淺談關(guān)于定向鉆管道試回拖技術(shù)的應(yīng)用

佛山市三水燃?xì)獍踩夹g(shù)部 廣東佛山 528100

摘要：定向鉆管道敷設(shè)后維修難度較高，在回拖管道前進(jìn)行試回拖，確定質(zhì)量可控后方可進(jìn)行正式的回拖作業(yè)，是保障定向鉆敷設(shè)管道質(zhì)量的一個(gè)有力措施。本文從試回拖的定義、意義、回拖范圍、具體實(shí)施方案及推廣應(yīng)用等方面論證定向鉆管道試回拖方案的可行性。

關(guān)鍵詞：試回拖；軌跡線；清孔；泥漿配比；電火花檢測

0 引言

目前燃?xì)夤艿婪笤O(shè)方式主要分為直埋開挖敷設(shè)及非開挖敷設(shè)兩種。在管道經(jīng)過城市道路、河流水溝、山坡或現(xiàn)場管位緊張的路由時(shí)，直埋敷設(shè)難度非常高。而非開挖施工作為直埋開挖的補(bǔ)充，作為一種非常規(guī)的管道敷設(shè)方式，因其不受施工場地的限制，在穿越道路、河流、山坡時(shí)，被廣泛地使用。在目前燃?xì)夤艿拦こ探ㄔO(shè)過程中，非開挖方式主要有以下幾種：盾構(gòu)、頂管、定向鉆穿越。而定向鉆穿越因其靈活性高、造價(jià)低、工期短、需要占用的施工面積較小、對環(huán)境影響較小等優(yōu)勢，在我司的燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)中被廣泛應(yīng)用，目前，我司的定向鉆穿越管道約占總敷設(shè)長度的三分之一。

在進(jìn)行定向鉆非開挖施工時(shí)，集團(tuán)內(nèi)部某二級公司曾經(jīng)發(fā)生DN500定向鉆管道回拖完成后發(fā)現(xiàn)防腐漏點(diǎn)的問題，修復(fù)代價(jià)極其高。為此，集團(tuán)曾發(fā)文要求在定向鉆管道回拖前須進(jìn)行試回拖，但并未有具體的實(shí)施方案。本文從試回拖的定義、意義、回拖范圍、具體實(shí)施方案及推廣應(yīng)用等方面論證定向鉆管道試回拖方案的可行性。

1 試回拖的定義

所謂的定向鉆管道試回拖，顧名思義就是實(shí)施定向鉆施工作業(yè)時(shí)，在完成導(dǎo)向鉆進(jìn)、擴(kuò)孔、清孔等步驟后，實(shí)施正式回拖管道前，先試拖一到三根同類型的管道，試拖完成后對管道的刮傷情況、橢圓度等進(jìn)行檢查，在確定試拖管道的質(zhì)量滿足相關(guān)的規(guī)范要求之后，才開始回拖正式的管道。

2 定向鉆管道試回拖的意義

隨著我司工程建設(shè)的發(fā)展，在建及運(yùn)行中的定向鉆穿越管道也在逐年不斷增加。運(yùn)行中的定向鉆管道，因其埋深較深、地表環(huán)境復(fù)雜，對其進(jìn)行日常檢測、維護(hù)極其困難甚至并不具備檢測、維護(hù)性。所以定向鉆的管道敷設(shè)質(zhì)量顯得特別重要。在回拖管道前先進(jìn)行試回拖，確定質(zhì)量可控后方可進(jìn)行正式的回拖作業(yè)，是保障定向鉆敷設(shè)管道質(zhì)量的一個(gè)有力措施。

3 試回拖范圍

經(jīng)過我司多年的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合集團(tuán)文件要求，確立了需要進(jìn)行試回拖的范圍：對于管徑較大（PE管≥de200、鋼管≥DN200）或穿越平面長度≥200m或地形復(fù)雜的定向鉆工程，應(yīng)進(jìn)行試回拖。

4 試回拖方案具體實(shí)施細(xì)則

4.1試回拖管道長度

在過去的兩個(gè)多月里，在云東海街道碧云路等工地上進(jìn)行了數(shù)次的試回拖試驗(yàn)。理論結(jié)合實(shí)際，根據(jù)不同的材質(zhì)、管徑、非開挖軌跡的地質(zhì)情況、定向穿越的管道長度等要素，確定了各種情況下的試回拖長度，詳見下表：

4.2試回拖實(shí)施過程注意事項(xiàng)

