本發(fā)明涉及鐵路站場(chǎng)施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵路站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的舊車站往往需要進(jìn)行擴(kuò)建或改造，在鐵路站場(chǎng)建設(shè)過程中，需要布置列車上水系統(tǒng)，從而維持車站旅客列車的上水功能，上水系統(tǒng)施工過程中，最重要的環(huán)節(jié)和施工任務(wù)就是鋪設(shè)輸水管路，布置上水井。

由于受到現(xiàn)有鐵路站場(chǎng)內(nèi)設(shè)施的影響，無(wú)法采取明挖的作業(yè)方式完成管路的鋪設(shè)，一方面，由于鐵路站場(chǎng)地面已修建較多的建筑物，無(wú)法進(jìn)行明挖；另一方面，受到現(xiàn)有鐵路運(yùn)輸?shù)南拗?，不能拆除現(xiàn)有的鐵路路線，而且現(xiàn)有的鐵路路線下方也安裝有較多的纜線和管線；再者，由于鐵路站場(chǎng)的電化區(qū)段布設(shè)有較多的接觸網(wǎng)，這些布置在路面上方的接觸網(wǎng)往往已經(jīng)掛網(wǎng)通電，任何施工設(shè)備均應(yīng)當(dāng)避免與網(wǎng)路刮擦而導(dǎo)致發(fā)生安全事故，進(jìn)而無(wú)法采取常規(guī)的機(jī)械大開挖方式進(jìn)行施工。

上述這些問題直接影響了在鐵路站場(chǎng)電化區(qū)段進(jìn)行上水系統(tǒng)的施工建設(shè)，針對(duì)這一問題，目前采取的方式為人工開挖，通過人工開挖低下管道進(jìn)行管路鋪設(shè)，但是采用人工開挖的方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高和作業(yè)效率低下等的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在鐵路站場(chǎng)電化區(qū)段鋪設(shè)上水管道時(shí)，存在無(wú)法采用明挖方式施工，以及采用人工開挖所存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下和安全性差的問題，提供一種鐵路站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法，該施工工法采用鉆機(jī)掘進(jìn)管道孔，并同時(shí)采用該鉆機(jī)設(shè)備回拖管道的方式填充管道孔，從而完成上水系統(tǒng)管道鋪設(shè)工作，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無(wú)法明挖的問題，避免了采用人工挖掘所存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下和安全性差的問題，使施工效率大大提升。該方案大大降低了施工成本，縮短了施工工期，解決了在既有線路鐵路站場(chǎng)內(nèi)施工的技術(shù)難題，保證施工安全和質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種鐵路站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法，包括下述步驟：

a、測(cè)量放線；

b、布置場(chǎng)地，包括位于地面設(shè)施兩端的設(shè)備場(chǎng)地和管線場(chǎng)地；

c、開挖，開挖工作坑和回拖管溝；

d、掘進(jìn)管道孔，采用整體定向穿越的方法掘進(jìn)管道孔，

e、鋪設(shè)管道，在掘出點(diǎn)將待鋪設(shè)管道與掘進(jìn)設(shè)備連接，并回拖管道，完成鋪設(shè)。

通過測(cè)量放線，有效避開施工路面下方已有的纜線和管線，保證在施工過程中現(xiàn)有設(shè)施的安全；將設(shè)備場(chǎng)地和管線場(chǎng)地分別布置在地面設(shè)施的兩側(cè)，成功避免了地面已有設(shè)施的干擾和影響，所述設(shè)備場(chǎng)地用于布置掘進(jìn)設(shè)備，管線場(chǎng)地用于放置待鋪設(shè)的管道，并且在設(shè)備場(chǎng)地和管線場(chǎng)地分別設(shè)置工作坑，為后序掘進(jìn)設(shè)備掘進(jìn)管道孔并回拖管道作好準(zhǔn)備；通過開挖工作坑，工作坑包括位于設(shè)備場(chǎng)地的入口工作坑和位于管線場(chǎng)地的回拖坑，用于掘進(jìn)設(shè)備從入口工作坑掘進(jìn)，直至鉆穿至回拖坑，緊挨回拖坑開挖回拖管溝，用于掘進(jìn)設(shè)備將管道回拖鋪設(shè)；掘進(jìn)設(shè)備通過整體定向穿越的方法掘進(jìn)管道孔，掘進(jìn)方向按照步驟a中測(cè)量放線的掘進(jìn)軌跡開展，掘進(jìn)完成后在回拖坑處與管道連接，將待鋪設(shè)管道回拖完成鋪設(shè)。

采取上述方式，避免了進(jìn)行明挖，解決了采用人工挖掘所存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下和安全性差的問題，使施工效率大大提升，該方案大大降低了施工成本，縮短了施工工期，解決了在既有線路鐵路站場(chǎng)內(nèi)施工的技術(shù)難題，保證施工安全和質(zhì)量。

本方案中，采用整體定向穿越的方法掘進(jìn)管道孔，避免了全面開挖所遇到的一系列問題，不會(huì)影響到現(xiàn)有鐵路路線的運(yùn)輸和使用，同時(shí)，避免了對(duì)開挖管道上方的設(shè)施、線路和管路等建筑設(shè)備造成影響，特別是在鐵路站場(chǎng)電化區(qū)段進(jìn)行施工，完全避開了已經(jīng)掛網(wǎng)通電的線路網(wǎng)絡(luò)；而且，這種整體定向穿越的施工工法，開挖量較小、施工成本低，大大提高了施工速度，縮短了施工周期，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

