水平定向鉆穿越技術(shù)在平頂山市城市集中供熱管網(wǎng)擴(kuò)建一期工程中的應(yīng)用

曹曉通

【摘要】本文結(jié)合實際工程對水平定向鉆技術(shù)在熱力工程中施工工藝流程、施工方法做了詳細(xì)的講解，并就熱力管道穿越城市主要道路施工技術(shù)開挖路面、混凝土頂管施工、水平定向穿越施工的成本做了對比，對類似工程有很大借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計方案；工藝流程；施工方法；造價分析對比

1、工程概況

平頂山市城市集中供熱管網(wǎng)擴(kuò)建一期工程（水平穿越建設(shè)路）概況：起點自湛河與烏江河交匯處，沿河堤自南向北轉(zhuǎn)而自西向東沿湛北路路中心線偏南4米敷設(shè)至中央花園東路，沿中央花園東路現(xiàn)道路中心線偏西0.8m敷設(shè)至建設(shè)路北側(cè)，單管長度為900米。管道材質(zhì)為：聚氨酯預(yù)制直埋保溫管；設(shè)計管徑為：河堤及湛北路段管徑為DN1000變徑后變?yōu)镈N900；全部管道敷設(shè)方式為無補(bǔ)償電預(yù)熱直埋敷設(shè)；過建設(shè)路采用定向鉆穿越施工，采用沖擊式鉆孔機(jī)鉆孔。此次定向鉆穿越長度單根為150米。兩根長度共計300米，土質(zhì)為砂礫土，定向鉆穿越深度為6.30米，工期30天。

2.設(shè)計方案

原設(shè)計方案為鋼筋混凝土頂管施工，但頂管施工與現(xiàn)場實際不符，沒有充足的場地；考慮路面大開挖，又不符合市政府對道路開挖的要求；與中國市政工程華北設(shè)計研究總院充分溝通，考慮用定向鉆穿越的施工工藝，本工藝是公司在熱力工程施工中首次采用，屬于新技術(shù)應(yīng)用，施工難度和技術(shù)要求都比較高。

3、施工方法

地下管線探測→進(jìn)場→導(dǎo)向→回擴(kuò)→回拖→管口處理→退場

3.1地下管線探測。

結(jié)合設(shè)計圖紙和現(xiàn)場探測了解到已有管道分布主要是沿建設(shè)路縱向分布，本工程為橫向穿越，這就必然與已有管道有一個交匯點，要想不損壞已有管道，需考慮定向鉆穿越深度，建設(shè)路南、北側(cè)共計分布八條管道。路南側(cè)五條，路北側(cè)三條，路南燃?xì)庵睆?00mm，深度2.2m；污水管徑1000mm深度2.6m；自來水1000mm深度1.8m；慢車道污水直徑1000mm深度3.0m；通信1.8m（深南北走向不做考慮）路北慢車道污水1000mm，管底高度為據(jù)路面4.5m；長途光纜1.8m深；國防光纜2.0m深。因為我們管道口徑為1054mm考慮到擴(kuò)孔為1300mm，綜合路面安全，管道安全距離及各方面考慮，定向鉆孔中心距離路面高度為6.3m。

3.2導(dǎo)向

①測量放線：根據(jù)鉆機(jī)中心線與入土點、出土點成一條直線的原則，按施工布置圖和穿越軸線將鉆機(jī)及附屬配套設(shè)備安放在預(yù)定位置，確保鉆機(jī)中心線與入土點、出土點成一條直線。

②開挖工作坑：工作坑開挖尺寸為長5m寬為5m深為7m。工作坑開挖必須符合設(shè)計圖紙的要求。

③機(jī)具就位：鉆機(jī)進(jìn)場后，檢查機(jī)具的運(yùn)作情況，及時記錄。機(jī)具擺放應(yīng)距工作井1m以上，防止機(jī)具震動造成土塌方，鉆機(jī)就位必須在穿越曲線的同一方向上。鉆機(jī)就位后進(jìn)行系統(tǒng)連接、試運(yùn)轉(zhuǎn)，保證設(shè)備正常工作，各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后試轉(zhuǎn)，各種參數(shù)正常后按次序鉆進(jìn)。

3.3回擴(kuò)

導(dǎo)向孔完成后，必須擴(kuò)大至適合成品管敷設(shè)的直徑，一般情況下，擴(kuò)孔器是在鉆機(jī)對面的鉆頭出土處連接在鉆桿上，再回拉進(jìn)入導(dǎo)向孔，隨著擴(kuò)孔器的回擴(kuò)，要在其后不斷的加接鉆桿。根據(jù)導(dǎo)向孔與適合成品管鋪設(shè)的直徑差異大小和地層情況，擴(kuò)孔可一次或多次進(jìn)行。根據(jù)本工程的敷設(shè)管徑，采用分級擴(kuò)孔方式進(jìn)行管孔修整。我們準(zhǔn)備分十二次逐步把孔擴(kuò)到1500mm，這十二次為400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm、1300mm我們把孔做到1300mm是為了和我們管材口徑1054mm有一定的間隙，從而保護(hù)保溫層和焊口。1300mm成孔我們還要用棉被纏繞擴(kuò)孔器。從而減少對管材的壓力，和管口的阻力，進(jìn)行回托頂時要求回拖力在8KN以下方可成孔，準(zhǔn)備托管回擴(kuò)時泥漿的配備必須根據(jù)土質(zhì)的實際情況進(jìn)行，使孔洞形成良好的通道，保證施工質(zhì)量。

