大口徑管道定向鉆穿越工藝與施工流程優(yōu)化

李遠(yuǎn)哲

摘 要：水平定向鉆穿越施工技術(shù)是當(dāng)前管道工程、河流工程和鐵路工程等施工中穿越障礙物的一種施工技術(shù)。其施工對(duì)地面環(huán)境的影響也非常小，施工速度非?？?，所以，在穿越障礙物的各種工程施工中被廣泛應(yīng)用。近年，水平定向鉆穿越施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用到大口徑管道工程施工中，它將傳統(tǒng)定向鉆井技術(shù)與公路打孔技術(shù)有效結(jié)合起來，在石油管道、燃?xì)夤艿赖仁┕ぶ械玫搅藨?yīng)用。本文主要分析了大口徑管道水平定向鉆穿越施工技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：水平定向鉆穿越；大口徑管道；施工技術(shù)；現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理

隨著管道工程施工規(guī)模的擴(kuò)大，大口徑管道施工逐漸增多，大口徑管道水平定向鉆穿越施工也逐漸發(fā)展起來，在其施工過程中，對(duì)施工場(chǎng)地條件、大口徑管道的材質(zhì)、鉆孔器具等都有較高的要求。為了保證施工的順利進(jìn)行和施工質(zhì)量，需要加大對(duì)各方面的監(jiān)督和控制力度。簡(jiǎn)要探討了大口徑管道水平定向鉆穿越施工技術(shù)，以期為今后相關(guān)工作提供參考和借鑒。

1 技術(shù)概況

水平定向鉆穿越施工技術(shù)是當(dāng)前管道工程、河流工程和鐵路工程等施工中穿越障礙物的一種施工技術(shù)。水平定向鉆穿越施工技術(shù)對(duì)施工條件的要求不高，而且其施工對(duì)地面環(huán)境的影響也非常小，施工速度非常快，所以，在穿越障礙物的各種工程施工中被廣泛應(yīng)用。但是，與其他施工技術(shù)相比，水平定向鉆穿越施工技術(shù)對(duì)施工設(shè)備、鉆具等有較強(qiáng)的依賴性，在穿越施工中的擴(kuò)孔、管道回拖等工程中存在不可見性，因此，大大增加了施工風(fēng)險(xiǎn)。

2 施工技術(shù)

采用大口徑管道定向鉆穿越施工技術(shù)時(shí)，在施工前，要先設(shè)計(jì)好施工鉆孔曲線，然后鉆機(jī)就位，從障礙物的一端入土鉆導(dǎo)向孔，從障礙物的另一端出土，出土后拆卸鉆頭、儀表等，

然后按照所需鉆具的需要，選擇合適的待鋪設(shè)的管線直徑和要鋪設(shè)的位置、合適的鉆具等實(shí)施反向擴(kuò)孔。綜合大口徑管道水平定向鉆穿越施工工藝流程，可以將大口徑管道的定向鉆施工分為鉆孔、擴(kuò)孔和管道回拖 3 部分。

2.1 鉆孔

在大口徑管道水平定向鉆穿越施工中，需要按照施工設(shè)計(jì)方案完成相關(guān)的操作施工。在使用定向鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向孔鉆孔前，需要做好施工前的準(zhǔn)備工作，詳細(xì)閱讀和分析施工設(shè)計(jì)圖、設(shè)計(jì)方案，充分考慮大口徑管道施工穿越的地理位置條件，仔細(xì)閱讀和分析施工地區(qū)的地質(zhì)資料，為大口徑管道的水平定向鉆穿越施工的順利進(jìn)行提供保障。為了保證大口徑管道鉆孔穿越障礙物的順利進(jìn)行，必要時(shí)可以從施工設(shè)計(jì)方案中選擇 1 個(gè)控制樁作為參考，并以此為標(biāo)準(zhǔn)水平定向鉆穿越試驗(yàn)，測(cè)定需要穿越的長度、出入點(diǎn)的位置和施工場(chǎng)地的布置等。

完成試驗(yàn)后，參考大口徑管道施工的設(shè)計(jì)方案和施工圖紙，測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)施工中的相關(guān)參數(shù)，多方面比較水平定向鉆穿越施工，從而設(shè)計(jì)出最佳的穿越障礙物的路線圖。在確定施工設(shè)計(jì)圖之后進(jìn)行實(shí)際的導(dǎo)向孔鉆孔施工，鉆導(dǎo)向孔需要在鉆孔導(dǎo)向員的指令下，按照事先預(yù)定好的曲線、鉆測(cè)量等參數(shù)鉆孔。將探頭安裝在鉆具中，測(cè)量鉆孔過程中出現(xiàn)的傾角、高程、方位角和橫向偏差等，并將這些數(shù)據(jù)傳遞到操作員手中，及時(shí)控制和調(diào)整鉆孔中出現(xiàn)的情況。在大口徑管道的水平定向鉆穿越施工中，需要控制穿越的曲線，在實(shí)際的鉆孔穿越中，需要根據(jù)先前設(shè)計(jì)好的穿越曲線進(jìn)行相關(guān)的操作，并調(diào)整穿越曲線。在穿越施工中，需要根據(jù)大口徑管道水平定向鉆穿越施工的地理?xiàng)l件調(diào)整泥漿配比。泥漿配比在一定程度上是依靠配方成分組成的，有效的泥漿配比和配方成分能夠減少在鉆孔施工中對(duì)鉆頭產(chǎn)生的磨損和其他影響。在鉆孔施工中，產(chǎn)生的碎屑會(huì)通過泥漿回到泥漿坑中，同時(shí)，泥漿對(duì)孔壁能起到一定的穩(wěn)定作用。在導(dǎo)向孔鉆孔施工過程中，鉆孔操作人員、指揮控制人員需要有效配合才可以完成鉆孔穿越工作。兩者一個(gè)負(fù)責(zé)了解地質(zhì)軟硬程度，控制和調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)速度，另一個(gè)制訂、修改和糾正鉆孔方案，以保證鉆孔工作能夠順利進(jìn)行。

