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【摘 要】 随着城市的发展，市政污水排放的问题也日益突出。在重新布设管线时，有些建好不久的市政道路路面进行破路面开挖实施管道敷设，造成交通拥挤、影响美观同时造成市民的不解等问题。本文结合海州开发区污水管网工程拖管施工的实际应用情况，对非开挖拖管施工工艺在污水管施工中的技术特点、注意事项进行了分析，以更好地发挥非开挖拖管技术在市政给排水管道的铺设、维修中的作用。
【关键词】 拖管；管材；导向孔；应用
1 工程概况
海州开发区作为连云港市一个重要的工业园区，也是污水综合整治的一个重点区域。本次拟建污水管线位于道路北侧绿化带下，距离道路中心线7m。由于道路绿化以及建成，为保护现状绿化减少移栽，除经二路外施工方式均采用拖管施工。
2 现场踏勘
2.1了解施工场地地面建筑物的功能、基础类型、规格尺寸、区域环境和植被及地形变化；交通状况，施工进退场道路；了解水域覆盖面积、深度变化；查看高空及地表有无强磁场干扰及通过地面窨井，查找可能存在的干扰源等。
2.2既有地下管线探测，宜遵循下列程序：搜集资料→现场踏勘（确定探测方法）→实地调查（仪器探察、人工探察）→地下管线图绘制→报告书编写→成果验收。
3 施工流程
施工准备→测量放线→施工现场布置→设备进场→设备调试→试钻→钻导向孔→分级预扩孔→管道回拖铺设→设备撤场→完成牵引管→恢复地貌→竣工验收。在施工过程中根据要在拖管之前进行管材焊接。
4 管材选择
4.1本工程管材拖管段选用PE100管，要求符合国家标准《供水用聚乙烯PE管材》（GBT13663-2000），内压1.0MPa，热熔粘接。开挖段选用HDPE塑钢缠绕管，管材须符合《聚乙烯塑钢缠绕排水管管道工程技术规程》（CECS248：2008）和《聚乙烯塑钢缠绕排水管》（CJ/T270-2007），连接采用卡箍式弹性连接。
5 管道焊接
5.1焊接准备主要是检查焊接机状况是否满足工作要求。如检查机具各个部位的紧固件有无脱落或松动；检查整机电器线路连接是否正确、可靠；检查液压箱内液压油是否充足；确认电源与机具输入要求相匹配；加热板是否符合要求（涂层是否损伤）；铣刀和油泵开关等的试运行等。
5.2焊接应按照焊接工艺卡各项参数进行操作。必要时，应根据天气，环境温度等变化对其做适当调整。
5.3铣削装置、加热板、液压系统的电源必须是380V的交流电。
5.4加热板上装有两指示灯（绿色与红色），绿灯用于指示通电状态，红灯用于指示温度状态，红灯不亮表明设定温度未到，红灯亮或闪烁表明加热板处于保温状态。加热板由通电到保温状态，大约需要20分钟，达到设定温度后，应等10分钟后再进行焊接，以使加热板的整个面温度更加均匀。
5.5安装管材时，两管材端面间应留出足够的距离以便安装铣刀。闭合夹具，两端面应有效接触，此时液压缸应尚未达到最大行程，以保证正确的焊接工艺要求。（若是D100～D200的管材，直接用机架夹紧）
5.6铣削完毕，应首先降低压力，然后打开夹具，最后铣刀停转，以达到最佳的铣削效果。从机架上取下铣刀与加热板时，注意不要碰伤管材端面。
5.7焊接过程中，（压力的变化见表）拖动压力P是液压系统克服最大静摩擦力后能拖动管材与可动夹具所需的最小压力。焊接过程中，要将拖动压力叠加到各个压力参数中去，所以，正确的焊接压力为拖动压力和表中压力总和。
5.8焊接过程中，要保持管材端面与加热板的表面的清洁。铣削后管材端面不能用手触摸。只有保证了管材端面的清洁和加热板表面的洁净，熔接后才能得到合格的焊口。闭合夹具，使管材保持接触，但不要让管材发生撞击或是错位。
