水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在PE污水管道施工中施工要點(diǎn)

殷建飛 黃斌

摘 要：污水管道大多在地下進(jìn)行，傳統(tǒng)的施工方法是先挖后埋，施工方法不僅效率低，而且影響路面正常的交通量。水平定向鉆井技術(shù)在污水管道施工中的應(yīng)用可以節(jié)省污水管道施工空間。它不需要破壞大面積的路面，不易受到外界環(huán)境因素的干擾，可靠性高，安全可靠，能有效保證污水管道施工質(zhì)量。本文簡(jiǎn)要介紹了水平定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，分析了水平定向鉆井技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PE污水管道 水平定向鉆進(jìn)技術(shù) 施工要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU992.05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）07（b）-0041-02

隨著現(xiàn)代城市的快速發(fā)展，越來越多的人涌向城市，生活污水的排放也在增加。因此，在許多地區(qū)鋪設(shè)了大量的生活污水管道。為了滿足生活污水管道的施工要求而不影響正常的交通流量，可采用水平定向鉆井技術(shù)。污水管道施工的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)結(jié)合污水管道的施工設(shè)計(jì)要求，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)水平定向鉆井，優(yōu)化施工過程，不斷提高污水管道施工質(zhì)量。

1 工程概況

本工程位于湖北省荊州市沙市區(qū)，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（沙市區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水治理項(xiàng)目）配套設(shè)施施工項(xiàng)目。本工程施工區(qū)域涉及三個(gè)鎮(zhèn)，分別是岑河鎮(zhèn)、鑼場(chǎng)鎮(zhèn)、觀音垱鎮(zhèn)，地質(zhì)條件復(fù)雜，局部含有流砂層，對(duì)于直接開挖施工的難度較大，故采用定向鉆施工。

2 施工工藝與技術(shù)準(zhǔn)備

首先，施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)調(diào)查報(bào)告、工藝流程、施工合同等相關(guān)文件編制施工組織設(shè)計(jì)方案。工藝流程見圖1。施工方案經(jīng)監(jiān)理單位核實(shí)后，監(jiān)理部門應(yīng)當(dāng)提交建設(shè)單位審核。施工前，應(yīng)要求項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行書面技術(shù)公開披露工作，實(shí)現(xiàn)分工明確。經(jīng)監(jiān)理人員檢查確認(rèn)后，技術(shù)文件作為監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)控制的基礎(chǔ)，組織技術(shù)人員根據(jù)細(xì)則開展工作，施工前，必須重視施工的難點(diǎn)。

3 PE污水管道施工要點(diǎn)與控制

3.1 PE管工藝的要點(diǎn)與控制

首先，施工單位應(yīng)檢查PE管制造商提供的產(chǎn)品證書、試驗(yàn)報(bào)告和其他相關(guān)產(chǎn)品的性能證書。然后檢查管材的質(zhì)量，并在幾何尺寸滿足后方可使用。由于PE管一般標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度是9m和12m，故在實(shí)際的施工工程中PE管需要連接，管道接頭采用熱熔對(duì)接，焊縫寬度和卷曲高度滿足要求。然后將環(huán)鏈葫蘆牢固地連接到管子的耙頭上。直到最后顯示鋼管約0.5m時(shí)，將管道的末端被拉入管道中。令管道牽引車調(diào)整土壤角度，等待鉆、擴(kuò)孔完工后的，管道再通過。

3.2 鉆井過程要點(diǎn)與控制

3.2.1 鉆井液配制的要點(diǎn)與控制

鉆井液在殘余通道的鉆進(jìn)、擴(kuò)孔、清孔和拖動(dòng)中起著關(guān)鍵作用，因?yàn)樗鸬嚼鋮s、潤(rùn)滑鉆頭、軟化地層、輔助壓裂地層、攜鉆和穩(wěn)定井壁的作用。管道尾部順利進(jìn)行施工的關(guān)鍵是如何防止鉆孔通道的收縮和塌陷。因此，根據(jù)地質(zhì)條件制備科學(xué)的鉆井液顯得尤為重要。根據(jù)施工工藝要求，在鉆機(jī)一側(cè)設(shè)置循環(huán)池和沉淀池。在制備池中加入一定量的膨潤(rùn)土、失水劑和混合水，通過均勻混合制備鉆井液，使鉆井液密度控制在1.08～1.1之間，失水量控制在0～1之間，pH值控制在8～10范圍內(nèi)，粘度控制在45～50之間。在斜截面使用的鉆井液中加入適量的潤(rùn)滑劑，降低孔壁的摩擦系數(shù)，防止粘連。

3.2.2 鉆機(jī)安裝的要點(diǎn)與控制

在鉆機(jī)的選擇中，應(yīng)根據(jù)施工參數(shù)反復(fù)論證主要的力學(xué)性能，如扭矩、功率和阻力。機(jī)械設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)后，首先，施工單位報(bào)告設(shè)備安全技術(shù)文件，確認(rèn)其是否處于安全控制的有效狀態(tài)，然后檢查機(jī)械操作員是否持有有效文件。最后，鉆機(jī)的安裝應(yīng)基于設(shè)計(jì)圖紙的位置、管道的軸線和工作坑的位置。在安裝過程中，設(shè)備按照安裝人員的統(tǒng)一命令安裝，安全人員需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。安裝完成后，監(jiān)理建設(shè)單位應(yīng)組織聯(lián)合調(diào)整試驗(yàn)驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收試驗(yàn)合格后方可使用。

