基于定向鉆孔牽引技術(shù)市政管道工程設(shè)計(jì)、施工時(shí)需注意的問題探討

摘要：文章基于定向鉆孔牽引技術(shù)對(duì)市政管道工程設(shè)計(jì)、施工時(shí)需注意的問題進(jìn)行了探討，施工時(shí)應(yīng)該注意HDPE管材選擇、施工機(jī)械的選用和工藝方法，并分析了其他注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：定向鉆孔牽引技術(shù)；市政管道；管道設(shè)計(jì)；管道施工

中圖分類號(hào)：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）23-0058-02

1 定向鉆孔牽引技術(shù)市政管道工程設(shè)計(jì)

市政管道工程是市政工程的重要組成部分，是城市重要的基礎(chǔ)工程設(shè)施。市政管道工程包括：給水管道、排水管道、燃?xì)夤艿馈崃艿?、電力電纜。

給水管道：主要為城市輸送供應(yīng)生活用水、生產(chǎn)用水、消防用水和市政綠化及噴灑用水，包括輸水管道和配水管網(wǎng)兩部分。

排水管道：主要是及時(shí)收集城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水，并將生活污水和工業(yè)廢水輸送到污水處理廠進(jìn)行處理后排放，雨水就近排放，以保證城市的環(huán)境衛(wèi)生和生命財(cái)產(chǎn)的安全。

燃?xì)夤艿溃褐饕菍⑷細(xì)夥峙湔局械娜細(xì)廨斔头峙涞礁饔脩?，供用戶使用?/p>

熱力管道：供給用戶取暖使用，有熱水管道和蒸汽

管道。

電力電纜：為城市輸送電能。按功能可分為動(dòng)力電纜、照明電纜、電車電纜等；按電壓的高低可分為低壓電纜、高壓電纜和超高壓電纜。

排水管道定向拖拉施工方法一般有定向鉆孔拖拉法工藝和二程式拖拉法工藝，必須根據(jù)周圍環(huán)境條件確定具體施工方法。排水管道定向拖拉施工方法，宜交叉使用定向鉆孔拖拉法工藝和二程式拖拉法施工，以保證管道軸線控制在同一設(shè)計(jì)軸線上?？刂凭c管道施工順序，宜先進(jìn)行控制井施工，后進(jìn)行管道定向拖拉施工。拖拉用的管材宜采用PE管，材質(zhì)與性能均應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在定向拖拉施工中和施工后，管道上方的地面和相鄰建筑物不得有沉陷、坍塌或隆起，相鄰或相交管線及地下構(gòu)筑物應(yīng)無損壞。

2 定向鉆孔牽引技術(shù)市政管道施工時(shí)需注意的問題

2.1 HDPE管材選擇

HDPE是一種結(jié)晶度較高、非極性的熱塑性樹脂，其最常用于管道原材料，截止當(dāng)前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)存以HDPE為原材料的管道已有多種類型，依據(jù)材質(zhì)可將HDPE實(shí)壁管劃分為PE100管與PE80管兩大類，依據(jù)壁厚可將HDPE實(shí)壁管劃分為6大等級(jí)，即SDR33～SDR11，其中T為壁厚，D為管道外徑，即管道外徑與壁厚等級(jí)之間的比率為每級(jí)的壁厚；相應(yīng)的壓力等級(jí)為0.4～1.25MPa（PE80）、0.5～1.6MPa（PE100）。

從理論層面看，市政管道工程設(shè)計(jì)所用HDPE管材必須滿足D/T不超過11，所以應(yīng)選用SDR11等級(jí)HDPE實(shí)壁管。一般地質(zhì)條件下，埋深不超過7m，依照給水壓力管道設(shè)計(jì)內(nèi)壓等級(jí)選擇HDPE管后，通常均能夠完成牽引施工活動(dòng)，因此沒必要選用最高等級(jí)壁厚管材。