6 测量放线
6.1根据钻机中心线与入土点、出土点成一条直线的原则，按施工布置图和穿越轴线将钻机及附属配套设备安放在预定位置，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
7 工作坑
7.1根据场地条件、管线类型、管径、材质、埋深、地质条件、既有地下管线分布情况及定向钻施工的设计参数确定工作坑的形状、大小和深度。本工程工作坑开挖尺寸为长2.5m宽为2m深为1.5m。工作坑开挖必须符合设计图纸的要求。
8 泥浆的配备及利用
非开挖工程中泥浆的使用尤为重要，泥浆的主要作用包括排除钻屑、保护孔壁、堵漏、平衡地层压力、冷确钻头、润滑钻具与孔壁、软化硬岩土和进行导向水射流等。施工用水以就近原则，在现场设立泥浆用水的集水罐车，加入适量的苏打粉进行漂白、沉淀使施工用水达到泥浆用水的水质规范。为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，在用量不能改变的情况下，我们采取增加泥浆的储存的数量。
为了维持孔壁的稳定，提高泥浆携带能力通常加入化学添加剂来改善泥浆的流变特性，使之能适用于不同的地层情况。泥浆添加剂有：磺化沥青（降滤失）、水解聚丙烯酰胺（提粘、护壁）、防塌降滤失剂、CMC和润滑剂。
9 导向孔
导向孔根据设计曲线钻进。施工过程中，谨慎处理控向数据，并适当控制钻进速度，保证导向孔光滑。穿越施工钻导向孔是一关键工序。根据设计曲线钻导向孔，并根据穿越距离长短确定每根钻杆的折角，实时跟踪测量，并做好记录，在穿越曲线上每隔4.5m左右设数据控制点，每钻进1m记录钻头位置参数，以此控制导向孔的钻进。采用手提步履式导向仪钻孔轨迹测量方法的现场记录，并按记录绘制钻孔轨迹剖面图。在进行导向孔钻机时，应严格控制钻孔方向，保证钻孔曲线与设计穿越曲线吻合。导向孔相邻两测量点之间轨迹偏离误差不得大于终孔孔径，发现偏离误差应及时纠偏。
10 预扩孔
导向孔完成后，必须扩大至适合成品管敷设的直径，一般情况下，擴孔器是在钻机对面的钻头出土处连接在钻杆上，再回拉进入导向孔，随着扩孔器的回扩，要在其后不断的加接钻杆。根据导向孔与适合成品管铺设的直径差异大小和地层情况，扩孔可一次或多次进行，扩孔前要作好泥浆循环系统的准备工作，扩孔时要边扩孔边打入泥浆。 11 管线回拖
进行管线的回拖，采用专门的回拖器。回拖时应将扩孔器接在钻杆上，然后再通过单动接头连接在管子的拉头上，单动接头可防止管线跟着扩孔器回转，从而保证其能够平滑的回拖进钻孔中。推拉力不能大于1500Kpa，回扩时均缓地进行，不能用过大力拉。回拖时应适当增加润滑剂的用量以减少阻力。进口添加剂在维护孔壁、减少阻力方面作用较明显。
12 施工技术要点
12.1导向孔钻进时钻机必须先进行试运行，确定各部分运转正常后方可钻进。第一根钻杆入土钻进时，应采取轻压慢转的方式，稳定钻进导入位置和保证入土角；其直线长度控制在20m左右。钻孔时应匀速钻进，并严格控制钻进给进力和钻进方向。保持钻头正确姿态，发生偏差应及时纠正，且采用小角度逐步纠偏；钻孔的轨迹偏差不得大于终孔直径，超出误差允许范围宜退回进行纠偏。
12.2扩孔时从出土点向入土点回扩，扩孔器与钻杆连接应牢固。根据管径、管道曲率半径、地层条件、扩孔器类型确定一次或多次扩孔严格控制回拉力、转速、泥浆流量等技术参数，确保成孔稳定和线形要求，无坍塌、缩孔等现象。扩孔孔径达到终孔要求后应及时进行回拖管道施工。
