排水管道定向钻进敷设施工及验收技术规范

5 、施工准备

5.1 管材

5.1.1 施工管材选择与施工方法有关。目前市场上常用管材有HDPE 聚乙稀平壁管和HDPE 聚乙稀缠绕结构壁管，前者接口采用热熔焊接，强度高，能承受较大拉力；后者接口采用电热熔带连接，抗拉强度低，须外加钢筋网以传递拖拉力需钻孔直径较大。从实际施工情况看，采用HDPE 聚乙稀缠绕结构壁管，暴露问题较多，接口容易拉脱。为保证工程质量，因规范规定建议采用HDPE 平壁管。

5.1.2 明确HDPE 聚乙稀管材的物理性能指标， PE80 SDR21 0.6MPa 管材环刚度在8kN/m2 左右，实际环刚度以实测值为准。管材允许的回拉应力是作为管道允许回拉力计算依据，以管材不发生塑性变形为限。

5.1.3 本条规定HDPE 聚乙稀平壁管应符合现行国家标准“给水用聚乙稀（PE）管材”GB/T13663-2000的规定，用于排水管道须选用PE80 SDR21 内压0.6MPa 以上管材，其规格尺寸如表5.1.3 示：

表5.1.3 HDPE 聚乙稀平壁管规格尺寸

规格 公称外径mm(DN/OD) 200 225 250 280 PE80 SDR21 0.6MPa 315 355 400 450 500 560 630 排水管道均以内径计算，故必须采用满足内径设计要求的规格。若图中标注为DN400，则应

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壁厚mm 9.6 10.8 11.9 13.4 15.0 16.9 19.1 21.5 23.9 26.7 30.0 公称内径mm (DN/ID) 180.8 203.4 236.2 253.2 285.0 321.2 361.8 407.0 452.2 506.6 570.0 选用PE80OD 为450mm、内径为407mm 规格的管子。

5.2 定向钻进轨迹设计

5.2.1 定向钻进拖拉法施工前必须进行钻进轨迹设计，并在施工过程中予以控制。曲线段的曲率半径取决于土层的造斜能力（土层能提供反力大小），钻头掌面的造斜能力或两者综合作用所能达到的造斜强度。当试钻过程中，发现造斜强度不够，不能满足轨迹设计要求时，应分析原因，采取改变轨迹设计或增强造斜强度。本条规定计算造斜段水平距离的公式，L 值大小直接影响管道段轴线控制精度，国内L 值一般为管道埋深的8~10 倍，国外则高达11 倍以上。 5.2.2 为保证管道段轴线精度，导向钻杆在控制井进出洞时，其走向要有提前量和滞后量。 5.2.3 对于排水管道定向钻进拖拉法施工，其入土角更要小些，可较容易过渡到水平面，钻杆弯曲程度也较小；出土角控制在保证管道轴线精度的前提下，以方便管道的回拉施工为准，一般可较入土角大。

5.2.4 相邻两节钻杆允许转向角不能太大，否则回转扭距增大，钻杆容易折断；同时，转向角太大，回扩孔钻头容易跑偏。

5.2.5 本条规定考虑了施工对地面道路、铁路、建筑物、河流的影响范围，其根据目前积累的施工经验而编制，有待工程进一步实践，不断改进和完善。

5.2.6 定向钻进敷设管道钻孔的稳定性取决于土层的性质，特别是土的抗剪强度和土层的内摩擦角。在实际施工中，钻孔的钻掘面上的应力释放后失去平衡并产生剪切应力，若大于抗剪强度，钻掘面就发生坍方；泥浆护壁是短时间维护孔壁的稳定性，随着时间的推移，应力的转移将逐渐趋于平衡。这涉及两个问题：1、土层的自立高度；2、最小覆土深度。通过计算提出能安全施工的最小间距。

