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    市政給水工程中水平定向鉆穿越技術(shù)施工初探

    2012-04-29 00:00:00陳雪靜
    中國經(jīng)貿(mào) 2012年7期

    摘要:隨著城市建筑越來越密集,市政管道地下施工面臨越來越大的困難,采用水平定向鉆穿越技術(shù)較好的解決了這個難題。水平定向鉆穿越技術(shù)其施工過程首先通過計算機控制進(jìn)行導(dǎo)向和探測,先進(jìn)行導(dǎo)向孔的鉆穿,然后將導(dǎo)向孔逐步擴(kuò)大,再將管道回拖,實現(xiàn)管道的地下施工過程。本文分析了水平定向鉆穿越技術(shù)的具體特點,并以某市政供水管道的施工為例,詳細(xì)闡述了該技術(shù)的施工工藝。

    關(guān)鍵詞:地下管道施工;水平定向鉆穿越技術(shù);特點;施工工藝

    一、水平定向鉆穿越技術(shù)的主要特點

    1.對人民生活干擾較少。水平定向鉆穿越施工不對道路“開膛破肚”,對交通沒沒有影響,施工時噪音污染也較少。

    2.施工效率高,經(jīng)濟(jì)效益明顯。施工場地可以靈活選擇,場地占地小,施工速度快,施工周期短,并且不需要較多人力。

    3.施工質(zhì)量高?,F(xiàn)代化的穿越設(shè)備技術(shù)水平越來越高,一是精度高,完全能滿足管道鋪設(shè)的設(shè)計要求;二是對地下環(huán)境適應(yīng)性強,可以繞過地下障礙物繼續(xù)施工;三是跨河流施工時,因為管線鋪設(shè)在地層十米以下,地層對管道具有自然防腐和保溫作用,對管道有良好的保護(hù)作用。四是通過對泥漿的不同配置,能針對不同的路面情況實施對管道的保護(hù)。

    二、某市政工程采用水平定向鉆穿越施工工藝介紹

    該工程是某市的供水網(wǎng)絡(luò)改造的一部分,施工區(qū)域處于城市中央,建筑密集,

    人流量極大,交通地位極其重要,經(jīng)相關(guān)單位研究決定采用水平定向鉆穿越技術(shù)施工,以免給群眾生活和城市經(jīng)濟(jì)活動帶來影響。下面就該工程的具體施工工藝進(jìn)行介紹,以為類似工程提供借鑒。

    1.地下管線施工前的準(zhǔn)備工作。(1)實地勘探。根據(jù)施工區(qū)域管線圖和工地勘察報告,采取斷面開挖取樣、物探等方法,詳細(xì)了解施工范圍內(nèi)原有管線分布情況,例如管線走向、埋深等,同時了解施工區(qū)域的地質(zhì)、地形情況,為施工的開展提供參考資料。(2)測量放線。由專業(yè)技術(shù)人員依據(jù)管線施工平面圖、斷面圖以及控制樁、水準(zhǔn)標(biāo)樁等實施測量放線,劃定管線軸線以及施工作業(yè)的邊界線。(3)施工場地的選址、準(zhǔn)備工作。施工場地盡量選擇對外部環(huán)境影響小的場合,管線施工兩頭場地土質(zhì)能承受設(shè)備、車輛的進(jìn)出,鉆機施工一側(cè)場地要充分考慮所有設(shè)備的存放,管道一側(cè)則要考慮到所有預(yù)制管道的存放。(4)鉆機安裝、輔助配件加工。施工前要對鉆機及相關(guān)儀表、儀器進(jìn)行安裝調(diào)試,一些具體的施工參數(shù)要準(zhǔn)確錄入鉆機的控向系統(tǒng)。

    2.水平定向鉆穿越的施工。施工過程一般分為三個階段,一是鉆導(dǎo)向孔,二是導(dǎo)向孔預(yù)擴(kuò),三是管線的回拖。

    (1)導(dǎo)向孔的開鉆。導(dǎo)向孔由入口造斜段、水平直線段、出口造斜段三部分組成。入口段傾斜角度在8-12度之間,出口端傾斜度在5-12度之間,在鉆機施工時要根據(jù)鉆機的控向系統(tǒng)顯示的參數(shù)及時調(diào)整鉆機鉆頭的方向。在造斜段施工時,每根鉆桿輕微調(diào)整一次角度(不超過0.8度),可以更好的控制導(dǎo)向,同時又不會對回拖造成麻煩。在鉆導(dǎo)向孔實施過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題主要有兩個,一是在入土角達(dá)到水平夾角(0度)時,垂直深度和設(shè)計的管道埋深相差超過0.5米。這時應(yīng)該調(diào)整入土段直線長度并調(diào)整鉆機控向角度。二是在導(dǎo)向孔從水平段到達(dá)依出土角計算的出土點,但相較于設(shè)計的穿越長度誤差較大或是不符合地面標(biāo)高。