12.3泥浆配置时导向钻进、扩孔及回拖时，及时向孔内注入泥浆。泥浆应在专用的搅拌装置中配置，并通过泥浆循环池使用，剩余泥浆应妥善处置。浆的压力和流量应按施工步骤分别进行控制。
12.4管线回拖时从出土点向入土点回拖。回拖管段的质量、拖拉装置安装及其与管段连接等经检验合格后，方可经行拖管。严格控制钻机回拖力、扭矩、泥浆流量、回拖速率。
12.5管道贯通后检查露出管节的外观，管节外防腐层的损伤情况。工作井洞口与管外壁之间进行封闭、防渗处理。定向钻管道轴向伸长量经较测应符合管材性能要求，并应等待24h后方能与已敷设的上下游管道连接。
12.6污水管道接口施工完毕后必须做闭水试验，试验合格后方能覆土，且接口闭水前不允许用水泥砂浆或其他材料勾缝。
13 安全施工
13.1上岗前对生产人员的安全培训是确保安全施工的关键。通过培训使他们树立对自己、对他人、对财产进行保护的责任，进而建立一个安全、健康、文明的施工场所。使大家清楚了解穿越位置（线路）是否靠近危险设施、高空电线及地下状况等；可能产生严重烧伤和触电现象；有无可能引起中毒、易燃、易爆的气体存在及其他危险源。
13.2人员穿越道路时应遵守交通规则，减少对道路干扰的同时，注意自身的安全。特别在导向孔施工时，手提式仪器操作人员，应有专人监控并在其周围有安全保护，如警示牌保护等措施。
13.3施工人员不应穿过于宽松的衣、裤、鞋、帽、手套，以免被机器卷入或牵绊；上岗必须佩戴安全帽。
13.4用对讲机或其他通信工具联系时，必须信号清晰，有反馈程序，不得随意判定信号内容，就开始操作。
13.5由于受地形、地貌等因素制约，钻机设备必须放置在边坡上施工，应做好钻机锚固。施工过程应随着观察钻机设备有否产生位移现象。雨天施工除做好防雷电工作外，施工通道应有防滑措施。
14 结束语
随着社会的快速发展，以及城市化进程的推进，原有的开挖式地下管道施工方式受到限制。水平定向钻工程可以避免开挖，缩短施工工期，施工安全且節约成本。有利于保护环境，不影响河流的正常通航、车辆的通行和地表构筑物，对道路、树木、水中生物以及河堤都毫无影响。
【关键词】 拖管；管材；导向孔；应用
1 工程概况
海州开发区作为连云港市一个重要的工业园区，也是污水综合整治的一个重点区域。本次拟建污水管线位于道路北侧绿化带下，距离道路中心线7m。由于道路绿化以及建成，为保护现状绿化减少移栽，除经二路外施工方式均采用拖管施工。
2 现场踏勘
2.1了解施工场地地面建筑物的功能、基础类型、规格尺寸、区域环境和植被及地形变化；交通状况，施工进退场道路；了解水域覆盖面积、深度变化；查看高空及地表有无强磁场干扰及通过地面窨井，查找可能存在的干扰源等。
2.2既有地下管线探测，宜遵循下列程序：搜集资料→现场踏勘（确定探测方法）→实地调查（仪器探察、人工探察）→地下管线图绘制→报告书编写→成果验收。
3 施工流程
施工准备→测量放线→施工现场布置→设备进场→设备调试→试钻→钻导向孔→分级预扩孔→管道回拖铺设→设备撤场→完成牵引管→恢复地貌→竣工验收。在施工过程中根据要在拖管之前进行管材焊接。
4 管材选择
4.1本工程管材拖管段选用PE100管，要求符合国家标准《供水用聚乙烯PE管材》（GBT13663-2000），内压1.0MPa，热熔粘接。开挖段选用HDPE塑钢缠绕管，管材须符合《聚乙烯塑钢缠绕排水管管道工程技术规程》（CECS248：2008）和《聚乙烯塑钢缠绕排水管》（CJ/T270-2007），连接采用卡箍式弹性连接。
5 管道焊接
