一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法与流程

本发明属于地下排水管道施工，涉及非开挖地下排水管道施工技术，尤其是一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法。

背景技术：

1、随着新型城镇化、乡村振兴建设步伐的不断加快，对生态文明建设的要求越来越高，基础设施成为社会赖以生存发展的一般物质条件，其中地下排水系统是相当重要的组成部分。原来城市老城区和乡村传统的合流制排水体制不能达到城乡出水排放标准，向分流制改造转型是大势所趋。对于人员居住密集、老旧地下管网繁多以及周边环境条件复杂的地区，明挖改造施工影响范围大，不仅导致交通堵塞、居民出行不便，而且路面破坏严重、后期修复工程量大，施工成本难以控制。

2、非开发施工法可在不开挖（或者少开挖）地表的情况下进行铺设、维修和更新地下排水管道，其中定向钻法得到广泛应用。但定向钻法在拉管前需要对钻孔进行一次甚至多次回扩，步骤繁琐，施工效率一般；且管道高程偏差较大，难以控制。除此之外，现有的定向钻法在施工结束时，管材与扩孔之间的空隙处理，不能像开挖施工那样进行回填夯实，因此，易发生涌水涌砂、路面坍塌等问题。

3、为此，我们提出一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全性好、效率高的单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，以解决在老城区及乡村排水管道明挖施工破坏范围大、安全风险高等难题，可实现安全、经济地在交通繁华、人员居住密集区段进行施工。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案为：

3、一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，包括以下步骤：

4、步骤一、基坑预开挖

5、根据施工设计图纸确认一个或多个工作井的位置，破除所述工作井周围的路面混凝土，进行基坑预开挖；

6、步骤二、工作井施工

7、将所述工作井下沉至设计标高；

8、步骤三、洞口施工

9、在所述工作井的井壁上施工洞口，所述洞口用于穿装管道；

10、步骤四、先导孔施工

11、地面上设置有水平定向钻钻机，所述水平定向钻钻机安装有导向钻头，所述导向钻头后固定连接有钻杆，所述导向钻头按照预设路线钻出先导孔，所述先导孔包括造斜直线段、造斜曲线段和直线段，所述直线段串接所述工作井；

12、步骤五、回扩掘进和拉顶

13、所述管道由若干管节依次连接组成，所述管节的前端部安装回扩装置，所述回扩装置对先导孔进行扩孔作业及拉管施工，所述管节的后端部安装推进装置，所述推进装置实现自锁接口管道的连接和顶管目的，所述回扩装置和推进装置同步运行,实现扩、拉、顶三个施工工序同步进行的目的；

14、步骤六、洞口填塞封堵

15、相邻两个所述工作井之间的管节形成一段管道，每段管道施工完成后，对每段管道的管节与所述洞口之间的空隙进行填塞封堵；

16、步骤七、管道清理及检测

17、管道施工结束后，将管道内部的泥浆冲洗干净，进行管道的检测以及功能性测试。

18、在进一步的实施例中，所述步骤六中，所述回扩装置包括掘进机头、排泥机头和回顶钻杆，所述掘进机头后方依次固定连接所述排泥机头以及所述回顶钻杆，所述回顶钻杆穿过所述管道与所述推进装置固定连接。

19、在进一步的实施例中，所述管道由多节管节依次首尾密封拼接而成。

20、在进一步的实施例中，所述步骤三洞口施工前，在所述工作井两侧的所述洞口位置分别对称设置高压旋喷桩对所述洞口进行加固和止水。

21、在进一步的实施例中，所述高压旋喷桩水泥采用强度等级大于等于42.5的普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比1.0；所述高压旋喷桩桩底标高同工作井刃脚底标高。

22、在进一步的实施例中，所述高压旋喷桩为单排或双排设计。

23、在进一步的实施例中，所述步骤三中，所述洞口分为两次施工，在步骤三的施工中所述洞口留有预设的壁厚；在步骤五中，再将所述洞口预设的壁厚破除。

24、在进一步的实施例中，所述步骤六中，所述管道与所述洞口的密封结构为：所述管道上缠绕一圈沥青麻丝，所述沥青麻丝的内侧填充细石砼，所述沥青麻丝的外侧填充石棉水泥，所述石棉水泥的外侧涂覆密封胶。

