融科花滿庭項目給水管非開挖穿越青鄭高速方案設計

1、<p>　　融科花滿庭項目給水管非開挖穿越青鄭高速方案設計</p><p>　　摘要：隨著我國城鎮(zhèn)化速度的加快，非開挖技術在市政給排水設施建設及改造項目中得到更多應用。本文通過項目設計實例，介紹了非開挖技術的類型及其應用場合，著重敘述了定向鉆拖拉管工藝的技術特點、施工流程、設計要點及相關參數(shù)的選??；突顯了定向鉆拖拉管技術在市政給排水工程中復雜條件下，相對傳統(tǒng)的開挖敷設管道技術的優(yōu)勢性。 </p&g

2、t;<p>　　關鍵詞非開挖技術 市政工程 給排水 定向鉆拖拉管 二程式拖拉法 </p><p>　　中圖分類號：TU99文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　1、概述 </b></p><p>　　融科置地房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)的融科花滿庭項目位于洪山區(qū)青菱湖東畔，緊鄰107國道，主要進行商業(yè)和居住建設開發(fā)

3、，凈用地面積112859.62m2，建筑總面積191857m2。該項目給水按市規(guī)劃局規(guī)劃由107國道東側主管供水，采用管徑為DN300mmPE給水管。給水管在107國道鄭青向K2+530處，由107國道東側非機動車道穿至國道西側，穿越高速公路段給水管水平投影長度約為70m。應相關部門要求，給水管道穿過國道時不得破壞現(xiàn)狀公路行車道，不得影響交通正常通行。常規(guī)的開挖溝槽敷設管道施工方法無法滿足上述要求，因此，本項目擬采用非開挖技術中的定向鉆

4、拖拉管法，根據(jù)場地條件具體采用水平定向鉆拖拉法和二程式拖拉法相結合的方式。省交通規(guī)劃設計院對本項目方案作出的安全技術評價結論：經(jīng)過安全風險等級評價，該項目工程對高速公路的危害、有害因素的安全等級均為I級，即：風險水平可以接受；該項目給水管穿越高速公路的穿越方案、工藝及措施合理。 </p><p>　　2、施工工藝的確定 </p><p><b>　?。?）施工工藝 </b&

5、gt;</p><p>　　根據(jù)工程實際情況，本工程采用非開挖技術實施；非開挖技術包括頂管和定向鉆拖拉管。頂管適用于管徑大于d800mm的大口徑管道。擬建給水管道管徑為DN300mm，依據(jù)《埋地聚乙烯給水管技術規(guī)程》規(guī)定，給水PE管在穿越公路、高速公路、鐵路時需設置鋼管或混凝土套管，本設計采用DN500mm鋼管套管。顯然，本項目不適合采用頂管；定向鉆拖拉管則適用于小口徑管道。 </p><p&

6、gt;　　定向鉆拖拉法包括水平定向鉆拖拉法與二程式拖拉法，其各自的特點如下： </p><p>　?、偎蕉ㄏ蜚@拖拉法：將定向鉆進機設在地面上，在不開挖土槽的條件下，采用探測儀導向，控制鉆桿鉆進方向，達到設計管道軸線要求，經(jīng)多級擴孔，拖拉管道回拉就位，完成管道敷設。此技術適用于被拖拉管道兩端有足夠的造斜段距離，該方法不需要挖掘工作井，拖拉距離可達600～1000m，拖拉管的最大管徑可達DN1200。 </p

7、><p>　　②二程式拖拉法：將設備置于工作井中，采用經(jīng)緯儀導向，控制鉆桿鉆進方向，從接收井位拖拉管道就位，完成管道敷設。此法管道兩端無造斜段，需要挖掘工作井和接收井，長度通常小于80m，拖拉的最大管徑達到DN1000，更適用于對沉降、標高要求高的場所。 </p><p>　　二程式拖拉法與水平定向鉆拖拉法相比施工難度大，對施工設備要求高，造價較高，且拖拉距離較短。因此，中小口徑管道的非開挖技