    (2)導(dǎo)向孔的擴(kuò)孔施工。預(yù)擴(kuò)孔主要由鉆機、擴(kuò)孔器來完成。擴(kuò)孔器要根據(jù)導(dǎo)向孔所處的地質(zhì)和管道管徑來確定。因為導(dǎo)向孔沿線土質(zhì)不一樣,對鉆機和擴(kuò)孔器的承載力不均,容易形成不均勻沉降,造成預(yù)擴(kuò)孔的偏移程度不一,所以合理選擇鉆機和擴(kuò)孔器對于定向穿越施工的質(zhì)量具有重要的意義。擴(kuò)孔器主要有飛刀式和桶式兩種。飛刀式擴(kuò)孔器一般用于中等程度硬土,其工作原理是通過切割來實現(xiàn)導(dǎo)向孔的擴(kuò)大。桶式擴(kuò)孔器一般應(yīng)用于軟土,它是通過對軟土的擠壓從而實現(xiàn)導(dǎo)向孔的擴(kuò)大。

    (3)管線回拖施工?;赝鲜┕ぷ钪饕氖且鶕?jù)穿越管道回拖力的計算選擇合適的鉆機。管道回拖力主要和管道自重、管道和孔壁的摩擦力等因素相關(guān)。同時穿越管道回拖力要小于母管材的最大回拖力,不然容易造成母管道的損壞。如果經(jīng)計算的管道回拖力大于母管材的最大回拖力,必須更換強度更大的母材管或是改變鉆機的牽引角度等。管道回拖施工前要做的準(zhǔn)備工作主要有:一是做好管道內(nèi)外防腐涂層、管道預(yù)水壓試驗以及管道安裝等;二是做好減少回拖時管道對地面的摩擦力措施。例如根據(jù)管道出土角和埋深,在入土點開挖發(fā)送溝,或者用專用滾輪架空管線等。

    (4)施工過程的泥漿配置。泥漿配置是水平定向鉆穿越技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容,也是穿越實施成功的重要保證。泥漿系統(tǒng)主要由泥漿混合攪拌罐、泥漿泵以及泥漿管路組成,其主要功能是為鉆機提供鉆進(jìn)施工的泥漿。泥漿在鉆頭施工時起著提供潤滑、冷卻、降低回轉(zhuǎn)力及回拉力等重要作用。同時,泥漿還能降低回拖施工時管道和孔壁的摩擦力、穩(wěn)定孔壁等。要真正發(fā)揮泥漿的這些作用,除了根據(jù)穿越施工地段的地質(zhì)情況進(jìn)行合適的泥漿配置及用量之外,在鉆頭施工過程中還需要根據(jù)不同情況對泥漿配置進(jìn)行調(diào)整。例如,施工中泥漿會因為失水或攜帶鉆屑而變稠,這就要求注意添水稀釋;施工中出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象要停機檢查,避免泥漿不正常流失影響工程質(zhì)量;泥漿的具體配置、調(diào)整隨著施工進(jìn)度的不同而會有不同。

    三、結(jié)束語

    水平定向鉆穿越技術(shù)施工具有眾多優(yōu)點,在施工過程中注意做好鉆機系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)等的有機協(xié)調(diào),提升施工水平,使得這項技術(shù)能更好的為市政工程服務(wù)。

    參考文獻(xiàn):

    [1]盧 垠 駱福全:水平定向鉆穿越工程過程控制。煤氣與熱力,2012年.

    [2]郭曉軍 揣東明:水平定向鉆進(jìn)鋪管回拖管道變形分析。甘肅水利水電技術(shù),2011年.

    [3]朱王義:非開挖技術(shù)的研究進(jìn)展。非開挖技術(shù),2010年.

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