燃?xì)夤艿浪蕉ㄏ蜚@技術(shù)施工時(shí)風(fēng)險(xiǎn)因素的影響

程青 馬隆遠(yuǎn)

摘要：近年來，隨著城鎮(zhèn)燃?xì)庑枨罅坎粩嘣黾?，諸如西氣東輸、川氣東送等大型管道的施工工程越來越多，在管道施工中也應(yīng)運(yùn)而生了許多先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)。城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿婪情_挖水平定向鉆技術(shù)便是這些創(chuàng)新技術(shù)中的一項(xiàng)。這種新技術(shù)為工程帶來了更大的優(yōu)勢(shì)，保證了工程的質(zhì)量，提高了施工的效率，降低了工程的成本。但是新技術(shù)運(yùn)用過程中往往會(huì)經(jīng)歷許多波折和失敗，在各個(gè)發(fā)展階段都會(huì)面臨各種各樣的問題，即工程中面臨的許多風(fēng)險(xiǎn)因素。若能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些風(fēng)險(xiǎn)因素并加以解決，將能促使該新技術(shù)變得穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃?xì)?水平定向鉆;非開挖施工;風(fēng)險(xiǎn)因素

引言

水平定向鉆技術(shù)是一種非開挖鋪設(shè)、修復(fù)或更換各種地下管道和電纜的施工技術(shù)，與傳統(tǒng)開挖施工穿越技術(shù)相比，水平定向鉆技術(shù)在提高施工效率、縮短工期、降低綜合成本和環(huán)境保護(hù)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。目前水平定向鉆技術(shù)已在國內(nèi)市政工程中得到廣泛應(yīng)用，尤其是在燃?xì)忾L輸管道建設(shè)中扮演著越來越重要的角色，但是水平定向鉆穿越在帶來施工便利的同時(shí)也存在很多發(fā)生工程事故的可能性，造成工程施工困難、工期及成本不可控甚至工程失敗，這些事故體現(xiàn)在工程項(xiàng)目的各個(gè)施工工序中。因此，如何解決水平定向鉆施工過程中出現(xiàn)的各種技術(shù)難題、避免工程事故顯得尤為重要。本文結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)及施工難點(diǎn)分析，在導(dǎo)向軌跡設(shè)計(jì)、導(dǎo)向孔鉆進(jìn)、回拖工藝及泥漿控制工藝等方面采取技術(shù)措施，有效解決了控向準(zhǔn)確性不高、導(dǎo)向控制難度大、回拖卡管甚至失敗、泥漿易跑冒等施工難題，同時(shí)對(duì)工程施工中的技術(shù)要點(diǎn)、過程控制中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)以后的定向鉆施工提供技術(shù)依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1、水平定向鉆穿越概述

在燃?xì)廨斔凸艿朗┕ぶ校ǔ２捎么┰降姆椒ㄟM(jìn)行市政道路以及大面積水域等難以直埋的障礙物的管道施工。相比于傳統(tǒng)的隧道穿越、開挖穿越，水平定向鉆穿越具有控向精準(zhǔn)、施工周期短、高效、可進(jìn)行長距離穿越、有利于保護(hù)周邊環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，水平定向鉆技術(shù)的發(fā)展已初步成熟，設(shè)備型號(hào)齊全，可適用于各種規(guī)模的施工以及復(fù)雜多變的地形地質(zhì)，現(xiàn)在水平定向鉆技術(shù)能夠穿越的距離達(dá)到了兩千米。水平定向鉆穿越設(shè)計(jì)不僅需要工程力學(xué)以及流體力學(xué)方面的分析，還與施工現(xiàn)場(chǎng)的管道外腐蝕、管道規(guī)格等設(shè)施密切聯(lián)系。

2、水平定向鉆施工優(yōu)勢(shì)

（1）水平定向鉆穿越施工不會(huì)破壞綠地和植被，不會(huì)阻礙交通，不影響商店、醫(yī)院、學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開挖施工對(duì)居民生活的干擾，對(duì)交通、環(huán)境和周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。（2）現(xiàn)代化穿越設(shè)備的穿越精度高，易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深，管線弧形敷設(shè)距離長，完全可以滿足設(shè)計(jì)要求，并且可以使管線繞過地下的障礙物。（3）與其他施工方法比較，進(jìn)出場(chǎng)地速度快，施工場(chǎng)地可以靈活調(diào)整，尤其在城市施工時(shí)可以充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少、工程造價(jià)低、施工速度快。 3、影響水平定向鉆施工的風(fēng)險(xiǎn)因素

3.1時(shí)間因素

任何工程對(duì)于施工時(shí)間即施工工期都有嚴(yán)格的制約性，其中可能涉及到了施工效益或者其他經(jīng)濟(jì)因素。定向鉆施工的時(shí)間限制不單單只是面臨到這些問題，還有更重要的一點(diǎn)就是其施工本身對(duì)于時(shí)間控制是非常嚴(yán)苛的。一般大型定向穿越都會(huì)選擇距離地面10m以下的位置進(jìn)行施工，孔洞上方包括表面以上的構(gòu)筑物和地下土石層會(huì)形成一個(gè)非常大的自重，對(duì)新形成的孔洞時(shí)刻進(jìn)行著擠壓，伴隨著可能出現(xiàn)滲水而造成水土流失，會(huì)使得孔洞上部區(qū)域逐漸形成空洞，時(shí)間越長破壞越大，從而導(dǎo)致穿越路徑表面構(gòu)筑物破壞或路面塌陷，造成不可挽回的損失。

