排水管道工程定向钻孔拖拉法.docx

排水管道工程定向钻孔拖拉法施工及验收规程（试行）Code for Directional Drilling construction andacceptance of Micro sewerage pipelines trechless主编单位：上海城投水务事业部水环境公司 上海市城市建设设计研究院参编单位：上海市第二市政工程有限公司 上海建工桥隧筑港有限公司 二00五年八月1、 总则 22、 术语、符号 32.1、 术语 32.2、 符号 43、 基本规定 54、 设计 64・1管材 65.2定向钻孔轨迹设计 75.3控制井 95.4进出洞口措施 105.5回拖力计算及最大拖拉长度 116、 施工 135.1 一般规定 135.2施工机械安装、调试 135.3定向拖拉施工 157、 工程质量验收 196.1 一般规定 196.2试验与检测 196.3工程竣工验收 20附录一施工记录表式 21附录二 本规程用词说明 27 1.0.1 为了加强对排水管道工程定向钻拖拉法施工的质量控制，特制 订本规程1.0.2 本规程适用于上海地区新建、扩建和改建的永久性室外排水管 道工程定向钻孔拖拉法施工及验收，管道口径为DN600mm及以下。

1.0.3 本规程依据国家工程建设的法律、法规、管理标准和有关技术 规范标准编制除符合本规程所规定的要求外，尚应符合国家现行相 关规范、规程1.0.4 本规程未作规定或工程有特殊要求时，应按国家和上海市的有 关标准规范执行1.0.5 工程中所需原材料、半成品和成品的技术质量标准，应符合国 家及上海市现行的有关规范、标准执行，同时应符合本规程规定2术语、符号2.1术语2.1.1定向钻孔拖拉法定向钻机设在地面上，在不开挖土槽的条件下，采用探测仪导向， 控制钻杆钻进方向，达到设计管道轴线要求，经多级扩孔，拖拉管道 回拉就位，完成管道敷设2.1.2二程式拖拉法将设备置于工作井中，采用经纬仪导向，控制钻杆钻进方向，从 接收井回拖拉管道就位，完成管道敷设2.1.3平壁管内外壁光滑平整的管材2.1.4环刚度管道抵抗环向变形的能力可采用测试方法或计算方法定值，单 位 kN/m 22.1.5 控制井为控制导向钻杆敷设标高而设立的井，一般设置在设计的检查井 位置2.1.6造斜段钻杆由入土角转为水平角及由水平角转向出土角的过渡段2.1.7多级扩孔控向完成导向钻杆敷设后，须采用从小到大不同口径的钻头回转切削成所需孔径。

2.1.8护壁泥浆在扩孔过程中，须及时连续地注入护壁泥浆，其作用减小切土扭距、 护孔成形、携带钻屑，护壁泥浆配制及施工方法是施工的关键工序 2.1.9回拉扩孔后必须立即进行回拉，以防塌孔和环向变形扩孔完成并达 到规定的技术指标后，将设计要求的管材连接成管道，用导向钻杆回 拉就位回拉速度范围通常介于25〜50cm/min 之间2.2符号H-排水管道埋深(管内底深度，单位为m)H一排水管道中心线深度(m)D 一管外径(mm)Do一管内径(mm)L一定向钻造斜水平距离(m)A—每节导向钻杆长度(m)A一相邻两节钻杆允许转向角(° )Rmin -HDPE管最少曲率半径(mm)E -HDPE管弹性模量(MPa )-HDPE管弯曲应力(MPa ) pRz —钻杆曲率半径(mm)Dz—钻杆外径(mm)3基本规定3.0.1 排水管道定向拖拉施工方法一般有定向钻孔拖拉法工艺和二程 式拖拉法工艺，必须根据周围环境条件确定具体施工方法3.0.2 排水管道定向拖拉施工方法，宜交叉使用定向钻孔拖拉法工艺 和二程式拖拉法施工，以保证管道轴线控制在同一设计轴线上3.0.3 控制井与管道施工顺序，宜先进行控制井施工，后进行管道定 向拖拉施工。

