浙江建筑，第２５卷，第１０期，２００８年１０月 Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔ．２００８ 拖拉管的几个关键施工控制点 Ｓｏｍｅ Ｋｅｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｎｏｄｅｓ ｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｐｉｌｏｔ Ｂｏｒｉｎｇ 许世川 ，葛鹏飞 ，董 冰 ＸＵ Ｓｈｉ一￣ｈ￣ａｎ，ＧＥ Ｐｅｎｇ－ｆｅｉ，ＤＯＮＧ Ｂｉｎｇ （１．杭州天恒投资建设管理有限公司，浙江杭州３１００１２；２．杭州市城市基础设施建设发展中心，浙江杭州３１００１６） 摘 要：市政道路建设和整治中，由于受老管线埋深制约和交通影响不能实施大开挖，因此，越来越多的整治工程的雨污水管 采用沉井加拖拉管的施工方法。该施工方法作业面小、环境影响不大，且造价较低，以下介绍拖拉管施工的关键技术控制要点。 关键词：市政工程；导向孔施工；回拉扩孔；回拉敷设管道 中图分类号：ＴＵ１７５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８—３７０７（２００８）ｌＯ一００４４—０２ ｌ 工程概况 杭州市机场路整治工程，有一段污水干管新建 ２导向孔施工 ２．１ 污水管道施工的轨迹线设计 成部分位于道路分隔带处，由于该路段交通流 量大，施工作业面受到很大制约，宽度只有７ ｍ，因 此，采用了沉井加拖拉管的施工方法。其检查井标 高、管道埋深及井段长度见表１。 表１ Ｗｌ—ｗ５段一览表 井盖标高底板顶面标高主管内底标高 管道埋深＃县 …．．． ’ 污水管道施工的轨迹线设计，必须考虑入土点、 出土点的斜直段、曲线段设计长度，并严格控制水平 穿越段各点标高，才能满足设计要求。 为保证水平直线段精度要求，造斜段水平距离 ￡可按式（１）计算确定。 Ｈｏ＝Ｈ—Ｄ。／２ （１） 井段长 Ｌ／ｍ 式（１）中：日一排水管道埋深（ｍ）； 一Ｈｌ／ｍ ／ｍ Ｈ／ｍ Ｈ／ｍ ３．７３８ ｌ ６．３８８ ６．１４９ ６．１０ｌ ２．０５０ １．９７０ １．９３０ １．８７０ １．８１５ ２．６５０ ２．５７０ ２．５３０ 排水管道中心线深度（ｍ）； ３．５７９ ３．５７１ ８０ ４０ Ｄｏ一管内径（ｍｍ）。 Ｌ＝２Ａ＋［月 一Ａ（Ｓｉｎａ＋Ｓｉｎ２ａ＋…＋Ｓｉｎ（儿 ））］／ ｔｇ（ｎｄ）＋Ａ（Ｃｏｓａ＋Ｃｏｓ２ａ＋…＋Ｃｏｓ（／＇ｔＯ￣）） （２） Ｗ４ Ｗ５ ６．２６５ ６．４ｌ５ ２．４７０ ２．４ｌ５ ３．７９５ ３．９５９ ６０ ５５ 式（２）中： 一定向钻造斜水平距离（ｍ）； Ｗ１一Ｗ５段施工管线长度约２３５ ｍ，长度较长， Ａ一每节导向钻杆长度（ｍ）； 一地下横穿管线复杂。采取非开挖形式进行施工，不 但可以减少开挖面，而且也减少了对交通的干扰。 设计采用６００ ＰＥ缠绕拖拉管施工工艺，以Ｗ１～Ｗ３ 为一施工段来论述以下主要几个关键控制点。 相邻两节钻杆允许转向角（。）； ｎ取值在３～５范围内。 入土角不宜超过１０。，出土角按导向钻杆及拖 拉管材允许曲率半径较大值确定，一般不宜超过 ２０。。相邻两节钻杆允许转向角根据土质条件，钻杆 收稿日期：２００８—０４—０７ 作者简介：许世川（１９８０一），男，重庆市人，助理工程师，从事市政工程监理工作。 第１０期 许世川等：拖拉管的几个关键施工控制点 ４５ 长度、材料等因素确定，土质越软弱，ｏｔ角越小，一般 取值在１．５。～３．０。。 Ｈ０＝２．６５０—０．７／２＝２．３ ｍ 成纠偏，不要过度。 ３ 回拉扩孔 钻头到达出土口后钻进工作完成，但是孔径还 没有达到敷设要求，因此需要采取多次扩径，直至扩 孔到预定孑Ｌ径。具体操作为卸下钻头，在钻杆尾端 连接回扩头，开动钻机旋转、回拉扩头进行扩孑Ｌ。回 拉过程中须不断加接钻杆，始终保持钻杆不能没入 Ｌ＝２×３＋（２．３—３×（Ｓｉｎ２＋Ｓｉｎ４＋Ｓｉｎ６））／ ｔｇ６＋３（Ｃｏｓ２＋Ｃｏｓ４＋Ｃｏｓ６）＝３１．９ ｍ 在施工前，先挖除上层约１．５ ｍ道路结构层及 杂填土，以减少出入Ｅｌ端管道埋深，减少造斜段长 度，入土端造斜段水平距离可以控制在２６．４５ ｍ左 右，出土端造斜段水平距离可以控制在３０ ｍ左右， 根据具体情况可作适当调整。 ２．２ 测量控制 导向孔施工是成孔的关键，根据已设计的轨迹 线人土、出土位置固定钻机，调整导向钻头的入射角 度，使其与轨迹设计角度一致，钻孔前先校正步履跟 踪导向仪，该仪器是用来确定锚头位置及钻孔中的 各项数据的。本工程使用英国雷迪（ＲＤ）和美国月 蚀（ＥＣＬＩＰＥＳＥ）两种精度较高的仪器。 钻孔过程中以仪器控制与地面辅助控制穿越轴 线，钻孔基本与设计轨迹一致，导向孔钻进过程中， 密切注意井眼的返浆情况，并做好记录以便准确判 断钻进过程中的地质情况，为预扩孔提供可靠记录。 导向孔施工中，曲线偏移不能超越规定要求，每根钻 杆间角度变化要严格控制，确保导向孔高质量完成。 ２．３ 钻进原理 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 人土中，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，到达出土端后，完成钻孔工序。 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 ｅｍ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 孔洞中，扩头回拉到达接驳坑后卸下的回扩头，再在 出口工作坑的钻杆尾端接上大一号的回扩头，如此 扩孑Ｌ到预定孔径。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。 ４ 回拉敷设管道 当扩孔到预定孔径后便可回拉敷设管道，将连 接好的管道与扩孔器相连，经回拉将管道牵引进孔 洞内。 当钻孔成孔结束后方可进行回拖管施工。回拖 前必须进行管材复检，包括管材焊接是否符合要求、 管头固定应结实、分动器连接完好，检验完毕后方能 铺设。回拖时应仔细观察机器仪表的变化，主要观 察扭矩和回拖力变化，一般情况下，扭矩应在５～８ ＭＰａ，回拖力不能太大，以防损伤管材，并控制好速 度，注意两回浆情况．确保拖管成功。 管道回拖示意图见图１，回拖力按式（１）计算： ● Ｉ ．－￡： ＩＬ．．．－．．－．—． ． 图１ 回拖力计算示意图 Ｐ ＝Ｐ ＋Ｐｒ，Ｐ ＝１ＴＤ２ 尺。／４，Ｐｒ＝１ｒｏｔｆ （３） 式（３）中：Ｐ 一回拖力（ｋＮ）； Ｐ 一扩孔钻头迎面阻力（ｋＮ）； Ｐ，一管周摩阻力（ｋＮ）； （下转第５１页） 第ｌ０期 俞明军等：闭式自动喷水一泡沫联用系统在大型地下汽车库的应用 ５１ ３ 系统的设计计算 ３．１ 泡沫混合液流量计算与泡沫喷头数量确定 地下消防水池容积除了室内消火栓、自喷系统， 还应包括配制泡沫混合液所需的水量 。 ３．５比例混合确定 （１）初算泡沫混合液的流量，按式ｑ ＝，・Ｓ： １６０×８＝１ ２８０ Ｌ／ｍｉｎ＝２１．３ Ｌ／Ｓ，式中，，一泡沫混合 液供给强度［Ｌ（ｍｉｎ・ｍ ）］；５一作用面积。根据 根据计算得到的泡沫混合液流量ｑ设，查比例 混合器的产品样本，确定型号和个数，最后选用泡沫 比例混合器ＺＰＨＹ一１００／５０。 《自动喷水灭火系统设计规范》以下简称《自喷》第 ５．