市政給水工程中水平定向鉆穿越技術(shù)施工

武建澤

市政給水工程是現(xiàn)代城市中一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工程，隨著國(guó)家城市的快速發(fā)展，建設(shè)市政給水工程力度不斷加大，在實(shí)際施工作業(yè)開展期間，經(jīng)常會(huì)發(fā)生地面沉降、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等各項(xiàng)問題，尤其是管道地下施工難度大，存在更多的風(fēng)險(xiǎn)隱患。為了解決這一問題，要合理應(yīng)用水平定鉆穿越技術(shù)。本文在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行介紹基礎(chǔ)上，依據(jù)工程實(shí)例對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行探討，希望文中內(nèi)容對(duì)相關(guān)工作人員以及行業(yè)發(fā)展都能夠有所幫助。

水平定向鉆穿越技術(shù)是現(xiàn)階段管線施工作業(yè)開展中十分成熟的一項(xiàng)技術(shù)，其在具體應(yīng)用期間，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管線的合理保護(hù)，也可以降低后期維護(hù)難度，適合應(yīng)用在施工作業(yè)開展難度較大區(qū)域。

一、水平定向鉆穿越技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1. 影響小

在市政給水工程建設(shè)過程中對(duì)水平定向鉆穿越技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，不會(huì)對(duì)到道路工程造成不良影響，從而能夠確保城市交通正常，不會(huì)由于施工問題而造成交通擁堵等各項(xiàng)問題。除此之外，采用水平定向鉆穿越技術(shù)也不會(huì)產(chǎn)生較大噪音，避免由于噪音過大對(duì)周圍人生活、休息、工作等造成不良影響。

2. 靈活度高

水平定向鉆穿越技術(shù)能夠靈活應(yīng)用到不同類型的場(chǎng)地內(nèi)，而且整體占地面積小，施工作業(yè)靈活且簡(jiǎn)單，而且通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠提高施工效率，降低成本。除此之外，還能夠縮短工期，不需要投入大量物力、人力、財(cái)力，因此能夠提高工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3. 精準(zhǔn)度高

將水平定向鉆穿越技術(shù)合理應(yīng)用到市政給水工程施工中，整個(gè)施工作業(yè)開展嚴(yán)格依據(jù)事先設(shè)計(jì)好的具體方案開展，因此，不會(huì)產(chǎn)生較大誤差，這一部分誤差甚至可以忽略不計(jì)。同時(shí)，在實(shí)際施工開展期間，在不同施工環(huán)境下，遭受到的影響也會(huì)存在一定差異，而采用水平定向鉆穿越技術(shù)開展施工，施工作業(yè)不受工程所在區(qū)域內(nèi)環(huán)境影響，可以被應(yīng)用到不同施工環(huán)節(jié)中；而且，通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠合理繞開地下存在的各種障礙物，提高工程質(zhì)量。

4. 安全可靠

在施工作業(yè)開展期間采用水平定向鉆機(jī)施工技術(shù)，整個(gè)施工作業(yè)開展幾乎不受季節(jié)約束，而且不需要投入大量施工人員，施工安全可靠，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重施工事故問題，是一種較為理想的施工技術(shù)，將其應(yīng)用在市政給水工程中是可行的。

二、市政給水工程概況

下面以某市政給水工程為例進(jìn)行分析，市政給水工程施工區(qū)域內(nèi)土質(zhì)情況差，在具體施工作業(yè)開展時(shí)，容易造成難以調(diào)整施工角度，回拖管線阻力大，以及施工區(qū)域發(fā)生冒漿等各種不良影響，如果在施工開展時(shí)采取傳統(tǒng)方法開展作業(yè)，回拖施工期間，對(duì)于施工中采用的鋼管要2次停頓焊接，這勢(shì)必會(huì)提高施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，不僅會(huì)降低工程質(zhì)量，而且會(huì)延長(zhǎng)工程工期，無法按工期要求竣工。由此可見，為了滿足施工作業(yè)要求，需要在不破壞施工區(qū)域路面，不影響車輛正常通行基礎(chǔ)上，完成相應(yīng)施工，通過對(duì)工程所在區(qū)域具體情況，最終決定采取水平定向鉆穿越技術(shù)開展施工。施工采用的鋼管的管徑為DN630，一次性施工作業(yè)的整體長(zhǎng)度為1322m，為了兼顧施工效率和施工質(zhì)量，決定采用大型非開挖鉆機(jī)設(shè)備開展施工作業(yè)，同時(shí)，還要加入適量添加劑和膨潤(rùn)土。