依據(jù)壁厚強(qiáng)度可將HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管材劃分為SN4、SN8、SN12三大等級(jí)，其最常用于重力流排水管開挖施工。與其他管材相比，HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管材外壁相對(duì)光滑，所以較適用于污水重力管定向鉆孔牽引施工。另外，HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管材是由雙重壁構(gòu)造，管壁呈現(xiàn)“工”字型構(gòu)造，因此牽引施工時(shí)需詳細(xì)計(jì)算管壁抗拉強(qiáng)度，與此同時(shí)還需加強(qiáng)管節(jié)熱融處結(jié)構(gòu)。總結(jié)而言，HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管材最適用于管線外部套管或重力流管道牽引等。

2.2 施工機(jī)械選用

定向鉆孔鉆機(jī)是市政管道工程施工過程中的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備。一般而言，定向鉆孔鉆機(jī)具有兩大類：一類是地表發(fā)射鉆機(jī)。該類鉆機(jī)大都為履帶式，借助履帶產(chǎn)生動(dòng)力完成前進(jìn)后退活動(dòng)。運(yùn)用地表發(fā)射鉆機(jī)鋪設(shè)新管時(shí)無需發(fā)射坑與接受坑，但連接管道時(shí)必須挖設(shè)發(fā)射坑與接受坑；另一類是坑內(nèi)發(fā)射鉆機(jī)。該類鉆機(jī)工作時(shí)必須在鉆孔兩端挖設(shè)發(fā)射坑與接受坑，其中坑內(nèi)發(fā)射鉆機(jī)最常用于空間受限的地方操作。

定向鉆孔鉆機(jī)的施工能力取決于鉆桿長(zhǎng)度與實(shí)際回拖力。以美國(guó)威猛公司生產(chǎn)的定向鉆孔鉆機(jī)為例，其型號(hào)分為多類，即D300*500～D7*11a，實(shí)際回拖力3.5～135t，鉆桿長(zhǎng)度1.8～9.1m，定向鉆孔鉆機(jī)型號(hào)不同，其實(shí)際回拖力鉆桿長(zhǎng)度不同，且施工能力與產(chǎn)品價(jià)格存在較大差異。另外，地下管線探測(cè)儀、控向系統(tǒng)等同樣是市政管道施工過程中的重要機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備施工能力均在較大程度上影響著市政管道施工質(zhì)量。為確保實(shí)證管道施工高效率性、高質(zhì)量性，需要施工單位結(jié)合施工特點(diǎn)與需求、管道材質(zhì)等多方面要求合理選擇施工機(jī)械。特別注意的是在市政管道施工過程中，建設(shè)單位必須做好施工機(jī)械維護(hù)保養(yǎng)工作，這樣既能夠延長(zhǎng)施工機(jī)械使用壽命，降低建設(shè)單位施工成本，又有助于確保施工活動(dòng)正常運(yùn)行。

2.3 施工工藝方法

通常情況下，利用定向鉆孔牽引技術(shù)開展市政管道工程設(shè)計(jì)、施工流程表現(xiàn)為：鉆孔曲線設(shè)計(jì)→測(cè)量定位→定向鉆孔鉆機(jī)就位→試鉆→導(dǎo)向孔施工→管道焊接→導(dǎo)向孔回?cái)U(kuò)→導(dǎo)向孔二次回?cái)U(kuò)→回拖管道→檢查井制作、管道試壓→清理退場(chǎng)。