5.2.7 本条通过计算规定了定向钻进敷设排水管道的最小曲率半径。

5.2.8 本条引用《非开挖敷设地下管线施工技术与实践》一书中有关极限弯曲强度的确定编制。

5.3 控制井

5.3.1 设置控制井目的是能直观地控制定向钻进平面和高程，以精确控制管道水力坡度。 5.3.2 推荐控制井施工顺序，是保证排水管道高程控制的措施之一。

5.3.3 控制井的支护形式是否稳定、安全，由设计单位计算确认。二程式拖拉法使用的控制井还

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须考虑顶、拉力对支护结构的影响。

5.3.4 按二程式拖拉法施工设备尺寸要求，规定最小尺寸，实际施工中可根据现场条件作适当调整。

5.3.5 本条规定二程式拖拉法每节施工最大长度，便于设计和施工控制。 5.3.6 此条为防止管道回拉完成后隔若干时间会发生回缩的措施。

5.4 进出洞口措施

5.4.1 本条规定了控制井洞口防渗的加固的常用方法，应根据土质条件和沉降控制要求，采取有效的技术措施。

5.4.2 在深基坑情况下，应经计算确定洞口加固方法。

5.4.3 本条针对二程式拖拉法施工工艺须采取的技术措施，类似顶管施工的“洞口密封止水装置”， 但实际操作中更复杂。

5.5 回拉力计算

通过工程实践摸索和总结的经验公式。理论上，Py、Pf 与管道埋深有关，但实际情况，当护壁成孔稳定的前提下，回拖力与管道埋深关系不大。回拖力与护壁成孔是否稳定有关。

表5.5 最大拖拉长度控制表

管道口径(mm) 所处土层 粘性土 DN300 砂性土 粘性土 DN400 砂性土 粘性土 DN600 砂性土 120 当采用特殊、有效的成孔及减摩措施时，最大拖拉长度可适当增加。 150 160 180 200 最大长度(m) 250 备注 39

6、施工

6.1 施工机械的安装、调试

6.1.1 根据国内外钻机性能归纳分类，排水管道定向拖拉法施工一般采用中型钻机。

6.1.2 本条规定了定向钻进设备安装应符合的基本条件。钻机的锚固不得忽视，要满足钻机最大回拖力要求，严防钻机锚固时将地锚打在既有地下管线上，造成对地下管线的损坏。合理的钻机锚固可保证钻机在给进和回拉施工时，机械功率的正常使用，并按设计轨迹完成导向孔施工，减小设备、钻杆的磨损和损坏。

6.1.3 导向探测仪是定向钻进的眼睛，其探测精度及抗干扰能力直接决定导向孔轴线精度。通常情况下，导向钻进多配备手持式导向仪，用来测量深度、倾角、温度等基本参数，必须要有具备相关知识和技能、具有丰富操作经验的技术人员上岗作业。

6.1.4 本条规定对不同的地层采用不同的钻头，以更好地实现方向控制，同时减小推进阻力，适应地层的切削破碎，减小钻头磨损，提高钻进效果。

6.1.5 二程式拖拉法钻机调整精度高，与井壁支撑须有足够的强度和刚度。

6.1.6 采用强度足够的钻杆才能承受钻进扭矩和回拖负荷，钻杆的外径和壁厚对钻孔的弯曲半径有影响。对于排水管道定向钻进法施工，对管道位置精度有严格要求，因此，推荐使用大直径钻杆，保证导向钻杆具有足够的强度、刚度。

6.2 定向钻进敷设管道

6.2.1 定向钻进拖拉法和二程式拖拉法有自身的工艺控制要求，必须严格按工艺流程操作。 6.2.2 本条规定了导向孔钻进中应注意的问题和采取的必要方法。导向孔钻进时最重要的技术环节是钻孔轨迹的监测和控制。采用带斜面非对称钻头钻进导向孔时，地面导向仪可直接探测出钻头位置、深度等钻进参数，判断钻孔位置与设计轨迹的偏差（尤其在造斜段钻进时），二程式拖拉法用经纬仪则可直接观察到偏差值，根据偏差大小随时进行调整，以确保钻孔沿设计轨迹钻进。 6.2.3 扩孔直径的大小应根据地层条件和管道类型确定，要在实际施工中进行经验总结，控制适当的扩孔直径，孔径过小，影响回拉，孔径过大，且容易造成孔凹陷，或扩孔直径较大时，扩孔钻头类型和土层条件将直接影响扩孔速度。

6.2.4 回拉力、钻速、钻进液流量之间存在最佳的配合关系，应根据理论及经验通过调节这些参数，使钻进施工达到安全、高效、低耗。

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