水平定向鉆技術(shù)在燃?xì)夤艿乐械膽?yīng)用

邢波

摘要：本文介紹水平定向鉆技術(shù)的施工基本原理及施工工藝，基本規(guī)定，施工方法，導(dǎo)向孔鉆孔，擴(kuò)孔，回拖，定向鉆質(zhì)量控制要點(diǎn)，及定向鉆施工主要風(fēng)險(xiǎn)及防范措施。

關(guān)鍵詞：定向鉆施工方法;施工基本流程;基本規(guī)定;主要風(fēng)險(xiǎn)及防范措施

前言：伴隨城市快速發(fā)展，天然氣越來越成為家庭不可缺少的部分，燃?xì)夤こ探ㄔO(shè)已趨向規(guī)模化，水平定向鉆技術(shù)以其對周圍環(huán)境影響小，受外界干擾影響小，總和成本低等優(yōu)點(diǎn)，越來越廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)，特別是近幾年城市對燃?xì)庑枨笤絹碓酱蟆５鞘泄芫W(wǎng)錯綜復(fù)雜，再加上燃?xì)夤艿朗┕のｋU(xiǎn)性大，定向鉆施工技術(shù)在燃?xì)夤艿朗┕ぶ酗@得特別重要，下邊就定向鉆施工做一下介紹。

定向鉆施工基本原理，施工工藝流程，施工方法，主要風(fēng)險(xiǎn)及防范措施。

一、定向鉆基本原理

利用地表大功率鉆機(jī)，在導(dǎo)向儀的導(dǎo)向和監(jiān)控下，按預(yù)先設(shè)定軌跡鉆孔，隨后在先導(dǎo)孔出口端的鉆桿頭部安裝擴(kuò)孔器回拉擴(kuò)孔，當(dāng)擴(kuò)孔至設(shè)計(jì)尺寸要求后，在擴(kuò)孔器的后端連接旋轉(zhuǎn)接頭和管線，回拉鋪設(shè)地下管線從而完成管線施工。

二、定向鉆施工基本流程

1.技術(shù)交底，開工前由業(yè)主，設(shè)計(jì)，施工單位進(jìn)行施工技術(shù)交底，把握設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙審核，編制實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，進(jìn)行施工技術(shù)交底。2.施工場地水平定向鉆施工需要兩個(gè)工作場地，設(shè)備場地和管線鋪設(shè)場地，設(shè)備場地大小取取決于設(shè)備大小，設(shè)備類型鋪管直徑，和鉆進(jìn)長度。設(shè)備場地安放設(shè)備。施工操作需要充足工作面積。管線場地應(yīng)有足夠長的工作空間便于鋪設(shè)管道，施工場地還要考慮開挖進(jìn)出口坑和泥漿循環(huán)池。3.地下管線地下障礙物探查，必須進(jìn)行現(xiàn)場管線和障礙物詳細(xì)調(diào)查，干擾探測，明確干擾源。4.施工工藝流程測量定位，平整場地，挖出入土坑，鉆機(jī)就位，鋼管管道焊接防腐探傷補(bǔ)口，PE管100%外卷邊檢查。鉆導(dǎo)向孔，泥漿制備，預(yù)（回）擴(kuò)孔，管道單體試壓，清孔、回拖管線、現(xiàn)場清理及恢復(fù)，撤場竣工資料整理，竣工驗(yàn)收。

基本規(guī)定，施工前進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，核對穿越設(shè)計(jì)和地形，編制施工組織設(shè)計(jì)并按規(guī)定報(bào)批，套管、燃?xì)夤艿浪玫墓懿?，焊接材料、鋼管防腐材料及相關(guān)工程材符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)文件的要求。

三、定向鉆施工方法

1.當(dāng)穿越管道管徑大于DN400或長度大于300米時(shí)，宜選用鋼管，當(dāng)采用PE管時(shí)，應(yīng)采用SDR11

2.燃?xì)夤艿乐烈?guī)劃河床覆土厚度不宜小于3米，于橋梁墩臺水平凈距不宜小于10米。

3.地質(zhì)勘探方式和探孔布置應(yīng)符合下列要求;

1）勘探方式應(yīng)采取鉆孔和精力初探想相結(jié)合

2）探孔應(yīng)沿穿越管線的軸線兩側(cè)錯開布置，孔距不宜大于100米。每排空于穿越管線軸線的距離15-30米。

3）鉆機(jī)應(yīng)選用不小于最大回拖力2倍鉆機(jī)

4）鋼質(zhì)管道水平定向鉆回拖時(shí)的拉力應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50424的規(guī)定。

5）鉆進(jìn)液應(yīng)符合下列規(guī)定，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告配比，鉆進(jìn)液根據(jù)地質(zhì)和管徑確定，可采用馬氏漏斗測量，膨潤土含砂量應(yīng)小于3%，水源為清潔淡水，鉆進(jìn)液PPH值為8-10.

