趙卓

摘? 要： 鋪設(shè)管道需要市政供暖、電力、天然氣、下水道等，在傳統(tǒng)市政水管的施工中，采用了開槽明挖法施工，主要是開挖和埋入管道，不僅效率 低下，挖掘速度緩慢，阻礙了交通的正常運(yùn)行，也容易造成環(huán)境污染。顯然，這項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)已不適合當(dāng)今市政給水管施工。水平定向鉆的應(yīng)用可以在減少 開挖或有規(guī)劃地開挖，同時(shí)滿足了許多技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的要求，是目前具有活力的技術(shù)。本文分析了水平定向鉆井技術(shù)在市政水管施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 水平定向鉆技術(shù);市政水管;應(yīng)用

近年來，水平定向鉆技術(shù)在管道施工中得到了廣泛應(yīng)用，它有效地杜 絕了穿路、跨河等施工中的疑難雜癥，在管道施工中得到了應(yīng)用。

1 工程概況

民用供水業(yè)務(wù)改造工程戶外改造管頂覆土深度設(shè)計(jì)不小2.2m。供水管 道管材DN100及以上采用鋼骨架PE復(fù)合管材，電熔連接; DN100以下管材采 用PE管材，熱熔連接，管道與閥門間采用法蘭連接。新建管線包括部分小區(qū) 主供水管及單元樓前支線供水管。管線施工時(shí)需破除現(xiàn)有路面、停車場(chǎng)、綠 化等區(qū)域，居民小區(qū)內(nèi)部通道擁擠，地下管線主要為雨污水、熱力、通信、 燃?xì)?、輸油管等管線，除雨污水外其他管線埋深均小于新建給水管。

2 水平定向鉆施工原理

水平定向鉆的鉆機(jī)系統(tǒng)是鉆進(jìn)作業(yè)及回拖作業(yè)的主體，由鉆機(jī)主機(jī)、 轉(zhuǎn)盤等組成，鉆機(jī)主機(jī)放置在鉆機(jī)架上，用以完成鉆進(jìn)作業(yè)和回拖作業(yè)。 轉(zhuǎn)盤裝在鉆機(jī)主機(jī)前端，連接鉆桿，并通過改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和輸出轉(zhuǎn)速及扭 矩大小，達(dá)到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。利用高壓液壓系統(tǒng)為鉆機(jī)提供鉆進(jìn)動(dòng) 力。鉆進(jìn)過程中經(jīng)常采用手提式無線控向系統(tǒng)，控制鉆頭在地下的具體位 置和其他參數(shù)，通過三維的數(shù)據(jù)的分析引導(dǎo)鉆頭進(jìn)行水平方向和垂直方向 的調(diào)整，進(jìn)而引導(dǎo)鉆頭按照正確的鉆進(jìn)方向鉆進(jìn)。根據(jù)不同地質(zhì)條件、土 壤狀態(tài)信息配制相適應(yīng)的泥漿，為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。

3 水平定向鉆施工特點(diǎn)

（ 1 ）施工周期較短，受季節(jié)施工影響小;（ 2 ）施工占地比其他施 工方法占用面積小，所需要的施工人員少，進(jìn)出場(chǎng)施工可以靈活調(diào)整; （3 ）施工過程中可以不阻礙交通、不影響社會(huì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng);（ 4 ）施工 成本有優(yōu)勢(shì);（ 5 ）施工結(jié)束時(shí)，管材與擴(kuò)孔之間存有空隙，對(duì)管材沉降 要求比較高的工程存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

4 水平定向鉆施工

4.1? 施工準(zhǔn)備

小區(qū)施工前對(duì)現(xiàn)有管線用途、材質(zhì)、埋深、走向進(jìn)行確認(rèn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng) 新建管線長(zhǎng)度等實(shí)際情況規(guī)劃水平定向鉆的入鉆、出鉆坑的位置，對(duì)重點(diǎn) 管線不確定時(shí)進(jìn)行人工挖探，工作坑開挖位置確保無管線滿足開挖尺寸需 求。同時(shí)進(jìn)行PE管或鋼骨架PE復(fù)合管電容連接工作，連接完成后對(duì)本段施 工管道進(jìn)行打壓試驗(yàn)確保連接點(diǎn)質(zhì)量滿足要求。