8、術在對管道沉降和標高要求不高的情況下，以水平定向鉆拖拉法應用為主。 </p><p>　　本工程在107國道西側較為空曠、平坦，無建筑物阻礙；而107國道東側紅線范圍之外為非本項目用地，擬建管道進出土端點被限制在綠化隔離帶至人行道之間的范圍之內（綠化隔離帶寬3.0m，非機動車道寬4.0m，人行道寬3.0m），理論可用長度為10m，偏小。鑒于以上用地現(xiàn)狀，結合定向鉆拖拉管的類型和特點，本設計推薦采用水平定向鉆拖拉法

9、與二程式拖拉法相結合的方式，即：在107國道西側采用水平定向鉆拖拉法，道路紅線西側有足夠的距離來完成造斜曲線段，定向鉆進機設在地面上可省去工作井；在107國道東側采用二程式拖拉法，在非機動車道和人行道上設置接收井來取代造斜曲線段，在接收井內分節(jié)下管、焊接，可大大縮短實施距離。 </p><p><b>　?。?）工藝流程 </b></p><p>　　定向鉆拖拉鋪管施

10、工工藝流程： </p><p>　　控制井施工→管道軸線測量放樣→鉆機定位、控制測量儀安裝→試鉆（泥漿制備）→導向孔鉆進→回拉管材&#8596;管材焊接連接（管材分節(jié)下井）→管道貫通→注漿填充→現(xiàn)場清理→撤場。 </p><p><b>　　3、方案設計 </b></p><p><b>　?。?）設計標準 </b>

11、;</p><p>　　結合本工程地質勘探報告，確定管道及構筑物結構設計標準如下： </p><p>　　設計使用年限：50年； </p><p>　　建筑結構安全等級：二級； </p><p>　　地基基礎設計等級：乙級； </p><p>　　抗震設防標準：抗震設防類別為丙類；地震作用為7度。 </p>

12、<p><b>　?。?）管材要求 </b></p><p>　　定向鉆鋪設用鋼管： </p><p>　　定向鉆鋪設用鋼管應具有足夠強度、韌性、良好的焊接性能和抗腐蝕能力；采用泥漿擴孔回拉的鋼管，其壁厚應根據(jù)埋深、拖拉長度和土層條件等確定，DN500mm焊接鋼管最小壁厚宜在10~12mm，本設計取壁厚為10mm，采用焊接連接。 </p>

13、<p>　　定向鉆鋪設用給水PE管： </p><p>　　定向鉆鋪設用給水管宜采用HDPE聚乙烯平壁管，管材符合以下使用要求： </p><p>　?、倏箟耗芰?，能承受較大拉力、彎曲應力和壓力。 </p><p>　　②具有很好的柔韌性，能較好的適應沉降，從而提高管道的抗震能力。 </p><p>　?、墼跔恳^程中減少與孔壁的

14、摩擦力，提高施工效率和節(jié)約成本。 </p><p>　?、苁褂脡勖蛇_到50年以上。 </p><p>　　HDPE管應具有的物理學性能應滿足《埋地聚乙烯給水管技術規(guī)程》要求。 </p><p>　　本設計采用PE100材料HDPE平壁管，SDR=13.6，公稱壓力為1.25MPa，熱熔焊接連接。 </p><p>　　（3）導向孔軌跡設計

15、</p><p>　　本設計DN300mmPE給水管道穿越高速公路，需加設鋼套管。鋼套管先定向鉆拖拉到位后，再從鋼套管中穿拉PE給水管，因此，定向鉆鋪設鋼管成為本工程設計的限制因素，則導向孔軌跡設計實為鋼套管的導向孔軌跡設計。導向孔軌跡設計草圖如下： </p><p>　　圖1 導向孔軌跡設計草圖 </p><p>　　入土角α1和曲線段的計算公式： </p&

16、gt;<p>　　曲線段水平長度Ｌ1＝ </p><p>　　入土角α1＝2arctg </p><p>　　式中，h--軌跡（鋪管）深度（ｍ），根據(jù)路面層結構厚度及地下綜合管線埋設深度情況，本設計取h=4m； </p><p>　　R1―第一曲線段曲率半徑，鋼管允許最小曲率半徑可按經(jīng)驗公式1200D計算， </p><p>　