優(yōu)選的，所述步驟a中，包括以下步驟：

a1、采用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)現(xiàn)有線纜及管線，確定鋪設(shè)管道鋪設(shè)的深度及位置；

a2、放出鉆機(jī)場(chǎng)地控制線及設(shè)備擺放位置線，使鉆機(jī)中心線與入土點(diǎn)、出土點(diǎn)在同一條直線上。

所述地質(zhì)雷達(dá)包括雷達(dá)主機(jī)和天線，所述天線采用多種頻率的天線。

由于施工區(qū)域有較多的建筑，在這些建筑物下方埋設(shè)有線纜及相關(guān)管線，在使用本方案施工時(shí)，極有可能破壞損傷地下現(xiàn)有線纜及管線設(shè)施，因此，在施工前，需采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，從而確定鋪設(shè)管道的深度及位置，提前制定施工方案。

采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，該探測(cè)方法基于不同介質(zhì)之間的介電性差異，利用介質(zhì)對(duì)電磁波的反射特性，對(duì)介質(zhì)內(nèi)部的構(gòu)造和缺陷（或其他不均勻體）進(jìn)行探測(cè)。其工作過程是：由發(fā)射天線向探測(cè)對(duì)象中發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)其在傳播過程中遇到不同的目標(biāo)體（巖石、土體、混凝土、管線、空洞等）的介電性差異界面時(shí)，就有部分電磁波反射回來(lái)被接收天線接收并由主機(jī)記錄，從而得到自發(fā)射天線經(jīng)介電性差異界面反射回到接收天線的電磁波雙程走時(shí)。當(dāng)介質(zhì)中的電磁波速已知時(shí)，可根據(jù)測(cè)得的走時(shí)求得目標(biāo)體的位置和埋深，電磁波反射波組的波形與強(qiáng)度特征，通過同相軸的追蹤可研究探測(cè)對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。雷達(dá)主機(jī)具有輕便、自動(dòng)化程度高、信號(hào)穩(wěn)定、檢測(cè)速度快和分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，可連接使用多種頻率的天線，實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)剖面，并可在微機(jī)工作站上進(jìn)行數(shù)據(jù)的后處理解釋工作，通過數(shù)據(jù)采集和處理一體化，實(shí)現(xiàn)彩顯三維立體圖像，能進(jìn)行windows視窗平臺(tái)作業(yè)。

在放出鉆機(jī)場(chǎng)地控制線及設(shè)備擺放位置線時(shí)，可根據(jù)設(shè)計(jì)交底（樁）與施工圖紙得到。

優(yōu)選的，所述步驟b中，包括下述步驟：

b1、根據(jù)入土點(diǎn)、出土點(diǎn)分別確定入口工作坑和出口工作坑的施工區(qū)域；

b2、確定設(shè)備場(chǎng)地上用于鉆機(jī)工作的操作空間大于鉆機(jī)鉆桿的單根長(zhǎng)度；

b3、確定管線場(chǎng)地上用于放置管道的空間長(zhǎng)度大于管道長(zhǎng)度；

b4、分別布置泥漿池、施工便道和鉆屑處理池。

鉆機(jī)工作的操作空間大于鉆機(jī)鉆桿的單根長(zhǎng)度，是指操作空間（長(zhǎng)×寬×高）中每個(gè)方向的長(zhǎng)度均大于單根鉆桿的長(zhǎng)度，由于鉆機(jī)的單根鉆桿不能彎折，采取這種方式便于操作。

用于放置管道的空間長(zhǎng)度大于管道長(zhǎng)度，使待鋪設(shè)的管道不用彎折就能放置，管線場(chǎng)地具有足夠長(zhǎng)的工作空間，使穿越工程滿足鋪設(shè)的管線做到一次性拉入，同時(shí)避免管線在水平方向的彎曲，采取這種方式，保證施工質(zhì)量，避免因多次回拉連接管線造成施工質(zhì)量的不確定。

優(yōu)選的，所述步驟a之后還包括有步驟a′：根據(jù)管道孔的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行鉆機(jī)選型，所述設(shè)計(jì)參數(shù)包括管道孔終孔口徑、彎曲半徑和管道長(zhǎng)度。

所述設(shè)計(jì)參數(shù)值的大小直接影響到鉆機(jī)在鉆孔時(shí)收到的作用力，包括摩擦阻力、泥漿粘滯力、彎曲阻力和鉆頭迎面阻力。經(jīng)過測(cè)量，可以確定掘進(jìn)的路線、軌跡（包括深度）和地質(zhì)條件等相關(guān)參數(shù)，從而可以根據(jù)這些相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，完成鉆機(jī)選型。

所述摩擦阻力主要來(lái)源于兩個(gè)方面，包括管子與鉆孔間的阻力，以及管子與入口區(qū)域的地面之間的阻力。

優(yōu)選的，所述鉆機(jī)的類型為定向鉆機(jī)，鉆機(jī)的鉆孔能力至少應(yīng)大于計(jì)算參數(shù)值的30%以上，所述計(jì)算參數(shù)值與鉆機(jī)鉆孔時(shí)受到的作用力相關(guān)，包括摩擦阻力、泥漿粘滯力、彎曲阻力和鉆頭迎面阻力。

