市政給水工程中水平定向鉆穿越技術(shù)施工初探

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)：

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