3.0.4 拖拉用的管材宜采用PE管，其材质及性能均应符合国家有关现 行标准及相应规定3.0.5 定向拖拉施工中的护壁泥浆应根据地质条件合理使用3.0.6 在定向拖拉施工中和施工后，管道上方的地面及相邻建筑物不 得有沉陷、坍塌或隆起，相邻或相交管线及地下构筑物应无损坏4施工准备4.1管材选择4.1.1 拖拉用的管材宜采用HDPE聚乙稀平壁管，管材的强度及环刚 度必须满足施工及使用阶段的荷载要求1） 施工采购的管材，应符合现行国家标准或行业标准，对尚未 制定国家标准或行业标准的产品不得采用2） 本规程中采用的管材使用寿命不得低于50年4.1.2 HDPE聚乙稀管材的物理性能应符合下列规定：质量 密度：0.94〜0.96g/cm 3 ；短期弹性模量：N 800MPa ；抗拉强度标准值：不小于20.7MPa ；抗拉强度极限值：N 80MPa ；抗拉强度设计值：不小于16.0MPa弯曲模量N 300MPa ；环向弯曲刚度：不小于8kN/m 2管材允许的拖拉应力按12MPa控制4.1.3 管材的外观质量及尺寸应符合下列要求：（1）管材外观颜色应一致，内壁光滑平整，无划伤、毛刺等缺陷2 ）接前管材的端面应平整且与管中心轴线垂直，管材长度方向 不得有明显弯曲现象。

3 ）管材外壁应有统一的标识（生产企业、产品名称、公称直径、环刚度及生产日期等）4 ）拖拉管的内径必须满足设计管径的要求常用的有DN300、 DN400、DN500、DN600.4.1.3 所采用的HDPE聚乙稀管的主要设计标准应满足流量要求、环 刚度和辅管过程中的拖拉力的要求4.2定向钻孔轨迹设计式 4.2.1-14.2.1 定向钻孔轨迹线段宜由造斜直线段、曲线段、水平直线段（与 管道排水坡度一致）等组成，为保证水平直线段精度要求，造斜段水 平距离L可按图4.2.1计算确定Ho=H-D o/2L=2A+[H o-A(Sin a +Sin2 a + …+Sin(n a ))]/tg(n a )式 4.2.1-2+A(Cos a +Cos2 a + …+C0s(n a ))n取值在3〜5范围图4.2.1 定向钻孔轨迹设计图4.2.2 入土造斜段与管道直线段之间及管道直线段与出土造斜段之间，至少应有一根钻杆长度达到管道直线段坡度要求4.2.3 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204.2.4 相邻两节钻杆允许转向角根据土质条件，钻杆长度、材料等因 素确定，土质越软弱，a角越小，a角取值一般在1.5 °〜3.0°。

4.2.5 定向拖拉穿越公路、铁路、河流时，最小覆土深度应符合有关 专业规范要求；当专业规范无特殊要求时，管道敷设最小覆土深度应 符合表4.2.5的规定表4.2.5管道敷设最小覆土深度序号穿越对象最小覆土深度1城市道路与路面垂直净距＞1.5m2公 路与路面垂直净距＞1.8m ；路基坡脚地面下＞1.2m3高速公路与路面垂直净距＞2.5m ；路基坡脚地面下＞1.5m5铁 路路基坡脚处地表下＞5m ； 路堑地形轨顶下＞3m ； 0点断面轨顶下＞6m6河 流一级主河道规划河底标高以下＞3m ； 二级河道规划河底标高以下＞1.5m ；4.2.6 待敷设管道与建筑物和既有地下管线的距离应符合下列规定：（1） 敷设在建筑物基础以下时，与建筑物基础的水平净距必须在 持力层扩散角范围以外，尚应考虑土层扰动后的变化，扩散角不得小 于 45 ° ；（2） 在建筑物基础以下敷设管道时，必须经验算后确定深度；（3） 与既有地下管线平行敷设时，水平净距不得小于0.6m ；（4） 从既有地下管线下部交叉敷设时，垂直净距应符合下列要求：①粘性土不得小于0.5m ；②砂性土不得小于1.0m ；（5） 遇可燃性管道和特种管线及弯曲孔段应考虑加大水平净距和 垂直净距。

