水平定向鉆非開挖技術(shù)在煤氣管道施工中的應(yīng)用

解開國(guó)

（昆明鋼鐵股份有限公司房地產(chǎn)公司，云南昆明 650302）

1 工程概況

昆鋼科技大廈位于昆明市中心區(qū)，周圍被環(huán)城南路，環(huán)城西路等城市主干道所包圍，要將煤氣從市政管網(wǎng)引入大廈必須穿過(guò)交通繁忙的城市主干道，如果圍擋開挖路面施工將會(huì)造成交通堵塞，嚴(yán)重形響交通秩序，經(jīng)多種地下管道施工方案比較，決定采用水平定向鉆施工技術(shù)。本工程為五華體育館門口下穿環(huán)城南路至對(duì)面昆鋼科技大廈煤氣管道施工，管徑為D N 275鋼管，非開挖長(zhǎng)度49m， 煤氣管道橫穿道路采用水平定向鉆拖管非開挖施工技術(shù)。

非開挖水平定向鉆進(jìn)技術(shù)，是指利用鉆掘、定向測(cè)控等技術(shù)手段，在地表不挖槽和地層結(jié)構(gòu)破壞極小的情況下，鋪設(shè)供水、煤氣、天然氣、污水、電信、電纜等公用管線的施工技術(shù)。

施工中采用非開挖水平定向鉆進(jìn)的方法，從施工區(qū)段（區(qū)域）下方穿越鋪設(shè)管線，可將管線設(shè)計(jì)在工程量最小的位置穿過(guò)，從而減少對(duì)交通、環(huán)境、周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響，此外，非開挖定向鉆進(jìn)還可以高精度地控制地下管線的鋪設(shè)方向、埋深，而且可使管線繞過(guò)未曾發(fā)現(xiàn)的地下障礙物和原有地下管線。

2 施工前準(zhǔn)備工作

為使工程順利進(jìn)行，施工前必須制定周密的施工方案、安全措施，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地層情況進(jìn)行分析

2.1 制定工作計(jì)劃，確保工期目標(biāo)完成

（1）進(jìn)場(chǎng)前全面檢修、調(diào)試設(shè)備，并備足常用配件，消除設(shè)備原因?qū)て诘挠绊憽?/p>

（2）進(jìn)場(chǎng)前根據(jù)管線資料結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況詳細(xì)調(diào)查施工范圍內(nèi)的地下管線和障礙物，繪制施工范圍內(nèi)地下管線和障礙分布圖，進(jìn)行實(shí)施性鉆孔軌跡設(shè)計(jì)并制定地下管線保護(hù)措施。

（3）進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，確保施工前心里有底，流程明確。

（4）配置施工組勞動(dòng)力。

（5）材料預(yù)先進(jìn)場(chǎng)，保證供應(yīng)。

2.2 制定保障措施，確定質(zhì)量目標(biāo)

本工程質(zhì)量目標(biāo)為一次驗(yàn)收合格，為此采用如下措施：

（1）開工前，進(jìn)行設(shè)計(jì)交底和圖紙會(huì)審，同時(shí)向施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，確保工程施工按方案進(jìn)行。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁不合格工序轉(zhuǎn)序、不合格品投入使用。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行工序和材料檢驗(yàn)制度。

（4）導(dǎo)向過(guò)程中每隔1.00m記錄鉆頭高度，軸線偏移和斜面角，保證不產(chǎn)生向下的彎曲。

（5）施工過(guò)程質(zhì)量員全程跟班監(jiān)控，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范。

2.3 制定安全措施，明確安全目標(biāo)

本工程安全目標(biāo)為無(wú)重大傷亡事故，無(wú)損壞已有管線和市政設(shè)施事故發(fā)生。為此采取如下措施：

（1）建立項(xiàng)目安全體系，將安全責(zé)任逐級(jí)分解，與經(jīng)濟(jì)核算掛鉤。

（2）進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)安全教育和培訓(xùn)，同時(shí)向施工班組進(jìn)行安全交底。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)安全規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，正確使用安全保護(hù)用具。

