
在所述拉顶管材步骤结束后最好需进行泥浆置换，即在管道外壁的土体中开设小孔，在小孔上布设注浆管道，通过注浆管道将配置好的化学浆液将管道内的泥浆置换出来，提高土体(原状未开挖的土壤)的强度，防止道路发生沉降，注浆结束后需对注浆孔进行封堵处理；所述化学浆液为水泥、粉煤灰或其他矿物掺合料与水按比例混合而成的浆液。通过注浆管道将配置好的化学浆液将井内的泥浆置换出来，提高土体的强度，防止道路发生沉降，注浆结束后需对注浆孔进行封堵处理。
附图说明
图1为本发明所述拉顶管非开挖施工方法的流程示意框图。
图2为本发明所述拉顶管非开挖施工方法的施工示意图。
附图中各编号表示：1钻机(铺管钻机)；2导向管；3专用机头；4钢管；5管材；6工作井；7钢垫片；8顶推机；9土体；10方向井(检查井)。
具体实施例
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1和2,一种拉顶管非开挖施工方法，包括如下施工步骤：
管线勘查→开挖工作井和方向井→管道轴线测量放样→钻机定位和钻机控向测量仪安装→试钻→导向孔钻进和回拖→管材分节下井→拉顶管材铺设→管道贯通。
所述开挖工作井6和方向井10的步骤依次包括如下工序：开挖基坑、井室垫层浇筑、绑扎井室基础的钢筋、安装井室基础模板、浇筑井室基础混凝土、绑扎井室墙身钢筋、安装井室墙身模板及浇筑井室墙身混凝土。
所述钻机定位和钻机控向测量仪安装的步骤包括如下工序：钻机1(即铺管钻机)就位安装以及钻机控向测量仪安装，所述钻机1的就位安装必须必须停放于安全可靠的地方，同时钻机1的操作平台须平整稳固安全；钻机控向测量仪安装是先在方向井10墙壁处开中心位小洞8，然后依靠钻机的导向杆2在土体9中钻导向孔，当导向孔钻进完成，导向杆2钻进到达指定位置后，对导向杆2的标高进行复测。
所述导向孔钻进和回拖的步骤中，当导向孔完成后，在导向杆2上安装扩孔钻头，对导向孔进行扩孔处理，扩孔过程中需配用泥浆，泥浆对孔道起到护壁及对导向杆润滑的作用。
所述拉顶管材铺设的步骤包括如下工序：当工作井10开挖好后在工作井10内放置顶推机8，吊放管材，让管材一端与一钢管4连接，该钢管4通过专用机头3连接于钻机1的导向杆2上，管材另一端通过钢垫片7(由5-7mm的钢板制作而成)与顶推机8相接触，顶推机8往前顶推管材5，钻机1往前回拉管材5，边顶边拉，顶进一节安装一节，反复操作，直至管材5拉顶到挖好的方向井10内，卸下与管材5连接的钢管3并密封好该段井口，从而将完成的方向井10改造成检查井10，做好水密性处理，再继续下一段施工。
在所述拉顶管材步骤结束后需进行泥浆置换，即在管道外壁的土体中开设小孔，在小孔上布设注浆管道，通过注浆管道将配置好的化学浆液将管道内的泥浆置换出来，提高土体(原状未开挖的土壤)的强度，防止道路发生沉降，注浆结束后需对注浆孔进行封堵处理；所述化学浆液为水泥、粉煤灰或其他矿物掺合料与水按比例混合而成的浆液。通过注浆管道将配置好的化学浆液将井内的泥浆置换出来，提高土体的强度，防止道路发生沉降，注浆结束后需对注浆孔进行封堵处理。在井室外设置泥浆回收池，且设置搅拌桶用以拌合化学浆液。
Claims (6)
1.一种拉顶管非开挖施工方法，其特征在于,包括如下施工步骤：
管线勘查→开挖工作井和方向井→管道轴线测量放样→钻机定位和钻机控向测量仪安装→试钻→导向孔钻进和回拖→管材分节下井→拉顶管材铺设→管道贯通。
2.根据权利要求1所述一种拉顶管非开挖施工方法，其特征在于,开挖工作井和方向井的施工步骤依次包括如下工序：开挖基坑、井室垫层浇筑、绑扎井室基础的钢筋、安装井室基础模板、浇筑井室基础混凝土、绑扎井室墙身钢筋、安装井室墙身模板及浇筑井室墙身混凝土。
3.根据权利要求1所述一种拉顶管非开挖施工方法，其特征在于,钻机定位和钻机控向测量仪安装的施工步骤包括如下工序：钻机(即铺管钻机)就位安装以及钻机控向测量仪安装，钻机的就位安装必须停放于安全可靠的地方，同时铺管钻机的操作平台须平整稳固安全；钻机控向测量仪的安装是先在方向井墙壁处开中心位小洞，然后依靠钻机的导向杆在土体中钻导向孔，当导向孔钻进完成，导向杆钻进到达指定位置后，对导向杆的标高进行复测。
4.根据权利要求3所述一种拉顶管非开挖施工方法，其特征在于,在导向孔完成后，在导向杆上安装扩孔钻头，对导向孔进行扩孔处理，扩孔过程中需配用泥浆，泥浆用于对孔道护壁及对导向杆润滑。
5.根据权利要求1所述一种拉顶管非开挖施工方法，其特征在于，所述拉顶管材铺设的施工步骤具体如下：工作井开挖好后在工作井内放置顶推机，吊放管材，让管材一端与一钢管连接，该钢管通过专用机头连接于钻机的导向杆上，管材另一端通过钢垫片与顶推机相接触，顶推机往前顶推管材，钻机往前回拉管材，边顶边拉，顶进一节安装一节，反复操作，直至管材拉顶到挖好的方向井内，卸下与管材连接的钢管并密封好该段井口，从而将完成的方向井改造成检查井，做好水密性处理，再继续下一段施工。
6.根据权利要求5所述一种拉顶管非开挖施工方法，其特征在于，在拉顶管材步骤结束后进行泥浆置换，具体如下：在管道外壁的土体中开设小孔，在小孔上布设注浆管道，通过注浆管道将配置好的化学浆液将管道内的泥浆置换出来，注浆结束后需对注浆孔进行封堵处理；所述化学浆液为水泥、粉煤灰或其他矿物掺合料与水混合而成的浆液。
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