17、　即R1＝1200&#9747;0.5m=600m； </p><p>　　則曲線段水平長度Ｌ1＝69.16m；入土角α1=6.6°。 </p><p>　　由于場地的限制，接收井設置在綠化隔離帶和人行道間的非機動車道內。再根據(jù)107國道的實際寬度，可確定導向軌跡直線段長度為L2=6.0m。 </p><p>　　則定向鉆鋪設鋼套管的水平投影長度L

18、=L1+L2=69.16m+6m=75.16m。 </p><p>　　圖2 定向鉆拖拉管斷面圖 </p><p><b>　?。?）接收井設計 </b></p><p>　　定向鉆鋪管應根據(jù)場地條件、管線類型、管徑、材質、埋深、地質條件、既有地下管線情況及定向鉆設計施工的設計參數(shù)確定工作井的形狀、大小和深度。 </p><

19、p>　　接收井設置的場地條件有限，只能設置在107國道東側綠化隔離帶（3m）到人行道（3m）之間的區(qū)域內，綜合考慮管材性質、單節(jié)管材長度及施工時對高速公路的影響，本設計取接收井長度為6.0m，寬度為2.0m，即工作井的平面尺寸為6.0m×2.0m。 </p><p>　　工作井為地下式鋼筋混凝土結構，深度約4.95m。工作井結構具體由水工結構專業(yè)設計確定。 </p><p>

20、;　?。?）回拉力確定及機具選擇 </p><p>　　本次設計給水管套管回拖力，按照一次定向鉆全長75.16m的穿越進行鉆機回拖力核算： </p><p>　　其中： F-計算回拖力t； </p><p>　　L－穿越長度，75.16m， </p><p>　　D－管道外徑，0.53m； </p><p>　?。摴?/p>

21、外徑，0.53m； </p><p>　?。摴軆葟?；0.51m； </p><p>　?。摴鼙诤?，0.01m； </p><p>　?。摴苋葜兀?.85×104 N； </p><p>　　－泥漿重度，取11kN/m3； </p><p>　　f－摩擦系數(shù)，一般在0.1～0.3之間，粘土取0.25； &

22、lt;/p><p>　　k－粘滯系數(shù)，一般在0.01～0.03之間，取0.02。 </p><p>　　經(jīng)計算：回拖力F=23.95t，乘上2倍的安全系數(shù)后回拖力為47.89t＜100t，小型定向鉆機可滿足本次工況下的穿越要求。但在城市定向鉆拖拉施工中一般使用中型鉆機。因此本次穿越中，采用回拖力為100噸的HK100鉆機。 </p><p><b>　　4.結

23、語 </b></p><p>　　本項目已于今年2月順利完成施工，從施工的全過程到目前給水管道使用情況來看，達到了工程預計目標。 </p><p>　　定向鉆拖拉管技術在天然氣、自來水、電力電信等市政管線工程中得到廣泛應用，近來由于在施工精度上的改善，如二程式拖拉法也被推廣應用于市政污水管和其它重力管線的敷設。定向鉆拖拉管技術對環(huán)境影響小、不會阻斷交通、工期短、在復雜條件下比其

24、它施工方法費用更?。辉摷夹g的優(yōu)越性決定了定向鉆拖拉管技術將會是小口徑市政給排水管道敷設的明日之星，將會被廣泛應用于日益加快的城鎮(zhèn)化市政基礎設施的建設和改造之中。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　1季榮生.新編非開挖工程實用技術大全.北京：清華同方光盤電子出版社，2005 </p><p>　　2 DB11/

25、T 594.1-2008 地下管線非開挖鋪設工程施工及驗收技術規(guī)程 第一部分：水平定向鉆施工 </p><p>　　3 中國非開挖技術學會定向鉆進專委會.定向鉆進管線穿越鋪設技術規(guī)范.2002 </p><p>　　4 上海城投水務事業(yè)部水環(huán)境公司，上海市城市建設設計研究院，等.排水管道工程定向鉆孔拖拉法施工及驗收規(guī)程（試行）2005.8 </p><p>　　5

26、GB50013-2006室外給水設計規(guī)范 </p><p>　　6 DZ-T-0054-1993定向鉆進技術規(guī)范 </p><p>　　7 CJJ101-2004埋地聚乙烯給水管技術規(guī)程 </p><p>　　8 GB50268-2008給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范 </p><p>　　9 CECS：246-2008給水排水工程頂管技術規(guī)