通過計(jì)算摩擦阻力、泥漿粘滯力、彎曲阻力和鉆頭迎面阻力得到需要的鉆機(jī)鉆孔能力，使鉆機(jī)滿足使用要求。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所選的鉆機(jī)能力至少應(yīng)大于計(jì)算所需的30%以上，并同時(shí)考慮到現(xiàn)場(chǎng)地形、交通條件、管線埋深等因素綜合選擇鉆機(jī)。

優(yōu)選的，所述步驟d中，在掘進(jìn)管道孔時(shí)，向管道孔內(nèi)注入用于穩(wěn)定鉆孔的鉆進(jìn)液。

所述鉆進(jìn)液的成分包括清水、膨潤(rùn)土、處理劑、聚合物、混合劑和潤(rùn)滑液。

由于鉆進(jìn)泥漿具有多方面的功能，注入鉆進(jìn)泥漿，最主要的目的是能維持鉆孔的穩(wěn)定性，另外，泥漿還有攜帶鉆屑、冷卻鉆頭、噴射鉆進(jìn)等功能。鉆進(jìn)液的成分根據(jù)地質(zhì)條件要求可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)，在管道與孔壁環(huán)狀空間里的鉆進(jìn)液還有懸浮和潤(rùn)滑作用，有利于管道的回拖。

鉆進(jìn)泥漿經(jīng)泥漿泵泵入鉆桿，從鉆頭噴射出來(lái)，在經(jīng)鉆桿與孔壁的環(huán)狀間隙回到泥漿循環(huán)箱。鉆進(jìn)液由清水+膨潤(rùn)土+處理劑+聚合物+混合劑+潤(rùn)滑液組成。

優(yōu)選的，所述步驟d中，包括下述步驟：

d1、使用鉆機(jī)從入土點(diǎn)鉆進(jìn)導(dǎo)向孔，并沿預(yù)先確定好的鉆孔軌跡鉆穿至出土點(diǎn)；

d2、擴(kuò)孔，在兩個(gè)相鄰鉆桿之間連接擴(kuò)孔器，將孔徑擴(kuò)充至鋪設(shè)管道大小；

d3、鉆機(jī)的鉆桿連接鋪設(shè)管路，并將擴(kuò)孔器安裝在鉆桿和牽引裝置之間。

通過步驟a的測(cè)量放線，已經(jīng)預(yù)先確定好了鉆機(jī)的鉆孔軌跡，使用鉆機(jī)從入土點(diǎn)鉆入，并沿預(yù)先確定好的鉆孔軌跡一直延伸，直至鉆穿到出土點(diǎn)。

鉆進(jìn)導(dǎo)向孔是水平定向穿越施工的最重要階段，它決定鋪設(shè)管路的最終位置，在步驟d1中，鉆桿按設(shè)計(jì)的進(jìn)入點(diǎn)鉆入地層，鉆桿與地面之間的角度為8—12°，在鉆進(jìn)液噴射鉆進(jìn)的輔助作用下，鉆孔向前延伸。當(dāng)鉆機(jī)的鉆頭在出口處工作坑露出時(shí)，測(cè)量實(shí)際出口是否在誤差范圍之內(nèi)。

所述步驟d2中，采用多次擴(kuò)孔的方法完成擴(kuò)孔，在回拖鋪設(shè)管道時(shí)，向孔內(nèi)泵入潤(rùn)滑液。在進(jìn)行同徑鋪設(shè)時(shí)，不需要步驟d2，導(dǎo)向孔完成之后，直接回拖鋪設(shè)管路，當(dāng)需要擴(kuò)孔時(shí)，將孔徑擴(kuò)充至鋪設(shè)管道的尺寸，鉆孔孔徑一般應(yīng)為管線外徑的1.5倍，并根據(jù)要求的鉆孔直徑和土層條件，將擴(kuò)孔過程分多次完成。

鉆孔擴(kuò)大后，管線可回拉進(jìn)入充滿泥漿的孔中，準(zhǔn)備回拉的管線應(yīng)在出口一側(cè)連接并進(jìn)行檢測(cè)，鉆桿采用專用工具連接鋪設(shè)管線，將擴(kuò)孔器安裝于牽引裝置與鉆桿之間，以確保鉆孔暢通，回拉時(shí)向孔內(nèi)泵入潤(rùn)滑液。

優(yōu)選的，鉆機(jī)的鉆桿上設(shè)置有用于控制鉆機(jī)位置和方向的定位導(dǎo)向系統(tǒng)，包括設(shè)置在鉆桿末端的彎接頭，以及安裝在鉆具內(nèi)的磁性探頭，所述磁性探頭連接無(wú)線式定向儀，該無(wú)線式定向儀連接至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

掘進(jìn)設(shè)備采用鉆機(jī)，鉆機(jī)在鉆進(jìn)時(shí)，在每根的鉆桿末端均設(shè)一個(gè)控制軌跡方向的彎接頭，在每根鉆桿鉆入后，采用無(wú)線式定位儀監(jiān)測(cè)磁性探頭，從而測(cè)量鉆頭的位置，在關(guān)鍵的出口或調(diào)整鉆孔軌跡時(shí)，增加測(cè)量點(diǎn)，通過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行比較，確定鉆進(jìn)的方向。