2.2 擴(kuò)孔

大口徑管道水平定向鉆穿越施工的第二個(gè)施工環(huán)節(jié)是分級(jí)擴(kuò)孔，又被稱為分級(jí)回?cái)U(kuò)。這就是鉆頭從鉆孔中出來之后，使用擴(kuò)孔鉆具將先前鉆的孔擴(kuò)大，使鉆孔達(dá)到大口徑管道水平定向鉆穿越施工的要求。在分級(jí)擴(kuò)孔施工時(shí)，需要保證在鉆孔時(shí)不會(huì)出現(xiàn)塌方等情況。分級(jí)擴(kuò)孔是大口徑管道水平定向鉆穿越施工的中間環(huán)節(jié)，它在其中發(fā)揮著非常重要的作用，其施工需要根據(jù)施工場(chǎng)所的環(huán)境、地質(zhì)條件、大口徑管道的材質(zhì)等相關(guān)資料進(jìn)行。 在大口徑管道水平定向鉆穿越施工中，因?yàn)楣艿赖目趶酱蟆佋O(shè)距離長，所以，擴(kuò)孔施工需要分級(jí)進(jìn)行。而較多的分級(jí)擴(kuò)孔級(jí)數(shù)會(huì)增加擴(kuò)孔中產(chǎn)生的扭矩，同時(shí)，還會(huì)受到其他方面因素的影響，因此，為了保證分級(jí)擴(kuò)孔的順利進(jìn)行和擴(kuò)孔的質(zhì)量，需要加大對(duì)這些方面的施工監(jiān)管力度，具體可分為以下 2 點(diǎn)：①完成導(dǎo)向孔的鉆孔之后，在逐級(jí)擴(kuò)孔施工時(shí)，根據(jù)不同的地層需求選擇不同類型的擴(kuò)孔器。②在分級(jí)擴(kuò)孔中，前幾級(jí)的擴(kuò)孔施工使用盤式擴(kuò)孔器進(jìn)行切屑式的擴(kuò)孔施工，后幾級(jí)的擴(kuò)孔施工和清孔使用錐桶式擴(kuò)孔器進(jìn)行鉆孔的擠擴(kuò)。擴(kuò)孔鉆具組合的有效使用可以降低擴(kuò)孔中產(chǎn)生的扭力，進(jìn)而順利完成擴(kuò)孔工作。

2.3 管道回拖

在大口徑管道水平定向鉆穿越施工中，管道回拖是最后一個(gè)施工工序。在管道回拖的過程中，主要使用回拖鉆具將成品管道回拖到已經(jīng)完成擴(kuò)孔施工的孔洞中，這樣整個(gè)大口徑管道水平定向鉆穿越施工則完成了。在大口徑管道回拖的過程中，成品管道、旋轉(zhuǎn)接頭、擴(kuò)孔器需要相互連接，在鉆桿回拖拉力的作用下使管道就位。管道回拖工序是整個(gè)大口徑管道施工中的最后一道施工工序，同時(shí)，這也是施工中的重點(diǎn)，因此，在管道回拖的過程中，要盡量減小回拖產(chǎn)生的阻力。

3 施工質(zhì)量要求

施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理上，應(yīng)該在施工的各個(gè)階段上進(jìn)行控制，按照施工規(guī)范要求進(jìn)行施工，完善每道工序的交接，通過質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和手段來檢測(cè)施工質(zhì)量要求，以及完備的施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理體系。第一，工程項(xiàng)目采用的原材料及構(gòu)配件在進(jìn)場(chǎng)時(shí)要向監(jiān)理工程師報(bào)驗(yàn)，必須要有產(chǎn)品合格證及產(chǎn)品技術(shù)說明書，若有理化試驗(yàn)報(bào)告還相應(yīng)的試驗(yàn)證明。第二，各施工階段工序完成后必須要自己先進(jìn)行檢查，符合合格標(biāo)準(zhǔn)后填報(bào)驗(yàn)單，向監(jiān)理部門進(jìn)行報(bào)檢，否則，不準(zhǔn)進(jìn)入下道工序施工。第三，相關(guān)專業(yè)在工種交接時(shí)，要質(zhì)檢員進(jìn)行交接檢驗(yàn)，并形成備查記錄。

4 結(jié)束語

總而言之，近幾年，在城市發(fā)展和建設(shè)的過程中，燃?xì)夤艿?、供暖管道等施工?guī)模不斷擴(kuò)大，大口徑管道的應(yīng)用越來越廣泛，水平定向鉆穿越施工技術(shù)在大口徑管道施工中的應(yīng)用頻率也逐漸加大。為了更好地在大口徑管道施工中應(yīng)用水平定向鉆穿越施工技術(shù)，本文主要分析和研究了大口徑管道水平定向鉆穿越施工技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，為日后相關(guān)工作提供參考。

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