（4）嚴(yán)格執(zhí)行安全檢查制度。

（5）嚴(yán)格執(zhí)行臨時(shí)用電和各種設(shè)備安全操作規(guī)程。

（6）實(shí)現(xiàn)調(diào)查穿越線路上各種已有管線、管徑，施工中保證穿越軸線與已有管線最小距離1.00m。必要時(shí)在已有管線與穿越軸線相交處挖明槽觀察。

（7）所有人員佩著交通安全背心，夜間施工需設(shè)立臨時(shí)隔離標(biāo)志（不影響交通）。

（8）擴(kuò)孔項(xiàng)管段在路面以下3.5m處進(jìn)行，同時(shí)在孔道中泵入高分子聚合物改性泥漿防止孔道垮塌損壞路面。

（9）安全員應(yīng)跟班監(jiān)控，嚴(yán)防設(shè)備傷人和公路車禍發(fā)生。

2.4 制定文明施工和環(huán)境保護(hù)措施

（1）施工場(chǎng)地采用彩鋼板和鋼管支架封閉管理。（2）廢棄物定點(diǎn)堆放，按計(jì)劃出場(chǎng)外處置。

（3）加強(qiáng)民工教育，做到不大聲喧嘩、不吵架、不打架、不做違反法律的事。

（4）各種設(shè)備加裝消音裝置，夜間不使用柴油設(shè)備，避免噪音擾民。

（5）開挖坑槽要用儀器定位，做到少開挖、少破路面。

（6）合理布置設(shè)備和材料，做到圍護(hù)面積最小。

2.5 管理措施

（1）貫徹文明施工的要求，執(zhí)行現(xiàn)代管理方法，科學(xué)組織施工，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的各種管理工作。

（2）按照施工總平面布置圖設(shè)置各項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施。堆放大宗材料、成品、半成品和機(jī)具設(shè)備，不得侵占場(chǎng)內(nèi)道路及安全防護(hù)等設(shè)施。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)的用電線路，用電設(shè)施的安裝和使用必須符合安裝規(guī)范和安個(gè)操作規(guī)程，嚴(yán)禁隨意拉線接電。施工現(xiàn)場(chǎng)必須設(shè)有保證施工安全要求的夜間照明：危險(xiǎn)潮濕場(chǎng)所的照明以及手持照明燈具，必須采用符合安全要求的電壓。

（4）施工機(jī)械按照施工總平面布置圖規(guī)定的位置和線路設(shè)置，不得任意侵占場(chǎng)內(nèi)道路。

（5）保證施工現(xiàn)場(chǎng)道路通暢，排水系統(tǒng)處于良好的使用狀態(tài)；保持場(chǎng)容場(chǎng)貌的整潔，隨時(shí)清理建筑垃圾。在車輛、行人地和地方施工，應(yīng)當(dāng)設(shè)置溝井坎穴覆蓋物和施工標(biāo)志。

（6）施工現(xiàn)場(chǎng)的各種安全設(shè)施和保護(hù)器具，必須定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)消除隱患，保證其安全有效。

（7）做好施工現(xiàn)場(chǎng)安全保衛(wèi)工作，采取必要的防盜措施，在現(xiàn)場(chǎng)周邊設(shè)立圍護(hù)設(shè)施。非施工人員不得擅自進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（8）嚴(yán)格依照《中華人民共和國(guó)消防條例》的規(guī)定，在施工現(xiàn)場(chǎng)建立和執(zhí)行管理制度，設(shè)置符合消防要求的消防設(shè)施，并保持完好的備用狀態(tài)。

（a）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出口處設(shè)深沉池處理砼攪拌機(jī)，砼攪拌車清理漿水，未經(jīng)處理不得直接排入城市排水設(shè)施；

（b）不在施工現(xiàn)場(chǎng)融瀝青或者焚燒油、油漆以及其他會(huì)產(chǎn)生有毒有害煙塵和惡臭氣體的物質(zhì)；

（c）采取有效措施控制施工中的揚(yáng)塵；在炎熱干燥的天氣時(shí)，由專人在現(xiàn)場(chǎng)及現(xiàn)場(chǎng)附近道路上灑水，以保持濕潤(rùn)，防止塵土飛揚(yáng)；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)容易飛揚(yáng)的材料如水泥、粉煤灰等，采用適當(dāng)?shù)母采w。