定位導(dǎo)向系統(tǒng)采用無(wú)線式，將磁性探頭通過定向儀與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，可以實(shí)施觀測(cè)到鉆進(jìn)的軌跡和方向，并通過系統(tǒng)進(jìn)行控制。

優(yōu)選的，所述步驟e后還包括步驟f：上水井安裝施工，步驟e具體包括下述步驟:

f1、開挖，開挖井位至預(yù)定深度；

f2、在井位管道下鋪設(shè)墊層；

f3、砌筑井室，安裝預(yù)制井筒；

f4、安裝給水管道和排水管道；

f5、管道試驗(yàn)，對(duì)給水管道做嚴(yán)密性試驗(yàn)，采用水壓試驗(yàn)或氣壓試驗(yàn)。

步驟f1中，進(jìn)行井位開挖時(shí)，由于地下電纜、光纜、既有管道等錯(cuò)綜復(fù)雜，需要事先進(jìn)行確認(rèn)，采用以前施工的地下電纜、光纜和既有管道的走向圖，同時(shí)組織作業(yè)人員按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管道縱向、橫向挖設(shè)探溝，找到施工障礙進(jìn)行確認(rèn)規(guī)避。

安裝給水管道時(shí)，給水管道采用聚乙烯pe給水管材及管件，熱熔焊接接口，熱熔焊接的接口的施工步驟為：固定-對(duì)口-銑削-測(cè)量推動(dòng)力-加熱加壓翻邊-降壓吸熱-取走加熱板-加壓對(duì)接-保壓冷卻。

排水管道采用球墨鑄鐵給水管，膠圈接口，具體步驟為：下管-清理承口和橡膠圈-上膠圈-清理插口外表面及涂抹潤(rùn)滑劑-撞口-接口檢查。

優(yōu)選的，所述步驟f1中，在開挖井位中，井位的溝槽放坡坡率在1:1.5以下。坡率，指邊坡鉛垂方向上高度與坡面水平方向上的投影長(zhǎng)度的比值。由于現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地?zé)o系統(tǒng)排水，均為自然滲排，導(dǎo)致在開挖上水井時(shí)，所挖土方含水率較大，土方塌方嚴(yán)重，為了保證施工質(zhì)量及人身安全，必須對(duì)溝槽進(jìn)行一定比例放坡，如遇特殊土質(zhì)及回填土，進(jìn)一步縮小放坡坡率，必要時(shí)需采用鋼板樁支護(hù)，土方倒運(yùn)采用手推車與人力配合倒運(yùn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

1、進(jìn)行測(cè)量放線后采用鉆機(jī)掘進(jìn)管道孔，并同時(shí)采用該鉆機(jī)設(shè)備回拖管道的方式填充管道孔，從而完成上水系統(tǒng)管道鋪設(shè)工作，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無(wú)法明挖的問題，避免了采用人工挖掘所存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下和安全性差的問題，使施工效率大大提升。該方案大大降低了施工成本，縮短了施工工期，解決了在既有線路鐵路站場(chǎng)內(nèi)施工的技術(shù)難題，保證施工安全和質(zhì)量；

2、在掘進(jìn)管道孔使，通過向管道孔內(nèi)注入用于穩(wěn)定鉆孔的鉆進(jìn)泥漿，能達(dá)到維持鉆孔穩(wěn)定性的功能，另外，鉆進(jìn)泥漿還有攜帶鉆屑、冷卻鉆頭、噴射鉆進(jìn)等功能。

3、通過在鉆機(jī)上設(shè)置控制鉆機(jī)位置和方向的定位導(dǎo)向系統(tǒng)，使鉆機(jī)按照既定的掘進(jìn)軌跡掘進(jìn)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆機(jī)的掘進(jìn)位置和情況，保證掘進(jìn)安全，避免發(fā)生偏移、錯(cuò)位等情況。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的鐵道站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法的步驟流程圖。

圖2為本發(fā)明的鐵道站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工的場(chǎng)地布置圖。

圖3為鐵道站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法中鉆進(jìn)導(dǎo)向孔的步驟示意圖。

圖4為鐵道站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法中擴(kuò)孔的步驟示意圖。

圖5為鐵道站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法中回拖鋪設(shè)管道的步驟示意圖。

圖中標(biāo)記：1-設(shè)備場(chǎng)地，11-入口工作坑，12-鉆進(jìn)泥漿池，2-管線場(chǎng)地，21-回拖管溝，22-出口工作坑，23-施工便道，24-鉆屑處理池，25-電力供應(yīng)設(shè)備，26-管路生產(chǎn)區(qū)域，3-定向鉆機(jī)，31-定向鉆桿，32-擴(kuò)孔器，33-牽引裝置，4-管道孔，5-管道，6-鐵道線路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，鐵路站場(chǎng)電化區(qū)段管道鋪設(shè)施工工法，包括下述步驟：

a、測(cè)量放線；

b、布置場(chǎng)地，包括位于鐵道線路6兩端的設(shè)備場(chǎng)地1和管線場(chǎng)地2；

c、開挖，開挖工作坑和回拖管溝21，工作坑包括入口工作坑11和出土工作坑22；

d、掘進(jìn)管道孔，采用整體定向穿越的方法掘進(jìn)管道孔，

e、鋪設(shè)管道，在掘出點(diǎn)將待鋪設(shè)管道與掘進(jìn)設(shè)備連接，并回拖管道，完成鋪設(shè)。

本實(shí)施例以某一老車站為例進(jìn)行說(shuō)明，該車站包括多條線路，線路上方的接觸網(wǎng)也已掛網(wǎng)送電，部分線路仍運(yùn)輸使用。