5.1焊接准备主要是检查焊接机状况是否满足工作要求。如检查机具各个部位的紧固件有无脱落或松动；检查整机电器线路连接是否正确、可靠；检查液压箱内液压油是否充足；确认电源与机具输入要求相匹配；加热板是否符合要求（涂层是否损伤）；铣刀和油泵开关等的试运行等。
5.2焊接应按照焊接工艺卡各项参数进行操作。必要时，应根据天气，环境温度等变化对其做适当调整。
5.3铣削装置、加热板、液压系统的电源必须是380V的交流电。
5.4加热板上装有两指示灯（绿色与红色），绿灯用于指示通电状态，红灯用于指示温度状态，红灯不亮表明设定温度未到，红灯亮或闪烁表明加热板处于保温状态。加热板由通电到保温状态，大约需要20分钟，达到设定温度后，应等10分钟后再进行焊接，以使加热板的整个面温度更加均匀。
5.5安装管材时，两管材端面间应留出足够的距离以便安装铣刀。闭合夹具，两端面应有效接触，此时液压缸应尚未达到最大行程，以保证正确的焊接工艺要求。（若是D100～D200的管材，直接用机架夹紧）
5.6铣削完毕，应首先降低压力，然后打开夹具，最后铣刀停转，以达到最佳的铣削效果。从机架上取下铣刀与加热板时，注意不要碰伤管材端面。
5.7焊接过程中，（压力的变化见表）拖动压力P是液压系统克服最大静摩擦力后能拖动管材与可动夹具所需的最小压力。焊接过程中，要将拖动压力叠加到各个压力参数中去，所以，正确的焊接压力为拖动压力和表中压力总和。
5.8焊接过程中，要保持管材端面与加热板的表面的清洁。铣削后管材端面不能用手触摸。只有保证了管材端面的清洁和加热板表面的洁净，熔接后才能得到合格的焊口。闭合夹具，使管材保持接触，但不要让管材发生撞击或是错位。
6 测量放线
6.1根据钻机中心线与入土点、出土点成一条直线的原则，按施工布置图和穿越轴线将钻机及附属配套设备安放在预定位置，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
7 工作坑
7.1根据场地条件、管线类型、管径、材质、埋深、地质条件、既有地下管线分布情况及定向钻施工的设计参数确定工作坑的形状、大小和深度。本工程工作坑开挖尺寸为长2.5m宽为2m深为1.5m。工作坑开挖必须符合设计图纸的要求。
8 泥浆的配备及利用
非开挖工程中泥浆的使用尤为重要，泥浆的主要作用包括排除钻屑、保护孔壁、堵漏、平衡地层压力、冷确钻头、润滑钻具与孔壁、软化硬岩土和进行导向水射流等。施工用水以就近原则，在现场设立泥浆用水的集水罐车，加入适量的苏打粉进行漂白、沉淀使施工用水达到泥浆用水的水质规范。为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，在用量不能改变的情况下，我们采取增加泥浆的储存的数量。
为了维持孔壁的稳定，提高泥浆携带能力通常加入化学添加剂来改善泥浆的流变特性，使之能适用于不同的地层情况。泥浆添加剂有：磺化沥青（降滤失）、水解聚丙烯酰胺（提粘、护壁）、防塌降滤失剂、CMC和润滑剂。
9 导向孔
导向孔根据设计曲线钻进。施工过程中，谨慎处理控向数据，并适当控制钻进速度，保证导向孔光滑。穿越施工钻导向孔是一关键工序。根据设计曲线钻导向孔，并根据穿越距离长短确定每根钻杆的折角，实时跟踪测量，并做好记录，在穿越曲线上每隔4.5m左右设数据控制点，每钻进1m记录钻头位置参数，以此控制导向孔的钻进。采用手提步履式导向仪钻孔轨迹测量方法的现场记录，并按记录绘制钻孔轨迹剖面图。在进行导向孔钻机时，应严格控制钻孔方向，保证钻孔曲线与设计穿越曲线吻合。导向孔相邻两测量点之间轨迹偏离误差不得大于终孔孔径，发现偏离误差应及时纠偏。
10 预扩孔