4.2? 水平定向鉆施工

4.2.1? 管道布設(shè)和焊接

根據(jù)小區(qū)內(nèi)單元樓距主管道的距離，排布管道。布設(shè)時(shí)應(yīng)考慮的因素 有：管道焊接后是否有大的折角、場(chǎng)地長(zhǎng)度是否滿足連接后管道長(zhǎng)度、管 道存放期間給居民生活出行或道路交通造成的影響，同時(shí)還用考慮感到連 接后進(jìn)行打壓試驗(yàn)的安全性。管道焊接采用電容套筒連接，焊接過程中對(duì) 焊接工作溫度、通電時(shí)間、接頭處順直度等關(guān)鍵工序進(jìn)行重點(diǎn)檢查，連接 完成后按照管道設(shè)計(jì)工作壓力的1.5倍進(jìn)行打壓試驗(yàn)。

4.2.2? 鉆機(jī)就位及引孔施工

在已開挖的入鉆坑位置就位鉆機(jī)，在單元樓前施工時(shí)要滿足鉆機(jī)的機(jī) 械臂安裝和拆除鉆桿的工作空間，鉆機(jī)站位應(yīng)穩(wěn)定牢靠，在鉆進(jìn)的過程中 不會(huì)出現(xiàn)退移情況，做好機(jī)械周邊的安全防護(hù)，阻斷非施工人員進(jìn)入的機(jī) 械工作范圍內(nèi)。鉆機(jī)及配套設(shè)施準(zhǔn)備就位后，制備泥漿，根據(jù)設(shè)計(jì)文件計(jì) 算的入鉆角度進(jìn)行試鉆，在確認(rèn)鉆機(jī)各系統(tǒng)都能夠平穩(wěn)運(yùn)行后，根據(jù)既定 的鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行正常鉆進(jìn)施工。在導(dǎo)向孔施工過程中，技術(shù)員要確保曲線 偏移不能超過規(guī)定設(shè)計(jì)范圍，每根鉆桿問的角度變化也要得到嚴(yán)格控制， 確保導(dǎo)向孔高質(zhì)量一次完成，同時(shí)在地表對(duì)鉆頭的埋深及位置進(jìn)行標(biāo)記， 便于后續(xù)施工管理。導(dǎo)向孔施工是水平定向鉆施工的關(guān)鍵，根據(jù)既定的參 數(shù)調(diào)整鉆頭入土點(diǎn)的角度，使鉆孔接近設(shè)計(jì)軌跡。導(dǎo)向孔成孔與否直接影 響后續(xù)擴(kuò)孔和管道回拖的施工質(zhì)量。

