顶管与拉管(水平定向钻/顶拉管)的区别与选型:工艺原理、适用管径管材、地层条件及规范依据
「拉管」规范对应术语为水平定向钻法:先钻导向孔→回扩成孔→回拖布管,仅需小工作坑;「顶拉管」无国标/行标术语,属定向钻体系加尾部顶推辅助的行业俗称(前拉后顶)。选型要点:顶管法适用直径800~4000mm、只适用刚性管材、可精确控制坡度(重力流首选);定向钻/夯管等机具适用直径100~1000mm、定向钻只适用柔性管材(PE宜SDR11);定向钻不适用于杂填土、自稳能力差的砂性土层、砾石层、岩石或坚硬夹层,重力流排水管道不建议使用定向钻施工。
适用依据
- GB 50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》第6.1.4条、第6.1.13条
- ZJQ08-SGJB 030-2020《城市给水排水管道施工技术标准》
- DB11/T 1835-2021《给水排水管道工程施工技术规程》第12.1.1条、第13.1.1条
- CJJ/T 250-2016《城镇燃气管道穿跨越工程技术规程》第4.3.1、4.3.3、4.3.10条
- DB33/T 1139-2017《城市轨道交通结构安全保护技术规程》第6.3.6条
- CJJ 68-2016《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》第2.0.34条
- T/CASME 351-2023《非开挖顶拉管铺设排水管道施工规程》
- http://jsj.zs.gov.cn/attachment/0/452/452744/2210077.doc
主题定位
讲清非开挖敷管中「顶管」「拉管(水平定向钻)」「顶拉管」三个名称的对应关系与工艺区别,并给出管径、管材、地层、曲率、长度等维度的选型依据(依据国家标准、行业标准及地方规程条文)。
核心结论
1. 术语对应关系。「拉管」是非开挖敷管的行业俗称,规范体系中的对应术语为「水平定向钻法(水平定向钻进)」,即先钻进小口径导向孔、再回扩成孔、同时将管道回拖入孔的不开槽施工方法。「顶拉管」在现行国标/行标体系中无对应术语,属行业用语:指导向钻进、回扩成孔后,管道前端由钻机回拖(拉)、尾端由顶件(千斤顶)辅助顶进、「前拉后顶」联合敷管,实质属定向钻体系的一种具体化工艺,不能按传统「顶管」理解。判断归类应看设计说明:写「导向钻进、扩孔、回拖/顶拉敷设」的按拉管理解;写「顶管机、工作井、顶进、管节」的按顶管理解。另注意区分:修复领域「拉管内衬」是牵引机将整条塑料管拉进旧管形成内衬管的非开挖修理方法(CJJ 68-2016 第2.0.34条),与敷设新管的拉管不是一回事。
**2. 工艺原理差异。**顶管:顶管机切土掘进,千斤顶将预制管节逐节顶入、管节自身作支护,管内出土,需始发井+接收井(承反力),可精确控制坡度高程。拉管(定向钻/顶拉管):先钻小口径导向孔,再分级回扩成孔,管道在地面连好后整根回拖入孔(顶拉管另有尾端顶推辅助),仅需小工作坑(入土点/出土点),占用场地少;高程控制一般,轨迹为弧线。
**3. 适用管径与管材(ZJQ08-SGJB 030-2020《城市给水排水管道施工技术标准》)。**不开槽施工方法中:顶管法适用于直径800mm~4000mm管道施工;盾构法适用于直径3000mm以上;浅埋暗挖法适用于直径2000mm以上;水平钻机、气动矛、定向钻、夯管锤等机具适用于直径100mm~1000mm管道施工。顶管只适用刚性管材,定向钻只适用柔性管材,浅埋暗挖适合所有材质管材。
4. 施工方法选择原则(GB 50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》第6.1.4条,原文要点)。
- 顶管顶进方法的选择,应根据工程设计要求、工程水文地质条件、周围环境和现场条件,经技术经济比较后确定:①采用敞口式(手掘式)顶管机时,应将地下水位降至管底以下不小于0.5m处,并应采取措施防止其他水源进入顶管管道;②周围环境要求控制地层变形、或无降水条件时,宜采用封闭式的土压平衡或泥水平衡顶管机施工;③穿越建(构)筑物、铁路、公路、重要管线和防汛墙等时,应制订相应的保护措施;④小口径金属管道,无地层变形控制要求且顶力满足施工要求时,可采用一次顶进的挤密土层顶管法。
- 盾构机选型,应根据工程设计要求(管道的外径、埋深和长度)、工程水文地质条件、施工现场及周围环境安全等要求,经技术经济比较确定。
- 浅埋暗挖施工方案选择,应根据工程设计(隧道断面和结构形式、埋深、长度)、工程水文地质条件、施工现场和周围环境安全等要求,经技术经济比较确定。
- 定向钻机的回转扭矩和回拖力,应根据终孔孔径、轴向曲率半径、管道长度,结合工程水文地质和现场周围环境条件,经技术经济比较综合考虑确定,并应有一定的安全储备;导向探测仪的配置应根据定向钻机类型、穿越障碍物类型、探测深度和现场探测条件选用。
- 夯管锤的锤击力应根据管径、钢管力学性能、管道长度,结合工程地质、水文地质和周围环境条件,经技术经济比较确定,并应有一定的安全储备。
- 工作井宜设置在检查井等附属构筑物的位置。