試回拖的質(zhì)量關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：軌跡線的復(fù)核（曲線段曲率半徑的確定、出入土角度的復(fù)核）、導(dǎo)向擴(kuò)孔清孔記錄的復(fù)核、擴(kuò)孔直徑的控制、泥漿配制、鉆機(jī)拉力扭力的分析與記錄等。

4.2.1軌跡線的復(fù)核

打?qū)驎r(shí)每鉆桿進(jìn)行拍照并詳細(xì)記錄深度及水平位置，試回拖前通過對導(dǎo)向記錄及照片的核對，確認(rèn)軌跡線復(fù)核設(shè)計(jì)要求（在誤差允許范圍內(nèi)：水平誤差50cm/垂直誤差1m），曲線段曲率半徑不宜小于1500D（D為管道外徑）且不得小于1200D。入土角宜為8°～18°，出土角宜為：4°～12°。曲率半徑太小，使得回拖拉力加大，容易刮傷管道。出入土角度太大，容易造成試拖管道在入土或出土抽離空洞時(shí)刮傷，導(dǎo)致試拖結(jié)果不客觀。

軌跡線的質(zhì)量是回拖質(zhì)量的基礎(chǔ)，應(yīng)通過控制曲率半徑及出入土角度，將其質(zhì)量控制好，從源頭上保證回拖的順利進(jìn)行。

4.2.2導(dǎo)向擴(kuò)孔清孔記錄的復(fù)核

導(dǎo)向擴(kuò)孔、清孔的質(zhì)量直接影響回拖質(zhì)量。擴(kuò)孔時(shí)，通過對各部位扭矩及回拉力的分析，結(jié)合地質(zhì)勘探資料，從而確定擴(kuò)孔的孔徑大小（宜為1.5～2倍）及泥漿配比（鉆進(jìn)液比重宜為：1.15g/cm3～1.2g/cm3）。孔徑太小容易刮傷管道，太大浪費(fèi)材料的同時(shí)容易造成地面塌陷且不利于軌跡成孔。擴(kuò)孔完成后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際清孔進(jìn)行兩到三遍的清孔，以使孔道潤滑順暢。

4.2.3泥漿配比控制

泥漿有利于成孔質(zhì)量及回拖時(shí)對管道起潤滑、托舉的保護(hù)作用。液粘度的現(xiàn)場測量宜用馬氏漏斗，每2h測量一次。普通地層的失水量宜控制在10ml/30min～15ml/30min，水敏性易坍塌和松散地層失水量宜控制在5ml/30min以下。失水量應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的氣壓式失水量儀測定。比重應(yīng)控制在1.15g/cm3～1.2g/cm3，現(xiàn)場可用標(biāo)準(zhǔn)泥漿比重計(jì)和比重秤進(jìn)行測試。pH值應(yīng)控制在8～10之間。泥漿的粘度不足，上部碎石容易掉進(jìn)孔洞里，拖管時(shí)刮傷管道。

序號 材質(zhì) 管徑（mm） 地質(zhì) 一般土質(zhì) 長度L（m） 試回拖長度（m）

強(qiáng)風(fēng)化

中風(fēng)化

微風(fēng)化

1 PE管 De160 一般土質(zhì) 200≤L<300 12

2 強(qiáng)風(fēng)化 200≤L<300 12

3 300≤L<400 24

4 中、微風(fēng)化 200≤L<300 24

5 300≤L<400 24

6 De200 一般土質(zhì) L<300 12

7 300≤L<400 24

8 強(qiáng)、中化 L<300 24

9 300≤L<400 36

10 微風(fēng)化 L<300 36

11 300≤L<400 36

12 De315 一般土質(zhì) L<300 24

13 300≤L<400 36

14 強(qiáng)、中、微風(fēng)化 L<300 36

15 300≤L<400 36

16 鋼管 DN≤150 一般土質(zhì) 200≤L<300 12

17 L≥300 24

18 強(qiáng)、中、微風(fēng)化 L≥200 24

19 DN200 一般土質(zhì) L<200 12

20 200≤L<400 24

21 L≥400 36

22 強(qiáng)、中化 L<200 24

23 L≥200 36

24 微風(fēng)化 所有長度 36

25 DN≥300 一般土質(zhì) L<200 24

26 L≥200 36

27 強(qiáng)、中、微風(fēng)化 所有長度 36

4.2.4鉆機(jī)拉力扭力的分析與記錄

表一 工序質(zhì)量檢查評定表

在確認(rèn)軌跡線質(zhì)量滿足要求，擴(kuò)孔清孔達(dá)到要求且泥漿配制合理之后，就可以實(shí)施試回拖作業(yè)了。在實(shí)施的過程中，應(yīng)詳細(xì)記錄并分析扭力、拉力的變化。在試拖管道完成后，通過對試拖時(shí)扭力及拉力變化的分析，可以判斷出地質(zhì)最不利點(diǎn)，以便在該處對管道采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