ｏｌ条。地下汽车库火灾危险等级为中危险级Ⅱ 级，喷水强度８ Ｌ／ｍｉｎ・ｍ ，作用面积Ｓ：１６０ ｍ 。 （２）设计泡沫混合液流量，按式ｑ设＝Ｎｑ＝１８× ８０＝１ ４４０ Ｌ／ｍｉｎ＝２４ Ｌ／Ｓ，式中，Ⅳ一该危险等级作 ４设计要求及解决措施 （１）泡沫比例混合器应在流量等于和大于 ４ Ｌ／ｓ时符合水与泡沫灭火剂的混合比规定 。设 计中最初选择了国标图集０４Ｓ２０－４６ ＰＨＹＮ２５，其混 用面积内喷头数（与闭式自动喷水灭火系统开放的 喷头数相同，这里实际个数为ｌ８只）。ｑ一所选喷头 的工作流量（Ｌ／ｍｉｎ），一般选ＴＳＴＺ直立型洒水喷 头，查样本，当工作压力为０．１ ＭＰａ时，ｑ＝８０ Ｌ／Ｓ。 ３．２泡沫混合液量 ， 合液流量为４～３２ Ｌ／ｓ。但火灾发生时，喷头开启 数目不一定总是超过３只，可能是一只或二只，或 是整个作用面积内的所有喷头。可见，对于泡沫 喷淋系统中，不论流量和压力如何变化，都要求有 一个精确的混合比。因此，设计中选择了压力式 按式ＷＬ＝Ｑ设Ｔ ＝１ ４４０×１０＝１４．４ ｍ ，式中， ，——大范围比例混合器ＺＰＨＹ一１００／５０，其混合液流量 ７５ Ｌ／ｍｉｎ≤Ｑ≤１ ８７５ Ｌ／ｍｉｎ，更好的满足系统 要求。 （２）湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间，按 连续供给泡沫混合液的时间（ｍｉｎ），《自喷》 和泡沫液贮罐选用 ，第５．０８条， ，不应小于１０ ｍｉｎ。 ３．３ 泡沫液量 ： ，×６％＝１４ ４００×３％＝４３２ Ｌ＝０．４３２ｍ。式 ４ Ｌ／Ｓ流量计算，不应大于３ ｍｉｎ。但地下车库自动 喷水灭火管网系统大，管线长，管道容积大。为了满 中，６％一采用的泡沫混合比，３％用于扑灭非极性溶 剂的火灾，６％用于扑灭水溶性或极性溶剂火灾 。 足这些要求，设计中采用在地下汽车库每个防火分 区设一个报警阀，一个泡沫罐。自喷管网布置形式 泡沫液贮罐容积Ｗ ＝１．１５×１．２Ｗ １＝０．６ ｍ 。 式中系数１．１５是由于贮罐上的泡沫液出口管其管 采用中心进水，泡沫罐放置在管网中心，尽量缩 短自喷水至喷泡沫的转换时间。 参考文献 ［１］核工业第二研究设计院给水排水设计手册（第２册）［Ｍ］．北 京：中国建筑工业出版社． 口距罐底高出０．１５ ｍ，故有效容积应扣除管口以下 的容积。系数１．２是由于作用面积内开放的喷头处 工作压力不同而引起的流量增大，最后选用泡沫液 贮罐ＰＧＮＬ１０００，详见国标图集０４Ｓ２０６－４５。 ３．４配制泡沫混合液的水量 ［２］ ＧＢ ５０１５１－９２低倍数泡沫灭火系统设计规范［Ｓ］． ≥ ＷＬ（１撕）＝ ＿ｌ６ ｍ３ ［３］ ＧＢ ５００８４－２００１（２００５年版）自动喷水灭火系统设计规范『Ｓ］． （上接第４５页） Ｄ 一扩孔钻头外径（ｍ），一般为管道外径 的１．２～１．５倍； Ｄ一管道外径（ｉｎ）； 一Ｐ ＝Ｐ ＋Ｐ，＝叮ｒＤ２ Ｒ。／４＋订ＤＬｆ＝叮Ｔ×０．９ ×９０／ ４＋霄×０．６６×（８０＋２６．４５＋３０）×０．６≈ ２２６．９８ ｋＮ 迎面土挤压力（ｋＰａ）。 工程中采用的定向钻机为ＺＴ４０，其最大回拖力 为４００ ｋＮ，远大于计算管与土体之间摩擦力，满足 工程需要。 黏性土Ｒ。在５０～６０ ｋＰａ；砂性土在８０～ １００ ｋＰａ； 一管道长度（ｉｎ）；ｆ＿管道与管周土位间的 单位摩擦力（ｋＰａ）。黏性土＿厂在０．３～０．４ ｋＰａ；砂性 土在０．５～０．７ ｋＰａ。 导向孔施工、回拉扩孔、回拉敷设管道是决定工 程能否取得成功的关键，线路应精心设计，精心施 工，确保管道敷设成功。 将本工程ＰＥ６００管及管道最大长度，代入式（３）得：