施工前，首先進(jìn)行場(chǎng)地調(diào)查，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)量、放線等工作，具體包括：a1、采用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)現(xiàn)有線纜及管線，確定鋪設(shè)管道鋪設(shè)的深度及位置；

a2、放出鉆機(jī)場(chǎng)地控制線及設(shè)備擺放位置線，使鉆機(jī)中心線與入土點(diǎn)、出土點(diǎn)在同一條直線上。

由于施工區(qū)域有較多的建筑，在這些建筑物下方埋設(shè)有線纜及相關(guān)管線，在使用本方案施工時(shí)，極有可能破壞損傷地下現(xiàn)有線纜及管線設(shè)施，因此，在施工前，需采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，從而確定鋪設(shè)管道的深度及位置，提前制定施工方案。

地質(zhì)雷達(dá)采用中國(guó)電波傳播研究所生產(chǎn)的ltd-2100型地質(zhì)雷達(dá)與400mhz天線，雷達(dá)主機(jī)和天線所示，雷達(dá)主機(jī)具有輕便、自動(dòng)化程度高、信號(hào)穩(wěn)定、檢測(cè)速度快、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，可連接使用多種頻率的天線，實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)剖面，并可在微機(jī)工作站上進(jìn)行數(shù)據(jù)的后處理解釋工作；數(shù)據(jù)采集和處理一體化，實(shí)現(xiàn)彩顯三維立體圖像，windows視窗平臺(tái)作業(yè)。

采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，該探測(cè)方法基于不同介質(zhì)之間的介電性差異，利用介質(zhì)對(duì)電磁波的反射特性，對(duì)介質(zhì)內(nèi)部的構(gòu)造和缺陷（或其他不均勻體）進(jìn)行探測(cè)。其工作過程是：由發(fā)射天線向探測(cè)對(duì)象中發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)其在傳播過程中遇到不同的目標(biāo)體（巖石、土體、混凝土、管線、空洞等）的介電性差異界面時(shí)，就有部分電磁波反射回來(lái)被接收天線接收并由主機(jī)記錄，從而得到自發(fā)射天線經(jīng)介電性差異界面反射回到接收天線的電磁波雙程走時(shí)。當(dāng)介質(zhì)中的電磁波速已知時(shí)，可根據(jù)測(cè)得的走時(shí)求得目標(biāo)體的位置和埋深，電磁波反射波組的波形與強(qiáng)度特征，通過同相軸的追蹤可研究探測(cè)對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。雷達(dá)主機(jī)具有輕便、自動(dòng)化程度高、信號(hào)穩(wěn)定、檢測(cè)速度快和分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，可連接使用多種頻率的天線，實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)剖面，并可在微機(jī)工作站上進(jìn)行數(shù)據(jù)的后處理解釋工作，通過數(shù)據(jù)采集和處理一體化，實(shí)現(xiàn)彩顯三維立體圖像，能進(jìn)行windows視窗平臺(tái)作業(yè)。

在放出鉆機(jī)場(chǎng)地控制線及設(shè)備擺放位置線時(shí)，可根據(jù)設(shè)計(jì)交底（樁）與施工圖紙得到。

通過測(cè)量放線，有效避開施工路面下方已有的纜線和管線，保證在施工過程中現(xiàn)有設(shè)施的安全。

在實(shí)際采用該工法進(jìn)行施工時(shí)，完成測(cè)量放線等施工準(zhǔn)備后，根據(jù)測(cè)量的相關(guān)參數(shù)及用于鋪管的管道孔設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行鉆機(jī)選型，管道孔設(shè)計(jì)參數(shù)包括終孔口徑、彎曲半徑和管道長(zhǎng)度等。

所述設(shè)計(jì)參數(shù)值的大小直接影響到鉆機(jī)在鉆孔時(shí)收到的作用力，包括摩擦阻力、泥漿粘滯力、彎曲阻力和鉆頭迎面阻力。經(jīng)過測(cè)量，可以確定掘進(jìn)的路線、軌跡（包括深度）和地質(zhì)條件等相關(guān)參數(shù)，從而可以根據(jù)這些相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，完成鉆機(jī)選型。

根據(jù)管徑大小通過回轉(zhuǎn)扭矩和回拖力來(lái)選擇確定鉆機(jī)，摩擦阻力主要來(lái)源于管子和鉆孔及管子和入口區(qū)域的地面之間的阻力。

摩擦阻力f=f×w×ls，w=πd2γ1/4－π[﹙d+d﹚/2]δγ2，式中，f為摩擦阻力（kn/m），f為泥漿摩擦系數(shù)（一般取0.2—0.6），ls為穿越管線直線長(zhǎng)度，w為管道單位長(zhǎng)度內(nèi)受的壓力，d為穿越管材的管道外徑，d為穿越管材的管道內(nèi)徑，δ為穿越管材的管道壁厚，γ1為泥漿重度（一般為11.5--12kn/m3），γ2為管道材料重度（鋼管取78kn/m3，聚乙烯管取9.41—9.71kn/m3）。