**5. 顶管按地层选型(DB11/T 1835-2021《给水排水管道工程施工技术规程》第12.1.1条)。**粘性土或砂性土层且无地下水时,宜采用手掘式、机械挖掘式顶管法,砂砾土宜用具有支撑的工具管或注浆加固土层;软土层无障碍、管顶以上土层较厚时,宜采用挤压式或网格式顶管法;粘土层中需控制地面隆陷时,宜采用土压平衡顶管法;粉砂土层中且需控制地面隆陷时,宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法;潮湿的黏土、砂土、粉质黏土层中且对地面变形要求不严格、顶进长度短、管径小的金属管,宜采用一次顶进的挤密土层顶管法;管径≤800mm时,不得采用手掘进式顶管及相应的挤压网格式顶管。
**6. 定向钻适用地层与限制(DB11/T 1835-2021 第13.1.1条、CJJ/T 250-2016《城镇燃气管道穿跨越工程技术规程》第4.3.1条)。**定向钻应用定向钻机铺设小、中口径管道,长度可达数百米;通常用于均质黏性土地层,不适用于杂填土、自稳能力差的砂性土层、砾石层、岩石或坚硬夹层中钻进;重力流排水管道不建议使用定向钻进行施工。水平定向钻法穿越宜在黏土、砂土、粉土、风化岩等地质条件采用,不宜在卵石地质条件采用;当出土或入土侧有卵石层时,可采取注浆固化、开挖换土、加设套管等措施。
**7. 定向钻管材与曲率半径要求(GB 50268-2008 第6.1.13条、CJJ/T 250-2016 第4.3.3条/第4.3.10条)。**水平定向法施工应根据设计要求选用聚乙烯管或钢管,钢管接口应焊接、聚乙烯管接口应熔接;钢管焊缝等级不应低于Ⅱ级;钢管外防腐结构层及接口处补口材质应满足设计要求。轴向最大回拖力和最小曲率半径应满足管材力学性能要求:钢管管径与壁厚之比不应大于100;聚乙烯管标准尺寸比宜为SDR11。燃气管道穿越:管径大于DN400或长度大于300m时宜采用钢管;PE管材应选SDR11系列,拖拉长度不宜超过300m,超300m宜用钢管。曲率半径:钢管不宜小于管径的1500倍且不应小于1200倍;PE管不应小于管径的500倍。夯管施工采用钢管,轴向最大锤击力应满足管材力学性能要求;管节圆度不应大于0.005管内径,管端面垂直度不应大于0.001管内径且不大于1.5mm。
**8. 拖拉管施工与空隙处理(DB33/T 1139-2017《城市轨道交通结构安全保护技术规程》第6.3.6条)。**市政工程中直径300mm~1200mm的排水、电力、通讯管道常采用拖拉管施工工艺;采用该工艺时应严格控制导向钻孔轴线;施工结束后产品管与回扩孔之间空隙应注浆充填饱满。
**9. 「顶拉管」计价口径。**部分地方补充计价依据已将「水平导向钻进回扩掘进顶拉管」单列为定额子目,工作内容包括导向钻孔、减阻泥浆制作、装卸回扩器、布管、装卸尾部顶件、回扩顶拉(见深入查阅附链接)。另有团体标准 T/CASME 351-2023《非开挖顶拉管铺设排水管道施工规程》可作工艺依据参考。
适用边界
- 本卡管径、管材适用性条文以市政给水排水管道工程标准为主;燃气管道穿越条款(CJJ/T 250-2016)可借鉴,但应按燃气专业规范核对。
- 管径区间来自特定技术标准,方案选择仍应按 GB 50268-2008 第6.1.4条结合工程水文地质勘察、周围环境和现场条件经技术经济比较确定。
- DB11/T 1835-2021 为地方规程,其条文有地域适用性;各地另有地方标准时应优先执行地方规定。
- 「顶拉管」无统一国标术语,计价与验收口径应以当地现行计价依据和设计文件为准。
- 涉及既有轨道交通等设施保护时,拖拉管须严格控制导向钻孔轴线并注浆充填空隙。
深入查阅
- GB 50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》第6.1.4条(不开槽施工方法选择)、第6.1.13条(定向钻/夯管管材规定)、第5章(成品管产品质量)。
- ZJQ08-SGJB 030-2020《城市给水排水管道施工技术标准》第6.1.1条(各不开槽方法适用管径与管材)。
- DB11/T 1835-2021《给水排水管道工程施工技术规程》第12.1.1条(顶管顶进方法选择)、第13.1.1条(水平定向钻施工勘察与适用地层)。
- CJJ/T 250-2016《城镇燃气管道穿跨越工程技术规程》第4.3.1、4.3.3、4.3.10条(定向钻地层、管材、曲率半径)。
- DB33/T 1139-2017《城市轨道交通结构安全保护技术规程》第6.3.6条(拖拉管施工要求)。
- CJJ 68-2016《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》第2.0.34条(拉管内衬术语)。
- 地方补充计价依据中「水平导向钻进回扩掘进顶拉管」子目工作内容(官方原文:http://jsj.zs.gov.cn/attachment/0/452/452744/2210077.doc )。
关键词
- 顶管
- 拉管
- 顶拉管
- 水平定向钻
- 不开槽施工
- 非开挖
- 拖拉管
- 定向钻