达不到上述距离时，应增设有效的技术安全防护措施4.2.7 HDPE管材的弯曲半径应大于管材外径的40倍控制的最少曲 率半径可按公式（4.2.7）计算Rmin=ED/ （ 2%） （ 4.2.7）4.2.8 钻杆的曲率半径应由钻杆的弯曲强度值所确定根据经验一般 RzZ 1200D Z4.3控制井4.3.1控制井结构形式应由设计单位确定，井尺寸根据工艺方法不同而 定管道洞口处理要有密封装置，防止漏水漏泥4.3.2控制井应根据拖拉长度，并结合场地条件、水文地质条件和设计参数，设 置若干控制井，且至少二个，一般设置在检查井位置4.3.3 定向拖拉施工时，应先进行控制井施工，后进行管道定向拖拉 施工一般在长度大于100m时至少在中间加设一座控制井4.3.4 控制井支护形式按管道埋深、水文地质条件及既有管线分布由 设计确定4.3.5 二程式拖拉法控制井平面内净尺寸不小于长X宽=4.0m X 2.5m , 管道中心与底板顶面净距不小于750mm4.3.6 二程式拖拉法施工每节长度一般控制在75m以下4.3.7 拖管回拉完成后，管材需要若干小时（一般等于牵引时间）恢 复拖拉时产生的应变当从铰过的钻孔中牵引时，拖拉头应被拉出控 制井井壁一定距离其值大约等于整个拉伸长度的3 %。

通常需等待一整 夜恢复后，再切断管道4.4进出洞口措施4.4.1 定向拖拉施工进出控制井洞口应根据不同水文地质条件、埋深、 周围环境和经济性，选择合理的进出洞口加固技术措施进出洞口措 施可以有降水、注浆、冻结等加固方法4.4.2 对条件允许的场合，可优先考虑降水法若采用注浆加固法， 应充分考虑钻头的切削能力，土体加固的强度和时间在深基坑条件 下，在施工前应经计算确定其加固处理方法和尺寸进出洞口措施应 保证扩孔及管道进出洞口过程中的土体稳定4.4.3 控制井洞口要设置能满足不同口径要求的密封止水装置，防止 漏水漏泥4.5回拖力计算及最大拖拉长度4.5.1管道回拖力计算按图4.5.1所示如下:-管道I02 O+SD分离器一XZ-扩孔钻头一导向钻杆尺寸单位为厘米.图4.5.1回拖力计算示意图Pt=Py+PfPy=兀 Dk2Ra/4(4.5.1-2 )(5.5.1-3 )Pf=兀 DLf式中Pt —回拖力（kN ）；P 一扩孔钻头迎面阻力（kN ）； yPf-管周摩阻力（kN ）；R一扩孔钻头外径（m），一般为管道外径1.3〜1.5倍; kD一管道外径（m）；Ra 一迎面土挤压力（kpa ）在上海地区，粘性土 Ra在50〜60kpa ；砂性土在80〜100kpa ；L一管道长度（m）； f一管周与土的摩擦系数（kpa ）。

在上海地区，粘性土 f在0.3〜0.4kpa ；砂性土在 0.5〜0.7kpa ；4.5.2 定向钻孔拖拉法施工，最大拖拉长度宜控制在表4.5.2范围内:表4.5.2最大拖拉长度控制表管道口径(mm)所处土层最大长度(m)备注DN300粘性土250砂性土180DN400粘性土200砂性土150DN600粘性土160砂性土120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5施工5.1 一般规定5.1.1 排水管道定向拖拉施工应符合设计要求，并要求技术措施安全 可行，减少环境污染，不破坏相邻建（构）筑物及管线。