泥漿粘滯力計(jì)算方法：fn=πd×l×k，其中，fn為泥漿粘滯力，d為穿越管材的管道外徑，l為管線穿越總長(zhǎng)度，k為粘滯系數(shù)（一般取0.01-0.1kn/m3）。

彎曲阻力計(jì)算方式：fc=f×w×l1，其中，f和w與摩擦阻力中的意義相同，l1為管線彎曲段長(zhǎng)度。

擴(kuò)孔鉆頭迎面阻力：fy=π×d12r1/4，其中，fy為擴(kuò)孔鉆頭迎面阻力，d1為擴(kuò)孔鉆頭外徑，（一般為管道外徑的1.3-1.5倍），r1為迎面土擠壓力（粘性土在50-60kn/m2,砂性土在80-100kn/m2）。

考慮綜合情況，所選的鉆機(jī)能力至少應(yīng)大于計(jì)算所需的30%以上，在對(duì)以上因素進(jìn)行分析計(jì)算后，考慮到現(xiàn)場(chǎng)地形、交通條件、管線埋深等，本實(shí)施例中采用徐工產(chǎn)xz320型鉆機(jī)進(jìn)行施工。

接下來(lái)進(jìn)行施工場(chǎng)地的布置，該施工工法需要兩個(gè)分離的工作場(chǎng)地，設(shè)備場(chǎng)地和管線場(chǎng)地，而且分別位于鐵道線路的兩側(cè)，場(chǎng)地大小取決于設(shè)備類型、鋪管直徑和鉆進(jìn)穿越長(zhǎng)度，具體包括下述步驟：

b1、根據(jù)入土點(diǎn)、出土點(diǎn)分別確定入口工作坑11和出口工作坑22的施工區(qū)域；

b2、布置設(shè)備場(chǎng)地1，設(shè)備場(chǎng)地1用于安放設(shè)備，并且進(jìn)行施工操作，需要充足的工作面積，確保設(shè)備場(chǎng)地上用于鉆機(jī)工作的操作空間大于鉆機(jī)鉆桿的單根長(zhǎng)度；

b3、布置管線場(chǎng)地2，管線場(chǎng)地2應(yīng)提供足夠長(zhǎng)的工作空間便于鋪設(shè)管路，確保管線場(chǎng)地上用于放置管道的空間長(zhǎng)度大于管道長(zhǎng)度，用于放置管道的空間長(zhǎng)度大于管道長(zhǎng)度，使待鋪設(shè)的管道不用彎折就能放置，管線場(chǎng)地具有足夠長(zhǎng)的工作空間，使穿越工程滿足鋪設(shè)的管線做到一次性拉入，同時(shí)避免管線在水平方向的彎曲，采取這種方式，保證施工質(zhì)量，避免因多次回拉連接管線造成施工質(zhì)量的不確定；

b4、分別布置鉆進(jìn)泥漿池12、設(shè)備場(chǎng)地的施工便道23和鉆屑處理池24、管線場(chǎng)地的施工便道23和鉆屑處理池24，還包括布置用于向場(chǎng)地內(nèi)提供動(dòng)力來(lái)源的電力供應(yīng)設(shè)備25，同時(shí)布置在管線場(chǎng)地的管路生成區(qū)域26。

在布置場(chǎng)地時(shí)，需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行修墊，保證施工場(chǎng)地四通一平，然后設(shè)備進(jìn)行，進(jìn)行組裝調(diào)試，包括調(diào)試控向系統(tǒng)。

將設(shè)備場(chǎng)地和管線場(chǎng)地分別布置在地面設(shè)施的兩側(cè)，成功避免了地面已有設(shè)施的干擾和影響，所述設(shè)備場(chǎng)地用于布置掘進(jìn)設(shè)備，管線場(chǎng)地用于放置待鋪設(shè)的管道，并且在設(shè)備場(chǎng)地和管線場(chǎng)地分別工作坑，為后序掘進(jìn)設(shè)備掘進(jìn)管道孔并回拖管道作好準(zhǔn)備。

接下來(lái)進(jìn)行開挖，采用人工方式開挖入口工作坑11、出口工作坑22和回拖管溝21，工作坑內(nèi)土方人工邊挖土邊運(yùn)走，產(chǎn)生的泥漿用吸污車運(yùn)走。本實(shí)施例中，將工作坑進(jìn)行如下設(shè)置：入口工作坑頂面尺寸為3m×3m，高度為設(shè)計(jì)標(biāo)高-3.0m；出口工作坑頂面尺寸為3m×3m，高度為設(shè)計(jì)標(biāo)高-3.0m；回拖管溝頂面寬1m、長(zhǎng)15m，高度為設(shè)計(jì)標(biāo)高-3.0m，入口工作坑及回拖工作坑位置處于鐵路兩端，距2站臺(tái)邊緣3米，為保證施工安全、文明施工，在入口工作坑、出口工作坑設(shè)置安全施工圍擋，并設(shè)置安全警示帶。

