小型定向鉆機(jī)雙向曲線穿越鋪管技術(shù)應(yīng)用

1、小型定向鉆機(jī)雙向曲線穿越鋪管技術(shù)應(yīng)用    摘要：結(jié)合具體工程，小型定向鉆機(jī)鋪管在現(xiàn)場(chǎng)空間狹小情況下，雙向曲線施工技術(shù)在400mm污水管穿越鋪管中的應(yīng)用。 雙向曲線穿越技術(shù)即為在平面上和剖面上都具有較大彎曲弧度的穿越鋪管技術(shù)。 【關(guān)鍵詞】小型定向鉆機(jī)雙向曲線400mm污水管大弧度彎曲 一、工程概況 福州市江厝路污水管穿越工程，目的是把湖前小區(qū)的生活污水集中收集,泵送進(jìn)入洋里污水處理廠，屬于福州市06-1標(biāo)城區(qū)污水管網(wǎng)改造項(xiàng)目。施工地點(diǎn)位于福州市鼓樓區(qū)江厝路，北側(cè)緊臨湖前農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)門(mén)口的支線17#污水井，南側(cè)在江厝路主干線W5井，斜穿江厝路。鋪設(shè)400

2、15;19.1mmFPPE管1根，管長(zhǎng)為104m，采用倒虹方式施工。 本區(qū)地下管網(wǎng)復(fù)雜，兩邊的空間狹小，北側(cè)距市場(chǎng)店面僅為3.0m，南側(cè)距陡坎僅有1.7m空間。設(shè)計(jì)部門(mén)及業(yè)主經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探討及研究，終未能有合理的方案，工期一拖再拖，整個(gè)一標(biāo)段的后續(xù)工作被迫停止。在福建東辰市政工程有限公司介入本項(xiàng)目后，經(jīng)謹(jǐn)密的研究，決定采用雙向曲線穿越鋪管技術(shù)方案施工。工程施工平面示意圖如圖1-1，剖面示意圖如圖1-2：     二、現(xiàn)場(chǎng)勘察 2.1地形地貌 江厝路西側(cè)、西北側(cè)為五鳳山；南側(cè)為陡坎，最高有15.0m左右，有明顯的山包整平痕跡;東側(cè)跨越湖前河與福飛南路連接，

3、地勢(shì)為西、南高，東、北低。經(jīng)與當(dāng)?shù)鼐用窳私?，原有一條15m寬小河，由西向東流入湖前河。穿越地段原地貌大致如下圖2-1：    九十年代中期，城市建設(shè)需要，河流改為地下箱涵，遂稱(chēng)為大腹山?jīng)_污暗渠。 2.2穿越地層的地質(zhì)概況 根據(jù)承包方原明挖支線管與主管的施工情況得知，南側(cè)為花崗巖全風(fēng)化殘積土層，北側(cè)埋深1.5m以內(nèi)為雜填土，下部為粘土，參考以往曾在東側(cè)300m左右施工的記錄，原河底應(yīng)為淤泥土層。 2.3原地下管網(wǎng)探測(cè) 非開(kāi)挖施工前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有地下原管網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)的探查，全面收集原管網(wǎng)的資料，在現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)注其平面位置和具體埋深及管線的性質(zhì)，防止施工時(shí)造成破壞。

4、現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重影響施工的管線是3.5×3.5m暗渠和2200mm雨水管。 三、鋪管施工 3.1工作坑開(kāi)挖 圖3-1為17#原井示意圖：     施工時(shí)在井壁東西兩側(cè)各鑿開(kāi)0.7m×0.7m方硐，如圖3-1黑影部分所示，東側(cè)在管底向上0.7m，西側(cè)在管頂向上0.7m，在東側(cè)井壁外側(cè)開(kāi)挖長(zhǎng)2.5m，寬1.5m，深2.8m接管坑，并截取原管1.5m，封好兩側(cè)管口，確保泥漿不會(huì)滲入管內(nèi)。 圖3-2為W5原井，以相同的方法鑿開(kāi)井壁兩側(cè)，在井壁西側(cè)開(kāi)挖長(zhǎng)2.5m，寬1.6m，深3.1m接管坑，并截取2.0m原管（因?yàn)橹鞴転?00水泥管，支管是400PE