3.2.3 導(dǎo)向鉆進(jìn)的要點(diǎn)與控制

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，鋼管的曲率半徑和最大穿透深度，設(shè)計(jì)了導(dǎo)向孔的軌跡曲線。經(jīng)研究，地角為10，開挖角度為7，斜截面為104.72m，開挖坡度為149.26m，水平橫斷面長(zhǎng)度為489.02m，采用數(shù)字輸入鉆控制系統(tǒng)作為制導(dǎo)控制基礎(chǔ)。軌跡曲線由放置在鉆桿后端的電子測(cè)向儀控制，以測(cè)量位置參數(shù)，并及時(shí)將測(cè)量參數(shù)發(fā)送到地面控制室的接收器。處理完數(shù)據(jù)后，實(shí)現(xiàn)軌跡的同步顯示，然后比較設(shè)計(jì)軌跡的曲線，確定鉆孔的偏差程度。嚴(yán)格控制傾斜部分的角度是必要的。如果偏差很大，則應(yīng)重新調(diào)整并重新鉆孔；穩(wěn)定進(jìn)入點(diǎn)的位置和傾斜度可以正常速度鉆孔。成功鉆入河流校準(zhǔn)的目標(biāo)點(diǎn)，未挖掘點(diǎn)的位置符合設(shè)計(jì)坐標(biāo)。

3.2.4 預(yù)擴(kuò)孔的要點(diǎn)與控制

根據(jù)“管道定向鉆孔技術(shù)規(guī)范”的要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和管道類型，擴(kuò)徑的直徑應(yīng)控制在設(shè)計(jì)管道直徑的1.2～1.5倍，管道交叉口的直徑應(yīng)達(dá)到1200mm。根據(jù)土壤質(zhì)量，采用快速切屑鉸刀將出土孔擴(kuò)大到地面，擴(kuò)孔鉸刀鉸接后，將鉆井液壓入鉆鉸刀中，這種情況下，鉸孔結(jié)構(gòu)使用5個(gè)鉸刀。在鉸孔過程中，應(yīng)在剩余點(diǎn)收集鉆井液。如果不滿足要求，應(yīng)及時(shí)調(diào)整鉆井液的比例，直至滿足鉆井液的要求并對(duì)鉆井液進(jìn)行良好的檢查。穩(wěn)定質(zhì)量的鉆井液附著在孔壁土壤顆粒上，形成極低滲透性泥漿，可有效防止墻體在靜壓下坍塌。

3.2.5 管道回拖的要點(diǎn)與控制

完成孔清潔后。當(dāng)管道被拖回時(shí)，入口處的管道應(yīng)放在滾輪支架上。將鉆桿連接到鉸刀的一端，另一端通過旋轉(zhuǎn)接頭連接到管道的耙頭，確保管道順利地插入孔中。在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，逆流管道處于動(dòng)態(tài)環(huán)境中。在鉆機(jī)的連續(xù)控制下，以均勻的速度回拖；當(dāng)遇到較大的張力和扭矩時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低拖曳速度，以確保平穩(wěn)可靠的返回過程。直到鉸刀和管道在定向鉆機(jī)側(cè)面爆裂，拖動(dòng)操作結(jié)束。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)及保證措施

（1）污水管鋪設(shè)規(guī)定要求。

鋪設(shè)下水道管以滿足排氣要求，污水管沒有向上的頂點(diǎn)。水平最大偏差±0.3m?？v向垂直最大偏差±0.25m。在管道拉拔過程中，保持管道內(nèi)壁清潔并密封內(nèi)壁。

（2）在拉管過程中，操作人員根據(jù)樁的預(yù)平面位置和高度嚴(yán)格控制樁的鉆頭位置，并檢查每3m的水平距離。

（3）管道內(nèi)底高程的復(fù)測(cè)。

管道穿過后，應(yīng)進(jìn)行管道內(nèi)陸高程的復(fù)合測(cè)量。裝配有探測(cè)器的鉆頭由鉆孔機(jī)拉入管道中，測(cè)試儀根據(jù)探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)確定鉆頭的深度，并計(jì)算轉(zhuǎn)換后管底的內(nèi)部高程。將獲得的結(jié)果與原始控制軌跡高程進(jìn)行比較，得到每個(gè)樁位的高程偏差值。

（4）驗(yàn)收：根據(jù)設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)等驗(yàn)收工作。

驗(yàn)收物品要進(jìn)行接收和記錄，并由業(yè)主和監(jiān)督員驗(yàn)收。施工前應(yīng)對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行檢查，施工期間應(yīng)定期檢查，確保測(cè)量結(jié)果正確。技術(shù)人員和質(zhì)量檢驗(yàn)員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和要求，按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)完成每個(gè)過程并記錄。

5 結(jié)語

水平定向鉆井施工不妨礙運(yùn)輸，不影響周圍居民的工作和生活，施工不受季節(jié)限制。它解決了傳統(tǒng)大型基坑施工對(duì)環(huán)境污染，運(yùn)輸和基礎(chǔ)設(shè)施破壞的不利影響。通過施工單位，精心組織各種施工技術(shù)的實(shí)施，使污水排放管道順利通過，探索了成熟道路水平定向鉆井施工技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)。相信在不久的將來，通過水平定向鉆井技術(shù)的積累，施工技術(shù)將會(huì)越來越完善，并將迎來更廣闊的應(yīng)用前景。

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