三、水平定向鉆穿越技術(shù)的具體應(yīng)用

1. 施工開展前的準(zhǔn)備工作

（1）施工技術(shù)準(zhǔn)備

對(duì)于施工作業(yè)開展過程中采用的技術(shù)來看，需要做好施工技術(shù)交底工作，組織專人抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行全面調(diào)查，做好相應(yīng)分析工作，復(fù)核好施工現(xiàn)場(chǎng)布點(diǎn)和護(hù)點(diǎn)等各項(xiàng)內(nèi)容。開展勘察作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員需要沿線進(jìn)行，全面掌握管線實(shí)際布置情況，嚴(yán)格依據(jù)勘察獲取到的相應(yīng)信息，開展施工。

（2）施工材料與設(shè)備準(zhǔn)備

市政給水工程施工會(huì)應(yīng)用到大量施工材料與設(shè)備，具體施工開展前，要全面結(jié)合施工實(shí)際需求，準(zhǔn)備好施工材料與設(shè)備，依據(jù)施工進(jìn)度采取充足材料，準(zhǔn)備好相應(yīng)設(shè)備，確保材料質(zhì)量滿足需求，設(shè)備性能良好。尤其是對(duì)于施工中采用的水平定向鉆機(jī)，要對(duì)其進(jìn)行檢查與保養(yǎng)，確保水平定向鉆機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，滿足施工需求。

（3）施工人員準(zhǔn)備

全面結(jié)合市政給水工程作業(yè)開展對(duì)水平定向鉆穿越工程需求，組織施工人員，對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高施工人員的專業(yè)能力，使其能夠勝任相應(yīng)工作。此外，還要加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全教育，確保其可以嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范開展施工，一旦出現(xiàn)突發(fā)事件，能夠采取針對(duì)性措施處理，避免問題過大，造成更嚴(yán)重危害。

2. 施工作業(yè)開展流程

（1）施工設(shè)備就位

結(jié)合市政給水工程施工開展的具體要求，將施工開展時(shí)采用的鉆機(jī)安裝在指定位置，也就是要穿越中心線位置，同時(shí)，需要做好調(diào)試，確保鉆機(jī)性能可以滿足應(yīng)用需求，確保施工作業(yè)順利進(jìn)行。在開展鉆穿越前，施工人員要嚴(yán)格依據(jù)要求配置泥漿，保證最終制作的泥漿順暢，能夠滿足工程施工要求，為施工開展做好全面準(zhǔn)備工作。

（2）測(cè)量控向參數(shù)

施工開展時(shí)，相關(guān)工作人員依據(jù)操作規(guī)程的具體要求，對(duì)控向參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，為了確保出土精準(zhǔn)，要從施工作業(yè)開展前期入手，嚴(yán)格把控測(cè)量工作，確保測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)無誤。將施工中采用的探頭放置在管道中心線上，采用儀器完成校準(zhǔn)工作，確保作業(yè)精度能夠達(dá)到預(yù)期。作業(yè)開展時(shí)，需要選擇三個(gè)點(diǎn)位，每個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)不得少于4次，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，要做好記錄工作，而且要確保記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，不得出現(xiàn)錯(cuò)誤。通過對(duì)比分析測(cè)量獲取到數(shù)據(jù)，最終選擇出最佳參數(shù)值。

