定向鉆短距離鋪設(shè)90°角PE燃氣管道的技術(shù)應(yīng)用

李建華　張君

摘 要：隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，老城區(qū)不斷進行改造，原鋪設(shè)的各種管線存在老化或不能滿足要求，再加上建設(shè)初期缺少合理的統(tǒng)籌規(guī)劃，經(jīng)常出現(xiàn)同一市政道路多次開挖鋪設(shè)管線的情況，不僅造成了環(huán)境污染而且給周圍居民的日常生活及城市交通帶來了很大不便。從另一個角度看，城市管理部門、規(guī)劃部門甚至施工單位都給老百姓留下了不好的印象。2003年定向鉆非開挖技術(shù)在漯河市的出現(xiàn)，解決了這一難題，把施工對環(huán)境的影響減少到了最小，當各種管線穿越道路、集市及重要的草坪、綠地和人行道時突顯其優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：定向鉆 PE燃氣管道

中圖分類號：TU996.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0098-01

根據(jù)全市城區(qū)燃氣管道鋪設(shè)工程量較大的實際情況，我公司于2006年采購DDW-150K型定向鉆機一臺，在管道鋪設(shè)過程中發(fā)揮了極大的作用，不但大大地縮短了施工工期，而且充分展現(xiàn)了其定向的功能。在無法開挖施工的地段，通過加大鋪設(shè)深度或繞開障礙物的辦法順利解決了施工難題，2006、2007兩年鋪設(shè)各種管徑燃氣管道近20000 m，積累了豐富的施工技術(shù)經(jīng)驗。雖然定向鉆施工技術(shù)比較成熟，相關(guān)文獻資料較多，但我公司施工技術(shù)人員不局限于此，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況嘗試性的短距離鋪設(shè)了90°角PE燃氣管道，并取得了成功。

1 DDW-150K型定向鉆機的特點及相關(guān)技術(shù)參數(shù)

1.1 特點

該鉆機為橡膠履帶式自行走一體式機，機動性好，短距離內(nèi)靠自身橡膠履帶行走不但方便而且減少了對城市道路的損壞，具有結(jié)構(gòu)緊湊、整體性強、操作簡單、傳動可靠等特點，采用柴油機作為自帶動力，施工方便。根據(jù)情況可一次性鋪設(shè)DN600以下各種管道20～250 m。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

動力參數(shù)：使用75 kW/2500 r/min柴油發(fā)動機。

鉆桿：單根鉆桿采用∮63×3050 mm礅粗鋼管，共計配套250 m。

履帶自行走速度：0～1.0 Km/h。

控向儀：GUIDER V型（向?qū)逍停?，接收信號棒傳來的信號并將此信號發(fā)送到鉆機旁的遙顯儀。

信號棒：配備兩根信號棒，9.5 kHz藍色和38 kHz黃色，能分別探測5 m以內(nèi)和10m以內(nèi)的深度，可以根據(jù)深度和干擾情況分別選擇使用。該工程采用藍色信號棒。

2 工程概況

該工程為水平面90°角鋪設(shè)De90PE燃氣管道150 m，施工地點位于文化路雙匯廣場西南角、建設(shè)路和文化路交叉口；起點在交叉口東北角、文化路東側(cè)、雙匯廣場大理石人行道上，向南穿過建設(shè)路后沿建設(shè)路南側(cè)向東延伸，終點在建設(shè)路南側(cè)的紅日文景園大門口。該路段人員擁擠、車輛稠密、有早市和夜市、大理石和方磚人行道質(zhì)量較好，不允許開挖，市政管理部門批復(fù)手續(xù)為非開挖。

3 地下管線勘察情況

經(jīng)施工人員現(xiàn)場詳細勘察，建設(shè)路中心線靠南側(cè)地下有東西走向深3 m×寬2 m的大排水，在南側(cè)人行道下有深1.5 m的移動通信光纜和長線局通信光纜；建設(shè)路中心線靠北側(cè)地下有東西走向深1.5 m的中壓燃氣管道（市政批復(fù)不允許在此處開挖路面接管），北側(cè)人行道下有東西走向深1.2 m的自來水管道并有向施工起點方向的分支管道，以及文化路東側(cè)南北走向深2 m的市政排水管道與建設(shè)路大排水相連。情況非常復(fù)雜，施工難度很大。