4.2.3? 擴(kuò)孔與管道回拖

擴(kuò)孔能使土壤和泥漿等充分混合，并形成穩(wěn)定的孔道空間，同時(shí)減 少阻力，便于管道回托。鉆頭到達(dá)出鉆坑后，取下導(dǎo)向鉆頭，接上反擴(kuò)鉆 頭，即可進(jìn)行回拉擴(kuò)孔或進(jìn)行管道回拖工作?；乩瓟U(kuò)孔根據(jù)管徑確定，每 次擴(kuò)孔直徑增加100 ～ 150mm為宜，擴(kuò)孔時(shí)應(yīng)按不同地質(zhì)層選擇不同類型 的反擴(kuò)鉆頭，根據(jù)不同的地層配置泥漿，保持孔壁穩(wěn)定。如果穿越地質(zhì)層 中含砂量高，需選擇優(yōu)質(zhì)泥漿，用膨潤(rùn)土進(jìn)行泥漿護(hù)壁處理，使泥漿達(dá)到 一定黏度，更好地保持孔壁穩(wěn)定。擴(kuò)孔直徑一般為管徑的1.5～2.0倍?；赝?是定向鉆施工的最后的關(guān)鍵施工步驟?；赝弦话悴捎玫你@具組合為：鉆桿 +桶式擴(kuò)孔器+萬向節(jié)+新建的管線?；赝系哪康氖菍⒑附油瓿傻墓艿澜?jīng)過 擴(kuò)孔后的導(dǎo)向孔從出鉆坑回拖至入鉆坑，從而完成整個(gè)定向鉆施工?；赝?過程中，減小回拖阻力是管道回拖的重點(diǎn)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是由于回 拖管道口徑大、距離長(zhǎng)，管道自重大，會(huì)在地表產(chǎn)生摩擦阻力，通過在管 道上間隔一定距離加裝減阻的排輪。二是回拖時(shí)泥漿潤(rùn)滑性能要高，泥漿 潤(rùn)滑劑是必不可少的成分，優(yōu)質(zhì)高效的泥漿能有效減小回拖阻力，加快施 工順利完成。三是管道入土?xí)r折角較大，增加管道與土體的摩擦，在管道 回拖前，調(diào)整工作坑的坡度，滿足管道回拖需求。

4.2.4? 結(jié)束施工

完成管道回拖后，及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的泥漿、渣土等進(jìn)行清運(yùn)，利用工作坑 盡快完成管道的匯點(diǎn)熔接。根據(jù)管道分布劃分區(qū)域， 進(jìn)行二次打壓確認(rèn)無滲 漏后，回填工作坑回復(fù)原狀，同時(shí)對(duì)管道消毒、清洗，準(zhǔn)備進(jìn)行管道切換。

5 水平定向鉆施工中存在的問題

5.1? 卡鉆

卡鉆情況在引孔施工時(shí)會(huì)有出現(xiàn)，一般利用鉆機(jī)將鉆桿鉆頭向后拖拽 一到兩節(jié)鉆桿（ 3-6m ），通過無線控向系統(tǒng)在地表標(biāo)出鉆頭位置在，確認(rèn) 無建構(gòu)筑物、管線后采取加大泥漿注入量，調(diào)整扭矩力、增加推力再次頂 進(jìn)。

5.2? 卡管

在拖管過程中，如出現(xiàn)管道拖不動(dòng)情況，根據(jù)已拖入管道長(zhǎng)度排查卡 管原因。如無障礙物通過與其他機(jī)械或利用鉆機(jī)本身，逐步增加拖力達(dá)到 原拖力的仍不能拖動(dòng)，則將管道退出。檢查并改善相關(guān)保障措施，如采用 更大的回?cái)U(kuò)頭，使用添加劑，使用具有更大動(dòng)力的鉆機(jī)等措施。

5.3? 冒漿

如果在施工過程中因埋深或地質(zhì)原因出現(xiàn)冒漿污染綠化、道路等現(xiàn)象 ，應(yīng)及時(shí)采取措施，如減小泥漿壓力，添加堵漏劑等，同時(shí)做好冒漿點(diǎn)的 清理工作，不讓冒漿范圍繼續(xù)擴(kuò)大。在穿越過程中，安排專人在穿越線上 方巡查、監(jiān)護(hù)地面情況，巡視人員做到擴(kuò)孔器到哪里，人就到哪里，并隨 時(shí)和司鉆人員保持聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)面冒漿情況及時(shí)反饋，進(jìn)行處理。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善，降低對(duì)道路、綠化的破壞，減少對(duì)居民生 活的干擾，水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在市政供水管道施工中展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)是顯而 易見的， 大大提高了管道建設(shè)的總體效率。選擇性能優(yōu)良的設(shè)備 ，制定合 理的施工工藝 ，科學(xué)的組織施工和有效的防護(hù)措施是工程順利完成的主要 因素，還需要對(duì)水平定向鉆施工進(jìn)行更深入的研究，不斷地補(bǔ)充、完善、 掌握該項(xiàng)施工工藝。

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