（3）地錨坑與排漿池

為了保證施工作業(yè)順利開展，提高工程最終質(zhì)量，需要在鉆機(jī)入土點(diǎn)制作一個(gè)規(guī)格18.0m×12.5m×2.0m的泥漿池，以及一個(gè)規(guī)格為12.5m×16.0m×2.0m的泥漿坑。將彩布條鋪設(shè)在泥漿坑內(nèi)，以免泥漿發(fā)生滲漏問題，而對(duì)施工開展造成不良影響。在施工現(xiàn)場(chǎng)一共開挖了兩個(gè)地錨坑，其中一個(gè)地錨規(guī)格為3.8m×2.0m×2.0m，另一個(gè)地錨坑規(guī)格為6.2m×2.0m×2.0m，將地錨坑中心線設(shè)置在定向穿越中心線上?？紤]到地錨穩(wěn)定性，為了確保鉆機(jī)在運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，要利用鋼絲繩連接后地錨與前腳板，從而連接成一個(gè)整體。

（4）制備泥漿

全面結(jié)合市政給水工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)具體情況，通過分析穿越斷面情況，對(duì)穿越路徑進(jìn)行確定，通過分析結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，地層情況十分復(fù)雜，主要包括的地質(zhì)類型有粉質(zhì)粘土、填土、粘土、淤泥質(zhì)粘土等不同類型。由此可見，要想提高城市給水工程施工質(zhì)量，必須要配置高質(zhì)量泥漿，確保其可以滿足工程施工需求。在進(jìn)行泥漿配置時(shí)，要嚴(yán)格依據(jù)泥漿具體配比開展，從而使泥漿作用能夠得到合理發(fā)揮，確保地層壓力保持平衡。

（5）管線穿越施工

①鉆導(dǎo)向孔

施工作業(yè)精度是否可以達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，與控向參數(shù)聯(lián)系緊密，而且也會(huì)對(duì)管線回拖質(zhì)量造成直接影響。因此，在鉆穿作業(yè)前，要全面分析地質(zhì)資料，全面掌握管線具體布置情況，制定一個(gè)符合需求的定向鉆控向方案，分析各項(xiàng)參數(shù)，合理把控各個(gè)環(huán)節(jié)，確保施工人員之間可以相互配合，而且要分析地表儀和地質(zhì)材料等，對(duì)成孔情況進(jìn)行分析，保證出土精準(zhǔn)，并保證最終形成的導(dǎo)向孔質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期，滿足應(yīng)用需求。在具體施工開展時(shí)，需要做好精度控制，從大量施工經(jīng)驗(yàn)來看，定向穿越技術(shù)對(duì)于精度的要求如下：

a.定向鉆進(jìn)曲線段導(dǎo)向孔實(shí)際最小曲率半徑必須要滿足施工方案和設(shè)計(jì)文件中的具體規(guī)定，而設(shè)計(jì)曲線與設(shè)計(jì)曲線兩者之間的偏移量大小需要控制在1m以內(nèi)，不得超過該數(shù)值。

b.入土點(diǎn)在平面縱向和橫向的允許偏差值如表1所示。

表1 入土點(diǎn)在平面縱向和橫向的允許偏差值

在穿越施工開展時(shí)，為了保證鉆進(jìn)曲線圓滑及定向穿越精度能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，要采取下列措施處理：

測(cè)量定向鉆基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過測(cè)量獲取到穿越設(shè)計(jì)方位角、測(cè)量出入土點(diǎn)與出土點(diǎn)兩者之間的距離和高度差，測(cè)量出采用鉆具的具體長(zhǎng)度，而且要將誤差控制在合理允許范圍內(nèi)，確保施工作業(yè)順利進(jìn)行，保證建設(shè)的工程質(zhì)量可以達(dá)到預(yù)期。

