倒虹管施工工艺

倒虹吸管工方案

一、概况

本工程过河段污水管均采用倒虹吸管，倒虹管采用牵引管施工工艺，管材采用2根并排的HDPE管，热熔对焊接口。以采用水平定向钻方式进行倒虹管施工。

水平定向钻施工技术是非开挖情况下，从起点钻一个与设计轨迹尽量吻合的导向孔，其垂直及平面误差控制在 1.5%以内。依据铺设管材大小，用回扩器分级逐渐扩大。扩孔完毕，将管线同回扩器相连，采用前拉的办法将管线拉入孔内，通过回拖从孔中拉出管线，完成管线铺设。水平定向管线铺设施工工序如下：

现场勘察→导向孔轨迹的选用→导向孔钻进→扩孔→拉管

钻进泥浆

管道与检查井连接采用中介层做法。施工前在管道与检查井相接部位预先采用与管材相同的塑料胶粘剂和中粗砂做成中介层，然后用C20水泥砼砌入检查井的井壁内。

二、管道检查

HDPE管抗外压能力强（能承受较大拉力）、柔韧性好（能较好地适应沉降，抗震能力强）、单位质量轻（在牵引过程中可减小与孔壁的摩擦力），非常适合牵引施工。为确保工程质量，管道材料必须满足各项设计要求，主要有：

1、管道内壁光滑平整，管身没有裂缝，管口无破损、裂口或变形等缺陷;

2、管道的端面应平整（与管的轴线垂直），轴向不得有明显的弯曲，管道插口外径、承口内径的尺寸及圆度应满足要求；

3、管材内压强度及刚度应满足设计要求；

4、橡胶圈的外观应光滑平整，不得有气孔、裂缝、卷皱、破损、重皮或接缝等。

三、工作坑施工

每段牵引需要挖掘2 个工作坑，即入口工作坑和出口工作坑，均采用机械挖掘、密扣钢板桩支护。入口工作坑用于检测钻杆的钻进角度和旋转扭动等工作状态，一般在钻机前面6～10 m 处挖掘，尺寸为1. 5 m ×6 m ，挖深由地面渐变到深4. 5 m。施工工序为:破除路面→打钢板桩支护→挖土→清运余泥→工作坑围蔽。要注意的是人工挖泥过程不要损坏人行道下的管线。出口工作坑是回拖时提供排水管入洞的工作坑，其尺寸和施工方法与入口工作坑相同。

四、钻进技术

导向钻机的主要部件有轮式钻机、操作系统、动力站、液压系统、钻头、钻杆等，按照安装使用规范进行安装。钻机运到现场后须先锚固稳定，并根据预先设计的钻机倾斜角进行调整，依靠钻机动力将锚杆打入土中，使后支承和前底座锚与地层固结稳定。钻杆轨迹的第一段是造斜段，控制钻杆的入射角度和钻头斜面的方向，缓慢给进而不旋转钻头，就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜段完成处后便进行排水管流水段（即AB 直线段）的钻进：旋转钻头并提供给进力，钻头就能沿水平直线钻进。钻头上装有带信号发射功能的探测仪器，在钻进过程中通过地面接收仪器接收探头发出的信号，经译码后便可获知钻头深度、顶角、工具面向角、探头温度等参数，根据所接收的数据调整钻头操作参数，使钻进按照流水线标高路线前进，到达出口工作坑后完成钻孔工序。

五、钻进操作的注意事项

1、钻杆的上、下接头应对正，边缓慢给进动力边慢转上扣，不得拧得过紧。

2、不允许使用弯曲和有伤的钻杆。

3、钻进速度不宜过快，应根据地层条件合理调定给进力。

4、造斜顶进时，每次顶进尺度控制在0.5m左右为好，曲线要缓。

5、钻杆内不得进脏物，以免堵塞钻头喷嘴。

6、当机油压力报警指示灯亮时说明油压不正常，要进行检查。

7、当机油堵塞报警指示灯亮时要更换机油滤芯。

8、改变水泵排量时先摘开离合器，不得带速换档。

9、在水泵较长时间不工作的情况下应将其变速箱挂空档，然后合上离合器，以保护分离轴承。

10、按规范开动钻机后不要马上用全负荷钻进，而应先进行试运转，待确定各部分运转正常后方可开始钻进。

六、钻头位置监测

钻机配有一手持步履跟踪式导向仪，用以确定钻头位置及各项数据，监测钻头是否偏离设计轨迹。在造斜段钻头每钻进10 cm 就测一次钻头的位置，在平敷段则每隔20 cm 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，但纠偏不能太急（应该在几根钻杆长度内完成纠偏），也不要过度。

七、回拉扩孔

钻头到达出口工作坑后钻进工作完成，但是孔径还没有达到敷设要求，因此需要采取多次扩径。第一次扩孔为200mm，第二次扩孔为400mm，如此类推直至扩孔到1000 mm。具体操作为：卸下钻头，在钻杆尾端连接孔径为200mm的回扩头，开动钻机旋转、回拉扩头进行扩孔。回拉过程中须不断加接钻杆（始终保持钻杆不能没入孔洞中），扩头回拉到达接驳坑后卸下200mm的回扩头，再在出口工作坑的钻杆尾端接上400mm的回扩头，如此扩孔到800mm。在钻杆回拉扩孔过程中，需通过钻杆注入膨润土浆，以减少摩擦，降低回转扭矩和回拉阻力，同时膨润土浆还有固壁、防止孔洞塌方和冷却钻头的作用。旋转回扩头切削下来的泥土与膨润土浆混合形成泥浆后流到出口工作坑的集浆坑里，实现了将土排出的目的。集浆坑里设泥浆泵，用以把泥浆抽到泥浆池。

八、回拉敷设管道

成功扩孔到800mm后便可回拉敷设管道。在回拉前要进行管道的接连，即用热熔法将HDPE双壁波纹管连接成与成孔长度相当的管道。之后，将管道与扩孔器相连，经回拉将管道牵引进孔洞内。

1、HDPE管的焊接

将要连接的两根管子保持水平状态，并清除其表面的杂物，将电热熔带及锁紧扣带放在管道连接部位并用夹钳把锁紧扣带扣紧，然后把热熔机与电热熔带相接，设定加热时间后启动热熔机（绿灯亮），当热熔机的红灯亮时电热熔过程完成。关掉电源，再一次用夹钳扣紧锁紧扣带并保持一定的冷却时间（约15 min），冷却后松开锁紧扣带。如此类推将管道焊接成需要敷设的长度，为拖管做好准备。

2、HDPE 管的加固

回拉管道过程中要牵引的管线很长，为了保证在牵引过程中不会出现拉断管和因泥浆排出不及时而压扁管的情况，在回拉前要作以下处理：

（1）顺管外沿用4根6 的钢筋紧抱管两端，管中央则用1根8 的钢筋拉住管两端，在管外围每隔10m采用6的钢筋环形抱住外沿的4根钢筋，确保拖管的整体性，防止断管。为了保证这5根纵向受力钢筋能够整体受力，将钢筋都焊接在封板上，8钢筋与封板用玻璃胶封口，防止漏水。

（2）分别在已定出的两个位置开挖一深坑，让泥浆自由流到坑里，并用泥浆泵