5、波紋管）并封堵管口，東側(cè)從原管頂向上開(kāi)挖長(zhǎng)8.0m的下管斜槽。 3.2導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì) 導(dǎo)向孔軌跡主要由平面、剖面軌跡組成，主要形式為斜直段造斜段平直段造斜段斜直段。 3.2.1平面設(shè)計(jì) 平面軌跡是本工程的關(guān)鍵點(diǎn)，是區(qū)別于正常項(xiàng)目施工的重點(diǎn)，如圖3-3所示，平面軌跡分解為五個(gè)部份，即a、b、c、d、e五段，A、B、C、D四點(diǎn)分別為相對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)。    本工程的軌跡是大弧度平面彎曲的倒虹孔，平面上彎曲的垂距約為31m，平面穿越垂距b段彎曲垂距+c段垂距+d段彎曲垂距。c段是斜穿的關(guān)鍵段，江厝路主要由c段來(lái)完成穿越。c線段與江厝路走向的夾角大小關(guān)系到能否完成穿

6、越的成敗，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量和計(jì)算，其夾角為210、斜率為0.41，換算成儀器的傾角是36%。按每根鉆桿的變化傾角9%來(lái)計(jì)算，即12m平面造斜段：從0-36%或36%-0增加的垂距為2.302.4m，完成的穿越垂距為2.35×2+64×0.41=30.94m。 平面軌跡各段的描述如下： a段：平面直線段長(zhǎng)12.0m，目的是導(dǎo)向孔沿箱涵走向平行向下施工，使軌跡深度達(dá)到5.6m，導(dǎo)向孔傾角趨于平緩，保證從箱涵底部安全穿越。 b段：平面造斜段長(zhǎng)12.0m，改變平面穿越方向，目的是斜穿箱涵及江厝路，A為b段的起點(diǎn)。 c段：平面直線段長(zhǎng)64.0m，完成橫穿的主要任務(wù)，B為起點(diǎn)。 d段：平

7、面彎曲段長(zhǎng)12.0m，改變穿越平面方向，為正位進(jìn)入W5井?dāng)[正方向，C為起點(diǎn)。 e段：平面直線段長(zhǎng)4.0m，進(jìn)入W5井位，D為起點(diǎn)。 3.2.2剖面設(shè)計(jì) 主要控制點(diǎn)為導(dǎo)向進(jìn)入原17#井（A1）和W5井（D1）的埋深和傾角，如果不合理會(huì)給原管造成損壞，使施工時(shí)的泥漿滲入，給后續(xù)施工帶來(lái)困難；B1、C1點(diǎn)是進(jìn)入箱涵和離開(kāi)雨水管的關(guān)鍵點(diǎn)。如圖3-4所示描述如下：    導(dǎo)向時(shí)A1點(diǎn)埋深在2.8m，傾角在-35%左右，D1點(diǎn)埋深在3.1m，傾角在+35%左右，B1點(diǎn)埋深5.6m，傾角應(yīng)在-10%以內(nèi)，最好趨于0，C1點(diǎn)埋深4.3m，傾角在+20%左右。 3.3導(dǎo)向