在確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的基礎(chǔ)上，工作人員利用計(jì)算機(jī)嚴(yán)格依據(jù)事先設(shè)計(jì)好的曲線對(duì)鉆頭在鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)的鉆進(jìn)方向進(jìn)行調(diào)整，控向需要逐步完成，整個(gè)施工開展期間，不得出現(xiàn)急劇調(diào)轉(zhuǎn)方向的現(xiàn)象，避免發(fā)生卡鉆等不良問題，以免由于采用的單根鉆桿調(diào)整角度過大而出現(xiàn)偏差，從而出現(xiàn)S型鉆孔。若作業(yè)中采用的單根鉆桿角度改變過大，施工人員要及時(shí)將該根鉆桿抽回，重新鉆進(jìn)，確保鉆進(jìn)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆進(jìn)期間一旦遇到泥漿壓力異常情況，工作人員要對(duì)鉆進(jìn)情況進(jìn)行分析，如果情況必要，要將鉆桿抽回幾根，對(duì)鉆進(jìn)方向進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過調(diào)整，確定方向符合要求后，再開展后續(xù)施工。需要特別注意的是，定向鉆進(jìn)敷管穿越公路、河流、鐵路時(shí)，最小穿越層厚度必須要達(dá)到相關(guān)專業(yè)的具體要求，如果相關(guān)專業(yè)沒有特殊要求，需要符合給水管道最小覆土要求。

②向孔預(yù)擴(kuò)

施工人員通過對(duì)擴(kuò)控器、鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向孔預(yù)擴(kuò)，擴(kuò)孔器依據(jù)導(dǎo)向孔所在位置，確定管道規(guī)格、管徑大小，這主要是由于導(dǎo)向孔沿線土質(zhì)會(huì)存在一定差異，采用的擴(kuò)孔器和鉆機(jī)承載力也會(huì)有所不同。如果施工區(qū)域的土質(zhì)差，容易發(fā)生不同程度沉降，這會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)向孔預(yù)擴(kuò)施工出現(xiàn)較大誤差，降低工程質(zhì)量。可見，導(dǎo)向孔預(yù)擴(kuò)施工期間，要依據(jù)施工情況，選擇符合要求的擴(kuò)孔器和鉆機(jī)，確保導(dǎo)向孔預(yù)擴(kuò)施工質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期。用于導(dǎo)向孔預(yù)擴(kuò)施工采用的擴(kuò)孔器有桶式和飛刀式兩種，前者主要用于軟土中，通過擠壓方式擴(kuò)大導(dǎo)向孔度，而后者主要應(yīng)用在中等硬土中，通過切割方式擴(kuò)大導(dǎo)向孔。

③管線回拖

管線回拖時(shí)要選擇符合實(shí)際需求的鉆機(jī)等各項(xiàng)設(shè)備，而且在開展管線回施工期間，要對(duì)管線質(zhì)量、管道與孔壁摩擦力等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行綜合分析，合理規(guī)避影響施工各項(xiàng)因素。此外，管線回拖期間，還要針對(duì)管道內(nèi)進(jìn)行合理防護(hù)，待管道性能達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)之后，方可安裝管道。與此同時(shí)，還要通過減小壓力等方式降低回拖摩擦力，確保水平定向鉆穿越技術(shù)作用能夠得到合理發(fā)揮。

3. 水平定向穿越技術(shù)質(zhì)量把控措施

從工程的實(shí)際施工質(zhì)量管控角度入手進(jìn)行分析，為了保證水平定向穿越技術(shù)的具體應(yīng)用效果可以達(dá)到預(yù)期，要從多個(gè)角度入手，做好相應(yīng)把控工作。因此，在實(shí)踐作業(yè)開展期間，施工人員必須全面貫徹施工質(zhì)量把控理念，加強(qiáng)度對(duì)施工技術(shù)人員的培訓(xùn)，落實(shí)好施工技術(shù)交底作業(yè)，保證施人員能夠嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)規(guī)范開展施工，確保鉆穿工作質(zhì)量可以達(dá)到預(yù)期。

四、結(jié)語

將水平定向鉆穿越技術(shù)應(yīng)用到城市給水工程中，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要做好質(zhì)量把控，嚴(yán)格依據(jù)事先制定好方案開展施工，保證施工順利進(jìn)行，確保最終建設(shè)的市政給水工程質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期。