6）導(dǎo)向孔應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)，鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)，每根鉆桿測量不得少于一次，出現(xiàn)偏離應(yīng)及時(shí)糾偏。

7）擴(kuò)孔應(yīng)符合下列要求;最終擴(kuò)孔直徑應(yīng)根據(jù)穿越管道直徑，長度，地質(zhì)條件和鉆機(jī)能力確定，穿越管道直徑小于200最小擴(kuò)孔直徑DN+100，直徑大于或等于200小于等于600，最小擴(kuò)孔直徑1.5DN，直徑大于600，最小擴(kuò)孔直徑DN+300，當(dāng)管徑大于DN300，擴(kuò)孔采用多級多次擴(kuò)孔的方式進(jìn)行，擴(kuò)孔過程中當(dāng)扭矩拉力較大時(shí)，可采取洗孔作業(yè)。

8）當(dāng)穿越管道補(bǔ)口時(shí)應(yīng)采用定向鉆檢測，聚乙烯管道專用熱收縮帶。

定向鉆施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，首先隊(duì)伍招標(biāo)階段加大審查力度，避免一些掛靠，及不適合施工隊(duì)伍進(jìn)場，從源頭控制好施工質(zhì)量，其次導(dǎo)向孔嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙的要求施工，測量放線必須使用全站儀，對出入土點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)測量，使兩點(diǎn)之間成一直線，地面入土點(diǎn)縱橫向允許偏差正負(fù)20mm，地面出土點(diǎn)縱橫向允許偏差正負(fù)0.5Di，定向鉆穿越用聚乙烯管道必須采用熱熔連接，并符合熱熔連接要求，且焊口應(yīng)進(jìn)行100%切邊檢查。定向鉆穿越回拖前后進(jìn)行測徑。水平定向鉆穿越的曲率半徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁小于該管材最小曲半徑，銷是否靈活結(jié)實(shí)，檢查各個(gè)部件是否滿足抗拉力要求，檢查各個(gè)螺母率是否扭緊，預(yù)擴(kuò)孔的保證措施，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告可以采用巖石擴(kuò)孔器進(jìn)行5級擴(kuò)孔和至少一次清孔，在實(shí)際施工中每級擴(kuò)孔的級差不允許大于200MM，根據(jù)不同土質(zhì)更換不同擴(kuò)孔器，同時(shí)放慢鉆桿行走速度。管道回拖前認(rèn)真檢查分動器。U行換，連接導(dǎo)向孔進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔時(shí)，擴(kuò)孔次數(shù)，擴(kuò)孔孔徑應(yīng)符合施工方案要求。采用滾動支架由于支架不牢固，容易劃壞防腐層，建議用濕土袋并配有吊車，避免防腐層損壞。定向鉆穿越完成后應(yīng)校管道伸長量，并應(yīng)在24小時(shí)后方可于兩管道連接。應(yīng)測量出入土點(diǎn)坐標(biāo)，做好施工記錄。應(yīng)繪制管道軌跡圖，軌跡圖真實(shí)反映地下管道位置。

四、定向鉆施工主要風(fēng)險(xiǎn)及防范措施

主要風(fēng)險(xiǎn)1、鉆孔損壞原有地下設(shè)施2、工程失敗3、地面塌陷和崩裂4、泥漿污染。主要原因分析，對地下管線摸底調(diào)查不徹底，對地下管線物探不到位，設(shè)計(jì)問題，施工問題，管理問題。針對以上問題主要采取以下防范措施1、地下管線探查，施工前對地下管線和設(shè)施進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查研究，2、地質(zhì)勘察選擇有資質(zhì)地質(zhì)勘察單位對地質(zhì)情況進(jìn)行勘探測量和對地下管線進(jìn)行認(rèn)真物探。在勘探測量物探具備完整資料后進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇最佳線路。施工方案技術(shù)安全交底，施工前進(jìn)行設(shè)計(jì)交底。施工單位對地下管線穿越點(diǎn)逐一落實(shí)，明確線路走向，明確責(zé)任到人，制訂行之有效的施工方案。業(yè)主監(jiān)理甲方應(yīng)密切配合。擴(kuò)孔，回拖，塌孔失敗主要原因，鉆機(jī)能力不夠，導(dǎo)向孔不符合要求，預(yù)擴(kuò)孔偏移量過大，孔內(nèi)泥過多，塌孔。管道進(jìn)孔不順暢，設(shè)備故障。出現(xiàn)以上問題應(yīng)采取以下主要防范措施。選擇適宜鉆機(jī)，通常選擇鉆機(jī)主要考慮的主要考慮的主要參數(shù)最大推拉力和最大輸出扭矩，一般情況下，鉆機(jī)的最大回拖力不小于回拖管段自重的1/2.確保導(dǎo)向孔質(zhì)量導(dǎo)向孔基本控制是出入土角曲線偏移和造斜段曲率半徑?？刂祁A(yù)擴(kuò)孔的偏移和波浪。水平定向鉆最終穿越擴(kuò)孔直徑一般為管道直徑的1.3-1.5倍，針對地質(zhì)條件選擇合適鉆具。確保泥漿的流變性。泥漿的主要作用之一就是懸浮和攜帶漿，確保泥漿的流動性。防止塌孔，選擇適宜的泥漿，選擇適宜鉆具，鉆具組合，盡可能縮短施工周期。

定向鉆防護(hù)方案主要從以下幾個(gè)方面著手：

所有作業(yè)人員必須經(jīng)安全部門培訓(xùn)，考試合格方能上崗，所有人員必須強(qiáng)化安全意識，把自身和它人安全作為工程施工的第一要務(wù)。操作人員施工前做好地下各種隱蔽構(gòu)筑物會簽，對會簽沒有提及的構(gòu)筑物，在開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)要做好保護(hù)，積極聯(lián)系產(chǎn)權(quán)單位對構(gòu)筑物進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)性質(zhì)后方可施工。

結(jié)束語：綜上所述，定向鉆施工是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，特別近幾年城市快速發(fā)展，客戶要求越來愈高，為避免不必要投訴，定向鉆在燃?xì)馐┕ぶ性絹碓斤@示其優(yōu)越性，定向鉆施工和傳統(tǒng)開挖施工相比，它以其成本低，安全性高，施工速度快，對城市破壞性小，而越來越受到建設(shè)方青睞。伴隨著城市飛速發(fā)展，定向鉆越來越有廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]聞濤定向鉆在燃?xì)夤芫€穿越河流中的應(yīng)用（2014.07）建設(shè)管理