3.4回拖

回擴(kuò)孔徑達(dá)到設(shè)計要求，且拉力、扭矩降到安全范圍之內(nèi)時便可回拖，回拖時要擺順各條管的順序并做好標(biāo)記，一般回拖時會溢出大量泥漿，要做好泥漿排放的準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備好足夠的泥漿清運(yùn)車輛，用泥漿泵抽取多余的泥漿，及時把多余泥漿外運(yùn)。除此之外要注意以下幾點：

1、在進(jìn)行回拖前，為了保護(hù)管道保溫層，應(yīng)在工作管熱熔接口前進(jìn)方向加設(shè)防護(hù)套纏繞保護(hù)層，防止損壞熱熔套，確保托管質(zhì)量。

2、根據(jù)現(xiàn)場情況配備吊車4臺，焊工5人，保證回拖當(dāng)天焊接品質(zhì)和速度防止，防止管材脫節(jié)抱死，確保焊接管材是一條直線。

3、回拖時單根管口焊接用材料：14mm厚鋼板，1.5米長，卷成直徑900mm的圓筒焊接到管道上，10mm厚鋼板做成一個直徑為400mm的圓，焊接到縮口處。然后用直徑100mm的圓鋼2根，每根1米長，直徑120mm的圓鋼2根，每根1米長，50mm厚鋼板，寬度400mm，長度為1.5米長做成拉環(huán)。另外一根回拖時安裝同上，材料用原有的材料割掉后再安裝到另外一根上進(jìn)行回拖。

3.5管口處理

拖完管兩邊管口順序擺正后用塞口塞牢管口，外套尼龍袋用鐵絲扎牢，預(yù)防泥漿倒灌管內(nèi)。

3.6退場

工作坑、排污坑及拖管巷道所挖出的土方根據(jù)社區(qū)要求不能堆積到現(xiàn)場全部外運(yùn)至10公里以外指定棄土場，回填時再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場回填。

備注： 本工程投入機(jī)械設(shè)備

主要施工機(jī)械設(shè)備表

序號 設(shè)備名稱 規(guī) 格 單位 數(shù) 量 備注

1 水平導(dǎo)向機(jī) 南地龍DDL260T 臺 1

2 管線探測儀 寧波金地700 套 1

3 導(dǎo)向探測儀 寧波金地600 套 1

4 對講話機(jī) 部 2

5 叉車 輛 1

6 翻斗車 8T 輛 1

7 柴油發(fā)電機(jī) 臺 1

8 泥漿泵抽水泵 臺 按實際工程量配備

9 滅火器 干粉 瓶 按實際工程量配備

4. 對道路開挖修復(fù)、頂管與水平定向穿越的造價對比分析

本工程需穿越平頂山市城市主干道建設(shè)路，原設(shè)計方案大開挖施工，結(jié)合現(xiàn)場實際情況及市政府相關(guān)規(guī)定，開挖此段建設(shè)路無法實現(xiàn)，經(jīng)多方面考慮，此段采用定向穿越施工，穿越長度為單根150m，雙根共計300m。

4.1 道路大開挖施工造價分析

4.1.1 計算原則：按2008年版《河南省建設(shè)工程量清單綜合單價》及配套費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)計算的建安費(fèi)，

4.1.2主要工作內(nèi)容：整體開挖、拆除路面、恢復(fù)路面、挖方、運(yùn)方、填砂、回填土方進(jìn)行計算，

4.1.3 工程造價：每米價格4194元。

4.2 混凝土頂管施工造價分析

4.2.1計算原則：按2008年版《河南省建設(shè)工程量清單綜合單價》及配套費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)計算的建安費(fèi)，

4.2.2主要工作內(nèi)容：混凝土管頂進(jìn)、混凝土管頂管平口管接口、工作坑支撐設(shè)備安拆、頂進(jìn)后座及坑內(nèi)平臺安拆、頂進(jìn)觸變泥漿減阻、鋼筋砼后座（C20-40（32.5水泥）現(xiàn)澆碎石砼）、管道內(nèi)壁注漿、泥水切削機(jī)械及附屬設(shè)施安拆

4.2.3工程造價：每米價格4315元。

4.3定向穿越施工造價分析

4.3.1計算原則：參照石油天然氣行業(yè)定額進(jìn)行計算。

4.3.2主要工作內(nèi)容：鉆導(dǎo)向孔、預(yù)擴(kuò)孔、管線回拖、計取鉆具安拆及定額取費(fèi)。

4.3.3工程造價：每米價格3582元。

綜上所述：在城市熱力工程施工過程中，穿越城市主要道路時，根據(jù)市政府要求，新修道路5年內(nèi)不得開挖，造成施工難度增加，但采用新工藝進(jìn)行施工，不僅在施工中可行，縮短工期，減少協(xié)調(diào)難度，更重要的是，通過對不同施工方法的對比，發(fā)現(xiàn)整體工程造價有明顯降低，在以后的工作中新的工藝及技術(shù)的應(yīng)用是熱力工程施工過程的重要方向。

參考文獻(xiàn)

[1]《水平定向鉆進(jìn)管線鋪設(shè)技術(shù)規(guī)程》中原石油勘探局工程建設(shè)總公司管道穿越工程處發(fā)布