如圖3、圖4和圖5所示，掘進(jìn)設(shè)備采用定向鉆機(jī)3，定向鉆機(jī)3通過整體定向穿越的方法掘進(jìn)管道孔4，掘進(jìn)方向按照步驟a中測(cè)量放線的掘進(jìn)軌跡開展，掘進(jìn)完成后在出口工作坑22處與管道5連接，將待鋪設(shè)的管道5回拖完成鋪設(shè)，具體實(shí)施步驟包括：

d1、使用定向鉆機(jī)3從入土點(diǎn)鉆進(jìn)導(dǎo)向孔，并沿預(yù)先確定好的鉆孔軌跡鉆穿至出土點(diǎn)；

d2、擴(kuò)孔，在兩個(gè)相鄰的定向鉆桿31之間連接擴(kuò)孔器32，將孔徑擴(kuò)充至鋪設(shè)管道大?。?/p>

d3、定向鉆機(jī)3的定向鉆桿31連接待鋪設(shè)的管道5，并將擴(kuò)孔器32安裝在定向鉆桿31和牽引裝置33之間。

鉆進(jìn)導(dǎo)向孔是水平定向穿越施工的最重要階段，它決定鋪設(shè)管路的最終位置，在步驟d1中，鉆桿按設(shè)計(jì)的進(jìn)入點(diǎn)鉆入地層，鉆桿與地面之間的角度為8—12°，在鉆進(jìn)液噴射鉆進(jìn)的輔助作用下，鉆孔向前延伸。當(dāng)鉆機(jī)的鉆頭在出口處工作坑露出時(shí)，測(cè)量實(shí)際出口是否在誤差范圍之內(nèi)。

所述步驟d2中，采用多次擴(kuò)孔的方法完成擴(kuò)孔，在回拖鋪設(shè)管道時(shí)，向孔內(nèi)泵入潤(rùn)滑液。在進(jìn)行同徑鋪設(shè)時(shí)，不需要步驟d2，導(dǎo)向孔完成之后，直接回拖鋪設(shè)管路，當(dāng)需要擴(kuò)孔時(shí)，將孔徑擴(kuò)充至鋪設(shè)管道的尺寸，鉆孔孔徑一般應(yīng)為管線外徑的1.5倍，并根據(jù)要求的鉆孔直徑和土層條件，將擴(kuò)孔過程分多次完成，本實(shí)施例中，采用d225*20.5管道，擴(kuò)孔分三步進(jìn)行：1）第一次擴(kuò)孔直徑為150mm；2）第二次擴(kuò)孔直徑為200mm；3）第三次擴(kuò)孔直徑為300mm。

鉆孔擴(kuò)大后，管線可回拉進(jìn)入充滿泥漿的孔中，準(zhǔn)備回拉的管線應(yīng)在出口一側(cè)連接并進(jìn)行檢測(cè)，鉆桿采用專用工具連接鋪設(shè)管線，將擴(kuò)孔器安裝于牽引裝置與鉆桿之間，以確保鉆孔暢通，回拉時(shí)向孔內(nèi)泵入潤(rùn)滑液。

在掘進(jìn)管道孔的過程中，向管道孔內(nèi)注入用于穩(wěn)定鉆孔的鉆進(jìn)液。所述鉆進(jìn)液的成分包括清水、膨潤(rùn)土、處理劑、聚合物、混合劑和潤(rùn)滑液，由于鉆進(jìn)泥漿具有多方面的功能，注入鉆進(jìn)泥漿，最主要的目的是能維持鉆孔的穩(wěn)定性，另外，泥漿還有攜帶鉆屑、冷卻鉆頭、噴射鉆進(jìn)等功能。鉆進(jìn)液的成分根據(jù)地質(zhì)條件要求可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)，在管道與孔壁環(huán)狀空間里的鉆進(jìn)液還有懸浮和潤(rùn)滑作用，有利于管道的回拖。鉆進(jìn)泥漿經(jīng)泥漿泵泵入鉆桿，從鉆頭噴射出來(lái)，在經(jīng)鉆桿與孔壁的環(huán)狀間隙回到泥漿循環(huán)箱。鉆進(jìn)液由清水+膨潤(rùn)土+處理劑+聚合物+混合劑+潤(rùn)滑液組成。

鉆機(jī)的鉆桿上設(shè)置有用于控制鉆機(jī)位置和方向的定位導(dǎo)向系統(tǒng)，包括設(shè)置在鉆桿末端的彎接頭，以及安裝在鉆具內(nèi)的磁性探頭，所述磁性探頭連接無(wú)線式定向儀，該無(wú)線式定向儀連接至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。掘進(jìn)設(shè)備采用鉆機(jī)，鉆機(jī)在鉆進(jìn)時(shí)，在每根的鉆桿末端均設(shè)一個(gè)控制軌跡方向的彎接頭，在每根鉆桿鉆入后，采用無(wú)線式定位儀監(jiān)測(cè)磁性探頭，從而測(cè)量鉆頭的位置，在關(guān)鍵的出口或調(diào)整鉆孔軌跡時(shí)，增加測(cè)量點(diǎn)，通過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行比較，確定鉆進(jìn)的方向。定位導(dǎo)向系統(tǒng)采用無(wú)線式，將磁性探頭通過定向儀與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，可以實(shí)施觀測(cè)到鉆進(jìn)的軌跡和方向，并通過系統(tǒng)進(jìn)行控制。