2.6 準(zhǔn)備施工設(shè)備和材料

計(jì)劃投放設(shè)備、材料見表1。

表1 施工設(shè)備與機(jī)具材料

3 施工作業(yè)流程及技術(shù)要求

3.1 確定入土點(diǎn)、出土點(diǎn)、煤氣對(duì)接井、出鉆煤氣井施工位置

本次定向鉆穿越工程施工入土點(diǎn)在昆鋼大廈工地內(nèi)。在板房項(xiàng)目部會(huì)議室中段進(jìn)行開挖，在環(huán)城南路非機(jī)動(dòng)車道與綠化邊沿中段進(jìn)行開挖。出土點(diǎn)在五華游泳館側(cè)門人行道內(nèi)。

3.2 施工流程及技術(shù)要求

（1）施工場(chǎng)地維護(hù)：采用鋼管架和彩鋼板將工作坑槽和設(shè)備工地場(chǎng)地封閉，懸掛安全警示標(biāo)志和夜間照明燈。

（2）工作坑槽開挖：采用機(jī)械和人工挖掘接入點(diǎn)坑、入土坑，并用機(jī)械開挖拖管槽，棄土于坑邊；起點(diǎn)坑開挖嘗試約3.5m，按1：0.2坡度開挖。

（3）設(shè)備就位：在入土坑外通過(guò)測(cè)量定位鉆機(jī)準(zhǔn)確位置，打入地錨將鉆機(jī)錨固。

（4）導(dǎo)向鉆孔：在鉆頭內(nèi)安裝無(wú)線信號(hào)發(fā)生儀，前置斜面導(dǎo)向板；通過(guò)地面接收儀器隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，由入土坑經(jīng)接入點(diǎn)坑向拖管槽施工出導(dǎo)向孔（直徑120m m）；要求每米進(jìn)行測(cè)量，深度誤差不大于30c m。

（5）擴(kuò)孔：采用擠壓式擴(kuò)孔器，分級(jí)擴(kuò)孔至管直徑1.2～1.5倍。

（6）通孔：換裝通孔器進(jìn)行通孔，本工序應(yīng)重復(fù)2～3次，直至回拖阻力明顯下降，以鉆機(jī)液壓表讀數(shù)小于5M Pa為準(zhǔn)。

回拖產(chǎn)品管線時(shí)，先將擴(kuò)孔工具和管線連接好，然后，開始回拖作業(yè)，并由鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)后退，進(jìn)行擴(kuò)孔回拖，產(chǎn)品管線在回拖過(guò)程中是不旋轉(zhuǎn)的，由于擴(kuò)好的孔中充滿泥漿，所以產(chǎn)品管線在擴(kuò)好的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤(rùn)滑，這樣既減少了回拖阻力，又保護(hù)了管線防腐層，經(jīng)過(guò)鉆機(jī)多次預(yù)擴(kuò)孔，所以不會(huì)損傷防腐層。

地下孔經(jīng)過(guò)擴(kuò)孔，達(dá)到了回拖要求之后，將鉆桿、擴(kuò)孔器、回拖活節(jié)和被安裝的管線依次連接好，從出土點(diǎn)開始，一邊擴(kuò)孔一邊將管線回拖至入土點(diǎn)為止。

4 小結(jié)

水平定向鉆穿越施工具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）不會(huì)阻礙交通，不會(huì)破壞綠地、植被。不會(huì)影響商店、醫(yī)院、學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開挖施工對(duì)居民生活的干擾，對(duì)交通、環(huán)境、周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。

（2）穿越精度高，易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深，管線弧形敷設(shè)距離長(zhǎng)，完全可以滿足設(shè)計(jì)要求埋深，并且可以使管線繞過(guò)地下的障礙物。

（3）城市地下管線埋設(shè)一般達(dá)3m以下，所以采用水平定向鉆穿越對(duì)周圍環(huán)境沒有影響，不破壞地貌和環(huán)境，適應(yīng)環(huán)保的各項(xiàng)要求。

（4）采用水平定向鉆穿越施工時(shí)，沒有水上、水下作業(yè)，施工不受季節(jié)限制，具有施工周期短、人員少、施工安全可靠的特點(diǎn)。

（5）與其他施工方法相比，進(jìn)場(chǎng)速度快，施工可靈活調(diào)整，尤其在城市施工時(shí)可充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少，工程造價(jià)低，施工速度快。