8、施工 導(dǎo)向定位系統(tǒng)采用DigitrakEclipse步履式導(dǎo)向儀與ZT-25型非開(kāi)挖鋪管鉆機(jī)配合施工。 Eclipse定位儀，因其精度高，傳感器發(fā)出的信號(hào)強(qiáng)，被譽(yù)為國(guó)內(nèi)最可靠的步履式定位系統(tǒng)之一。 ZT-25型鉆機(jī)的主要參數(shù)：扭矩7000N.m、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速0-100r/min，回拖給進(jìn)力250KN；泥漿最大排量250L/min，泥漿泵最大壓力8Mpa，使用鉆桿的規(guī)格73mm×3000mm。 導(dǎo)向施工時(shí)，參照?qǐng)D3-3和圖3-4分別把A、B、C、D四個(gè)平面拐點(diǎn)及BC直線段和A1、B1、C1、D1剖面關(guān)鍵點(diǎn)，在地面上相對(duì)應(yīng)位置用白漆標(biāo)注明顯標(biāo)志，為施工導(dǎo)向孔時(shí)參考。  &

9、#160;  鉆機(jī)擺設(shè)范圍被限制后,鉆機(jī)就位入射角調(diào)整為-35%，按預(yù)定好的軌跡逐根鉆桿施工，剖面軌跡是以儀器測(cè)量參數(shù)對(duì)照來(lái)控制，及時(shí)調(diào)整軌跡，確保導(dǎo)向孔和設(shè)計(jì)軌跡的偏差小于10cm。平面軌跡的控制如圖3-5所示，鉆孔施工進(jìn)入A點(diǎn)后，開(kāi)始平面造斜，參照a段面向角12的造斜能力來(lái)估算面向角為3的造斜參數(shù)，每施鉆完一根鉆桿，都要標(biāo)注鉆頭的平面位置，并測(cè)量其垂距S1、S2、S3、S4、以SA=0為基準(zhǔn)S10.18S20.65m，S31.35m，S42.35m，偏差要在5cm以內(nèi)，即能夠進(jìn)入平面斜直段（BC直線段）施工。按同樣的原理施工d段平面造斜段，如圖3-5所示,C點(diǎn)Sc2.35mS51

10、.35mS60.65mS70.18mSd=0，即完成平面控制施工。 3.4回拖擴(kuò)孔 本工程鋪管軌跡平面彎曲弧度相對(duì)較大，剖面上進(jìn)、出口部分也有較大的弧度彎曲，根據(jù)孔徑與管徑系數(shù)1.21.5倍的施工要求，最大孔徑采用580mm擴(kuò)孔器施工，分三級(jí)四次回?cái)U(kuò)，第一次用380mm擴(kuò)孔器，第二次用480mm擴(kuò)孔器、，第三次、第四次用580mm擴(kuò)孔器回?cái)U(kuò)施工。 3.5鋪設(shè)管線 把每根8m長(zhǎng)的FPPE短管采用熱熔焊接技術(shù)連接成104m的整根管柱，遠(yuǎn)離下管坑的尾端用管帽密封，管柱前端用預(yù)制專(zhuān)用于400×19.1mm的園椎形鐵件拉管頭牢牢固定后與鉆具連接，回拖鋪設(shè)管線。 3.6接管施工 清淤工作完成后，

11、17#井如圖3-6：     在工作坑的東側(cè)，砌一個(gè)暗井，把拉管與原管接入暗井內(nèi)，暗井與17#原井用500mm短管相接，原管、井壁、地面恢復(fù)原狀。同樣方法施工W5井后，本次鋪管施工工作全面完成。 四、結(jié)束語(yǔ) 當(dāng)今的城市地下管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，道路擁擠不堪，許多新增的管網(wǎng)采用明挖施工工藝根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，非開(kāi)挖鋪管技術(shù)正好解決了如此工程的難題。但是正常的非開(kāi)挖施工對(duì)場(chǎng)所要求較高，有些現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)槟撤N因素的影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到正常施工的條件。在日益競(jìng)爭(zhēng)，技術(shù)手段不斷創(chuàng)新的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，如輕易放棄，不但給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)上的損失，也會(huì)給業(yè)主留下負(fù)面的影響。 本工程通過(guò)參考剖面彎曲弧度來(lái)設(shè)計(jì)平面軌跡，在極其有限的空間內(nèi)創(chuàng)造條件，消除施工條件嚴(yán)重不足的因素，安全