第一，截止當(dāng)前，針對(duì)于鉆孔曲線設(shè)計(jì)問題未形成全面的設(shè)計(jì)規(guī)范，多數(shù)建設(shè)單位借助鉆機(jī)附帶軟件完成鉆孔曲線設(shè)計(jì)活動(dòng)，如管道入、出土角及導(dǎo)向孔曲線設(shè)計(jì)等。第二，測(cè)定定位。通過測(cè)量定位能夠有效避開現(xiàn)有地下管道及構(gòu)筑物等障礙物，對(duì)降低施工難度、減少施工成本提供保障。同時(shí)，如果地下障礙物無法規(guī)避，此時(shí)則需要建設(shè)單位耗費(fèi)大量的人力、物力開展挖掘工作。第三，導(dǎo)向孔施工。控制鉆孔精度是導(dǎo)向孔施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般而言，在鉆孔時(shí)通常會(huì)遇到四種情況：均質(zhì)粘土層、砂土層、礫石層及巖石層，上述四層的鉆孔難度及對(duì)鉆頭的磨損程度逐漸增強(qiáng)，特別是巖石層，需要建設(shè)單位選用泥漿馬達(dá)的鉆頭完成導(dǎo)向孔施工活動(dòng)。第四，擴(kuò)孔器是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向孔回?cái)U(kuò)的重要工具，其多呈子彈頭形狀，上有碳化物合金齒與噴嘴，當(dāng)遇到復(fù)雜的地層時(shí)，利用擴(kuò)孔器將多級(jí)擴(kuò)孔的手段進(jìn)一步擴(kuò)大孔徑，降低導(dǎo)向孔施工難度。另外，多數(shù)回?cái)U(kuò)孔徑均為設(shè)計(jì)管徑的1.2～1.5倍，所以其存在較大的誤差，因此需要建設(shè)單位在保證導(dǎo)向孔施工順利進(jìn)行的前提下，最大限度縮小回?cái)U(kuò)孔徑。經(jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍在施工之前會(huì)結(jié)合施工地質(zhì)、泥漿配比狀況適時(shí)調(diào)整管道施工標(biāo)高，為施工活動(dòng)高效有序開展提供保障。第五，管道回拖拉頭是完成回拖管道的重要工具，其具有兩種類型：壓力密封式拉頭與定向鉆進(jìn)拉頭，其中后者能夠有效規(guī)避鉆進(jìn)液或碎屑進(jìn)入工作管道現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)確保飲用水管的安全性至關(guān)重要。第六，HDPE管熱融連接時(shí)冷卻時(shí)間盡可能長(zhǎng)，對(duì)于管徑為DN300～DN1000的管壁來說，其最小熱融通電時(shí)間大約控制在700～1000s之間，為避免回?cái)U(kuò)好的孔變形現(xiàn)象，需要事先連接后一次性拖進(jìn)，如此一來將給施工安排提出更高的要求。

3 定向鉆孔牽引技術(shù)市政管道施工時(shí)其他注意事項(xiàng)

首先，注意保護(hù)好施工區(qū)域的環(huán)境安全。市政管道施工具有建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)計(jì)范圍廣等特征，所以在施工過程中勢(shì)必要涉及到溝槽開挖、道路拆除等工作，當(dāng)開展上述工作時(shí)要切實(shí)保護(hù)好周邊環(huán)境，重視起環(huán)境安全問題；其次，定向鉆孔施工是一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的工作，因此市政部門必須做好對(duì)建設(shè)單位施工素質(zhì)考核工作，確保建設(shè)單位施工素質(zhì)足以滿足定向鉆孔施工需求，以防不必要風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生；最后，待市政管道建設(shè)竣工后，相關(guān)部門應(yīng)嚴(yán)格驗(yàn)收關(guān)，除此之外其他部門也需充分發(fā)揮監(jiān)督管理

職能。

參考文獻(xiàn)

[1] 仇延林，劉芳.大口徑頂管穿堤施工設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013，（9）.

[2] 姜海洋，赫英.淺談城市道路設(shè)計(jì)與管線工程的配合[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，（3）.

[3] 唐峰.探析潮安縣特色產(chǎn)業(yè)基地市政工程綜合管線施工圖設(shè)計(jì)[J].廣東科技，2013，（8）.

[4] 霍立娜.城市管線綜合設(shè)計(jì)探討[J].山西建筑，2013，（17）.

[5] 劉沛營(yíng).淺談市政道路管線施工中的防滲漏施工技術(shù)措施[J].門窗，2013，（5）.

[6] 梁慶發(fā)，張新長(zhǎng)，郭泰圣.地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新技術(shù)研究[J].地理信息世界，2013，（2）.

[7] 朱君其.淺析非開挖施工技術(shù)在市政管道施工中的應(yīng)用[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2013，（11）.

作者簡(jiǎn)介：翟樹峰（1968—），吉林農(nóng)安人，露水河林業(yè)局供水管理處工程師，研究方向：給水排水。