4 施工過程及技術(shù)參數(shù)

4.1 鉆進過程及技術(shù)參數(shù)

4.1.1鉆進過程

根據(jù)現(xiàn)場勘測的實際情況，確定鉆機的下鉆位置，并開挖長2.5 m×寬0.75 m×深1.8 m的鉆頭入鉆探坑，確保安全后鉆桿按-30%的斜度入土，以3.0 m左右的深度穿越自來水和天然氣管道及排水管道，然后逐漸增加深度到4.0 m左右，從第19根鉆桿開始以9點方向點進入轉(zhuǎn)向軌道，并連續(xù)18根以此方向點及4～5 m深完成90°角轉(zhuǎn)向，同時穿越大排水和南側(cè)通信光纜，隨后逐漸調(diào)整方向和點數(shù)，順利鉆出地面。

4.1.2技術(shù)參數(shù)

（1） 壓力參數(shù)。由于該工程地層屬黃素土，土質(zhì)較好，除進出鉆壓力稍大，儀表顯示為4 MPa左右外，全程鉆進時儀表顯示為2 MPa左右，頂進時儀表顯示在3～4 MPa范圍內(nèi)，增減平緩。

（2）轉(zhuǎn)跡參數(shù)。鉆進結(jié)束后對鉆桿路由進行計算，得到該軌跡彎曲半徑R=35 m，完全滿足PE管施工規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，即當PE管直徑50

4.2 回拖過程及技術(shù)參數(shù)

4.2.1回拖過程

由于地下土質(zhì)情況為黃素土，便于施工，且正值夏季水位較高，加入較少的水就能達到要求，回拖阻力較小。采用快速回拖法回拖，歷時3小時10分鐘回拖完畢，順利將150 mPE燃氣管道鋪入地下預(yù)定位置。同時一并鋪入的金屬示蹤線完好無損。

4.2.2技術(shù)參數(shù)

由于該工程鋪設(shè)的De90PE管道管徑較小，地下土質(zhì)較好，不需進行多級擴孔和清孔，直接連接∮240擴孔鉆頭，擴孔鋪管一次完成。De90PE管自身重量較輕，且在泥漿中運動受力極小，回拖力主要是擴孔鉆頭回拖時對泥土的切削阻力。擴孔頭入孔及出孔壓力稍大為6MPa外，回拖全程壓力顯示在4MPa左右。

5 效益分析

該項工程能產(chǎn)生經(jīng)濟和社會兩個方面的效益。經(jīng)濟效益方面采取全開挖施工工程投資約2.4萬元與采取定向鉆施工投資約1.3萬元相比較可節(jié)約1.1萬元；另外，該工程工期可提前10天結(jié)束，待供氣居民可提前用上天然氣，投資收益提前回收約0.3萬元。在社會效益方面，該項技術(shù)的成功運用，最大限度的為按時向待供氣居民區(qū)供氣爭取到了時間，同時反映了高超的施工技術(shù)水平，在居民用戶中樹立了公司的良好形象；另外，減少主要交通路面的多次開挖也在人民群眾中樹立了政府管理部門的執(zhí)政水平，社會效益比較明顯。

6 定向鉆施工的不足

定向鉆施工盡管優(yōu)點非常突出，但在施工過程中由于要綜合考慮各種地下設(shè)施的安全性，一般正常深度在1.5～2.5 m之間，過路或穿越光纜、大排水等設(shè)施時往往在4～5m左右，施工方便的同時為以后的接線和檢修帶來很大的難度。就該工程而言，在鉆頭鉆出地面之后，要迅速連接待鋪設(shè)管道進行回拖，不能停留時間過長，否則處在轉(zhuǎn)向位置的18根鉆桿有被彎曲的可能，會造成不必要的經(jīng)濟損失。

7 結(jié)語

該項工程的成功完成充分證明，定向鉆在高速發(fā)展的現(xiàn)代化城市中施工具有不可替代的優(yōu)勢地位，盡管鋪設(shè)深度有時不盡人意，但其快速和可定向的特性已經(jīng)得到廣大建設(shè)單位和施工單位的認可。

參考文獻

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