4.3試回拖完成后的檢查方法

試回拖完成后，應(yīng)對試拖管道的刮傷情況及不圓度進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果填寫在“工序質(zhì)量評定表”（表一）上，確認(rèn)質(zhì)量可控后方可進(jìn)行正式回拖。

4.3.1刮傷情況檢查：

分為外觀檢查和儀器檢查。外觀檢查主要檢查其表面刮傷深度：不應(yīng)超過管材壁厚的10%。刮傷深度檢查合格后，3PE鋼管除仍須用電火花檢漏儀逐根連續(xù)檢測，檢漏儀探頭移動(dòng)速度不超過0.3m/s，在檢漏電壓下以不打電火花為合格。檢測電壓為：防腐成品管（25 KV）；補(bǔ)口處、每個(gè)補(bǔ)傷處（15KV）。

4.3.2不圓度檢查

不圓度檢查：通過對最大外徑及最小外徑的檢查結(jié)果進(jìn)行對比，判斷其不圓度是否滿足要求。（DE90≯1.8；DE110≯2.2；DE160≯3.2；DE200≯4.0；DE225≯4.5；DE250≯5.0；DE315≯11.1mm）

4.4試回拖效果分析及處理措施

試回拖質(zhì)量合格時(shí)，可以進(jìn)行下一步的正式回拖作業(yè)。當(dāng)試回拖管道質(zhì)量不合格時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采取改進(jìn)泥漿配比、增大擴(kuò)孔直徑、增加清孔次數(shù)等措施。當(dāng)仍不奏效時(shí)，可以對管道采取外加upvc套管、增加犧牲熱縮套保護(hù)、光固化保護(hù)等措施，已確保管道質(zhì)量。

4.5試回拖完成后管道的處理

進(jìn)行試回拖的管道不可再用于非開挖，試回拖質(zhì)量合格時(shí)，其管道可用于直埋敷設(shè)；當(dāng)橢圓度不能滿足要求時(shí)，該管材不能繼續(xù)使用；橢圓度滿足要求，PE管刮傷不符合要求時(shí)，將刮傷部門切除后，剩余管道用于直埋，鋼管防腐層刮傷時(shí)，按要求修復(fù)后使用（對于≯30mm的損傷，用補(bǔ)傷片修補(bǔ)，對于大于30mm的損傷，還應(yīng)在修補(bǔ)處包覆一條熱縮帶，包覆寬度應(yīng)比補(bǔ)傷片的兩邊至少各大50mm。）

5 試回拖工藝的推廣應(yīng)用及工程實(shí)例

目前該工藝已補(bǔ)充進(jìn)我司技術(shù)文件---《ssgas-aj-wi-b03城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)定》，該文件已上傳文控系統(tǒng)并經(jīng)各相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審核通過。試回拖工藝已于今年10月份開始實(shí)施，12月中旬在碧云路工地實(shí)施試回拖作業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)試回拖管道存在嚴(yán)重刮傷，具體如下圖：

試回拖管道被刮傷后，工程管理部立即上報(bào)安全技術(shù)部并組織相關(guān)單位人員到施工現(xiàn)場對該管道及施工現(xiàn)場的導(dǎo)向、擴(kuò)孔、清孔記錄及泥漿配比情況進(jìn)行檢查分析，最后決定將原有孔道再擴(kuò)兩級，擴(kuò)到直徑650mm后再重新試拖。合格后進(jìn)行正式回拖。

若無試回拖這個(gè)步驟，刮傷如此嚴(yán)重的3PE鋼管埋設(shè)在國道旁的山頭地下，后果難以預(yù)料。

6 總結(jié)

經(jīng)理論分析及施工現(xiàn)場實(shí)踐驗(yàn)證，試回拖工序能及時(shí)監(jiān)控定向鉆回拖時(shí)的質(zhì)量情況并提前預(yù)知定向鉆軌跡的最不利質(zhì)量點(diǎn)。通過對試回拖管道質(zhì)量的檢查，及時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)管道的措施，能確保正式管道的質(zhì)量安全。試回拖是保證定向鉆施工質(zhì)量的一個(gè)重要措施。

作者簡介：

曾金發(fā)，1985年7月，男，城鎮(zhèn)燃?xì)庵砉こ處?，佛山市三水燃?xì)庥邢薰?，燃?xì)饧夹g(shù)管理。