导向孔完成后，必须扩大至适合成品管敷设的直径，一般情况下，擴孔器是在钻机对面的钻头出土处连接在钻杆上，再回拉进入导向孔，随着扩孔器的回扩，要在其后不断的加接钻杆。根据导向孔与适合成品管铺设的直径差异大小和地层情况，扩孔可一次或多次进行，扩孔前要作好泥浆循环系统的准备工作，扩孔时要边扩孔边打入泥浆。 11 管线回拖
进行管线的回拖，采用专门的回拖器。回拖时应将扩孔器接在钻杆上，然后再通过单动接头连接在管子的拉头上，单动接头可防止管线跟着扩孔器回转，从而保证其能够平滑的回拖进钻孔中。推拉力不能大于1500Kpa，回扩时均缓地进行，不能用过大力拉。回拖时应适当增加润滑剂的用量以减少阻力。进口添加剂在维护孔壁、减少阻力方面作用较明显。
12 施工技术要点
12.1导向孔钻进时钻机必须先进行试运行，确定各部分运转正常后方可钻进。第一根钻杆入土钻进时，应采取轻压慢转的方式，稳定钻进导入位置和保证入土角；其直线长度控制在20m左右。钻孔时应匀速钻进，并严格控制钻进给进力和钻进方向。保持钻头正确姿态，发生偏差应及时纠正，且采用小角度逐步纠偏；钻孔的轨迹偏差不得大于终孔直径，超出误差允许范围宜退回进行纠偏。
12.2扩孔时从出土点向入土点回扩，扩孔器与钻杆连接应牢固。根据管径、管道曲率半径、地层条件、扩孔器类型确定一次或多次扩孔严格控制回拉力、转速、泥浆流量等技术参数，确保成孔稳定和线形要求，无坍塌、缩孔等现象。扩孔孔径达到终孔要求后应及时进行回拖管道施工。
12.3泥浆配置时导向钻进、扩孔及回拖时，及时向孔内注入泥浆。泥浆应在专用的搅拌装置中配置，并通过泥浆循环池使用，剩余泥浆应妥善处置。浆的压力和流量应按施工步骤分别进行控制。
12.4管线回拖时从出土点向入土点回拖。回拖管段的质量、拖拉装置安装及其与管段连接等经检验合格后，方可经行拖管。严格控制钻机回拖力、扭矩、泥浆流量、回拖速率。
12.5管道贯通后检查露出管节的外观，管节外防腐层的损伤情况。工作井洞口与管外壁之间进行封闭、防渗处理。定向钻管道轴向伸长量经较测应符合管材性能要求，并应等待24h后方能与已敷设的上下游管道连接。
12.6污水管道接口施工完毕后必须做闭水试验，试验合格后方能覆土，且接口闭水前不允许用水泥砂浆或其他材料勾缝。
13 安全施工
13.1上岗前对生产人员的安全培训是确保安全施工的关键。通过培训使他们树立对自己、对他人、对财产进行保护的责任，进而建立一个安全、健康、文明的施工场所。使大家清楚了解穿越位置（线路）是否靠近危险设施、高空电线及地下状况等；可能产生严重烧伤和触电现象；有无可能引起中毒、易燃、易爆的气体存在及其他危险源。
13.2人员穿越道路时应遵守交通规则，减少对道路干扰的同时，注意自身的安全。特别在导向孔施工时，手提式仪器操作人员，应有专人监控并在其周围有安全保护，如警示牌保护等措施。
13.3施工人员不应穿过于宽松的衣、裤、鞋、帽、手套，以免被机器卷入或牵绊；上岗必须佩戴安全帽。
13.4用对讲机或其他通信工具联系时，必须信号清晰，有反馈程序，不得随意判定信号内容，就开始操作。
13.5由于受地形、地貌等因素制约，钻机设备必须放置在边坡上施工，应做好钻机锚固。施工过程应随着观察钻机设备有否产生位移现象。雨天施工除做好防雷电工作外，施工通道应有防滑措施。
14 结束语
随着社会的快速发展，以及城市化进程的推进，原有的开挖式地下管道施工方式受到限制。水平定向钻工程可以避免开挖，缩短施工工期，施工安全且節约成本。有利于保护环境，不影响河流的正常通航、车辆的通行和地表构筑物，对道路、树木、水中生物以及河堤都毫无影响。