25、在进一步的实施例中，所述步骤二中，所述工作井由多节钢筋混凝土管拼接构成，相邻的所述钢筋混凝土管的管节接口为企口结构，并采用橡胶圈和水泥砂浆密封。

26、在进一步的实施例中，所述推进装置为油压千斤顶。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、1、本管道施工方法采用回扩装置和推进装置，二者同步运行，将扩孔、拉管、顶管三个施工工序同步进行，加快施工进程，施工效率高；与传统水平定向钻法相比，施工步骤精简，缩短工期，每台设备每日平均可完成管道拉顶60m，同时泥浆排放量减少高达90%，降低施工成本。

29、2、本管道施工方法设置了多个工作井，可进行远距离施工，每段管道施工结束后对管道与洞口的间隙进行填充，防止涌水涌砂、路面坍塌的问题出现。

30、3、本管道施工方法的管道由多段管节拼接而成，便于在工作井中安装，同时可省略工作井段的造斜步骤，将传统水平定向钻法的双侧造斜改为单侧造斜，降低施工成本，加快施工进程。

31、4、本管道施工方法占地面积小，开挖量小，对周边交通的影响小，用于小口径非开挖排水管道施工，标高控制精度高。

32、5、本管道施工方法在旧城区、乡村雨污分流管道改造施工中，不仅减少对原貌的破坏面积，修复（或复垦）工程量小；同时施工速度快，泥浆排放量少，减少对周边居民的干扰。

技术特征：

1.一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述步骤六中，所述回扩装置包括掘进机头、排泥机头和回顶钻杆，所述掘进机头后方依次固定连接所述排泥机头以及所述回顶钻杆，所述回顶钻杆穿过所述管道（9）并与所述推进装置固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述管道（9）由多节管节依次首尾密封拼接而成。

4.根据权利要求1或2的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述步骤三洞口施工前，在所述工作井（1）两侧的所述洞口（16）位置分别对称设置高压旋喷桩（7）对所述洞口（16）进行加固和止水。

5.根据权利要求4所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述高压旋喷桩（7）水泥采用强度等级大于等于42.5的普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比1.0；所述高压旋喷桩（7）桩底标高同工作井（1）刃脚底标高。

6.根据权利要求4所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述高压旋喷桩（7）为单排或双排设计。

7.根据权利要求1或2所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述步骤三中，所述洞口（16）分为两次施工，在步骤三的施工中所述洞口（16）留有预设的壁厚；在步骤五中，再将所述洞口（16）预设的壁厚破除。

8.根据权利要求1或2所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述步骤六中，所述管道（9）与所述洞口（16）的密封结构为：所述管道（9）上缠绕一圈沥青麻丝（13），所述沥青麻丝（13）的内侧填充细石砼（12），所述沥青麻丝（13）的外侧填充石棉水泥（14），所述石棉水泥（14）的外侧涂覆密封胶（15）。

9.根据权利要求1或2所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述步骤二中，所述工作井（1）由多节钢筋混凝土管拼接构成，相邻的所述钢筋混凝土管的管节接口为企口结构，并采用橡胶圈（5）和水泥砂浆（6）密封。

10.根据权利要求2所述的一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，其特征在于：所述推进装置为油压千斤顶（11）。

技术总结
本发明涉及一种单侧造斜的水平定向钻管道施工方法，包括以下步骤：步骤一、基坑预开挖；步骤二、工作井施工；步骤三、洞口施工；步骤四、先导孔施工；步骤五、回扩掘进和拉顶；步骤六、洞口填塞封堵；步骤七、管道清理及检测。本发明采用回扩装置和推进装置，二者同步运行，将扩孔、拉管、顶管三个施工工序同步进行，加快施工进程，施工效率高；通过设置多个工作井，可进行远距离施工，每段管道施工结束后对管道与洞口的间隙进行填充，防止涌水涌砂、路面坍塌的问题出现；本发明的管道由多段管节拼接而成，便于在工作井中安装，同时可省略工作井段的造斜步骤，将传统水平定向钻法的双侧造斜改为单侧造斜，降低施工成本，加快施工进程。

技术研发人员：朱舸,唐仲茂,狄鹏,闫建龙,逯卫兵,王小东,高俊杰,曹远财
受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13