實(shí)施例2

本實(shí)施例在實(shí)施例1進(jìn)行管道鋪設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行上水井安裝施工，步驟e具體包括下述步驟:

f1、開挖，開挖井位至預(yù)定深度；

f2、在井位管道下鋪設(shè)墊層；

f3、砌筑井室，安裝預(yù)制井筒；

f4、安裝給水管道和排水管道；

f5、管道試驗(yàn)，對(duì)給水管道做嚴(yán)密性試驗(yàn)，采用水壓試驗(yàn)或氣壓試驗(yàn)。

步驟f1中，進(jìn)行井位開挖時(shí)，由于地下電纜、光纜、既有管道等錯(cuò)綜復(fù)雜，需要事先進(jìn)行確認(rèn)，采用以前施工的地下電纜、光纜和既有管道的走向圖，同時(shí)組織作業(yè)人員按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管道縱向、橫向挖設(shè)探溝，找到施工障礙并讓產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行確認(rèn)，從而合理規(guī)避。

堆土在溝邊2m以外位置，堆土高度不超過1.5m高，土方采用人工、機(jī)械配合倒運(yùn)至站外臨時(shí)堆放處，由于選擇車站的既有客車栓管道無(wú)系統(tǒng)排水，為自然滲排，導(dǎo)致所挖土方含水率較大，土方塌方嚴(yán)重，為了保證施工質(zhì)量及人身安全，溝槽開挖人工按1：0.5放坡，如遇特殊土質(zhì)及回填土，降低放坡坡率，必要時(shí)需采用鋼板樁支護(hù)，土方倒運(yùn)采用手推車與人力配合倒運(yùn)。

井位管道下為0.2m厚砂墊層，井位回填土需在管道隱蔽驗(yàn)收合格后進(jìn)行，回填土嚴(yán)格執(zhí)行路基要求，開槽后，如不能及時(shí)砌筑井室、回填，需將管頭用絲袋纏好，防止雜物進(jìn)入管道內(nèi)，管溝四周采用安全防護(hù)繩維護(hù)封閉，并懸掛安全警示牌，防止非施工人員進(jìn)入。

在安裝管道前，進(jìn)行下管工序，進(jìn)行管道穿越工作前，要對(duì)溝槽進(jìn)行檢查，同時(shí)材料進(jìn)場(chǎng)后及下管前要對(duì)管材及附件進(jìn)行檢驗(yàn)，包括出廠合格證及檢測(cè)報(bào)告和實(shí)物檢查，人工、機(jī)械配合倒運(yùn)管材，防止碰傷，給水采用pe給水管，熱熔接口，管材表面不得有裂紋、凹凸不平等缺陷，pe給水管不應(yīng)有壓扁、劃傷等，承插口配合的環(huán)向間隙，應(yīng)滿足接口嵌縫的要求，管道兩端回填前，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行封堵，防止回填土等雜物進(jìn)入管道內(nèi)，上水管線與其他管線平行時(shí)，水平凈距不小于1m,交叉時(shí)，上水管線在上面，垂直凈距不小于15cm。

進(jìn)行管道安裝，包括給水管道和排水管道，給水管道采用1.6mpa聚乙烯pe給水管材及管件，熱熔焊接接口，熱熔焊接的接口的施工步驟為：固定-對(duì)口-銑削-測(cè)量推動(dòng)力-加熱加壓翻邊-降壓吸熱-取走加熱板-加壓對(duì)接-保壓冷卻，對(duì)焊接接口進(jìn)行檢測(cè)，保證卷邊均勻、圓滑、飽滿，兩邊卷邊尺寸相近，焊縫平滑對(duì)稱，卷邊的高度、翻邊任一處的高度差不大于0.1倍的壁厚，并且通過目視檢驗(yàn)切下的翻邊是否存在未融合、缺口、空洞分解等缺陷，對(duì)切邊進(jìn)行檢查，管端錯(cuò)邊不超過壁厚的10%；排水管道采用球墨鑄鐵給水管，膠圈接口，具體步驟為：下管-清理承口和橡膠圈-上膠圈-清理插口外表面及涂抹潤(rùn)滑劑-撞口-接口檢查，接口時(shí)，插口對(duì)正承口，插口裝入承口，承插口間隙不小于3mm，插口推入承口，要使插口管第一條白線進(jìn)入承口內(nèi)。

最后進(jìn)行給水管道試驗(yàn)，并沖洗管道，嚴(yán)密性試驗(yàn)：采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力表不應(yīng)小于2塊，壓力表應(yīng)在效驗(yàn)周期內(nèi)，其精度等級(jí)不低于1.5級(jí)，表盤直徑不小于150mm，量程宜為試驗(yàn)壓力的1.5倍，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際也可采用氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.6mpa,在試驗(yàn)壓力下，保持恒壓30分鐘，接口、管道無(wú)破損、漏氣現(xiàn)象；密閉試驗(yàn)：試驗(yàn)水頭以坡度高端檢查井處設(shè)計(jì)水頭加2m，檢查井段灌滿水浸泡時(shí)間不小于24小時(shí)，在不斷補(bǔ)水保持試壓水頭恒定的前提下，觀測(cè)時(shí)間不少于30min，然后實(shí)測(cè)滲水量；沖洗：給水管道系統(tǒng)沖洗應(yīng)在試壓合格后進(jìn)行，水沖洗應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，流速不小于1.0m/s,以目測(cè)排出口的水色和透明度與進(jìn)水口一致為合格。

通過實(shí)施例1和實(shí)施例2中給出的實(shí)施方式對(duì)某一老車站進(jìn)行施工，施工過程順利、安全，質(zhì)量得到了可靠保證，本方案的施工工法為其他類似的施工環(huán)境提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，具有很好的參考意義和價(jià)值，值得推廣應(yīng)用。