3.2回拖阻力

硅芯管與鋼管套施工過程中，受到了管徑規(guī)格的影響，抗拉力有待進(jìn)一步提升，如果強(qiáng)行回拖可能會(huì)造成斷裂問題。特別是在長距離的燃?xì)夤艿朗┕ぶ?，必須著重關(guān)注如何減少回拖阻力，這也是完成燃?xì)夤艿婪笤O(shè)工作的前提?？梢栽诔煽资┕るA段想辦法減少回拖阻力，結(jié)合土質(zhì)條件，配置更加細(xì)膩的泥漿，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，利用懸浮法、擠壓法等，讓成孔內(nèi)壁更加光滑，沒有過多的凹凸點(diǎn)，減少回拖摩擦力。

3.3鉆機(jī)停擺因素

在水平定向穿越施工過程中，鉆機(jī)停擺是一個(gè)經(jīng)常會(huì)發(fā)生的狀況。有時(shí)候是機(jī)器故障或維護(hù)，有時(shí)候是鉆具耗損需要更換，有時(shí)候是鉆頭斷裂在孔洞內(nèi)，需要將斷裂的零部件清理干凈才能再次施鉆。但是長時(shí)間的鉆機(jī)停擺狀態(tài)是非常危險(xiǎn)的情況，因孔洞周圍的作用力會(huì)不停地?cái)D壓孔洞邊緣，極易讓孔洞產(chǎn)生變形，一旦變形巨大形成不規(guī)則形狀會(huì)不利于再次施鉆擴(kuò)孔，增加繼續(xù)擴(kuò)孔的難度。因此鉆機(jī)停擺時(shí)間不宜過長，鉆機(jī)在整個(gè)定向鉆施工的過程中，需要盡可能保持運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

3.4敷設(shè)技術(shù)選擇

在燃?xì)夤艿婪笤O(shè)中，主要有兩種方法，即同孔敷設(shè)、分孔敷設(shè)。同孔敷設(shè)是將燃?xì)庵鞴?、光纜套管在同一個(gè)孔洞內(nèi)敷設(shè)，該工藝施工效率高、成本低，但也會(huì)受到穿管距離、擴(kuò)孔直徑等因素影響。如果無法保持兩個(gè)管穿越的平行性，套管和主管可能會(huì)發(fā)生纏繞情況，增加了回拖阻力，甚至造成套管斷裂。分孔敷設(shè)方法也就是將燃?xì)庵鞴?、光纜套管分開敷設(shè)，該方法可以在最大程度上減少回拖阻力，整個(gè)施工環(huán)節(jié)更加安全，但受到地形環(huán)境影響嚴(yán)重。

3.5孔洞上部擾動(dòng)因素

水平定向鉆穿越一般會(huì)選擇地面有障礙物的環(huán)境下進(jìn)行施工，這些障礙物可能是高速公路、鐵路或者大型公共建筑。這些構(gòu)筑物帶來的車輛、火車和大量人流不可避免地對(duì)施工中的孔洞帶來擾動(dòng)，從而加速孔洞上部結(jié)構(gòu)的沉降，使得施工工作越發(fā)艱難。

4、風(fēng)險(xiǎn)因素的防范措施

4.1合理使用泥漿配比有助于擴(kuò)孔和回拖工作

泥漿的使用是水平定向鉆施工最重要的輔助工序之一。在擴(kuò)孔和回拖管材時(shí)往往需要依靠泥漿的潤滑效果來達(dá)到相應(yīng)的目的。鉆頭經(jīng)過硬石塊或碎石帶時(shí)一般都會(huì)留下粗糙的痕跡，而這部分由石塊形成的孔洞對(duì)于擴(kuò)孔和管道回拖有著不利的影響，通過加大泥漿的黏稠度可以有效覆蓋掉這些石塊的表面，從而保護(hù)鉆具和管材，而在松軟土層則要減小泥漿的黏稠度，避免噴出的泥漿又變回泥塊，增加麻煩。

4.2加強(qiáng)質(zhì)量管理

由于管道定向鉆穿越的特殊性，氣象環(huán)境也對(duì)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量有著很大的影響，密切關(guān)注氣象因素，減少氣象對(duì)工程的影響十分有必要。在潮濕的環(huán)境中應(yīng)做好充分的防潮措施，避免管道、設(shè)備因潮濕而腐蝕等現(xiàn)象。施工過程嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，做好質(zhì)量檢測(cè)工作，不能因?yàn)槿魏卧蚨a(chǎn)生質(zhì)量問題。

4.3地質(zhì)勘查工作是施工順利完成的前提

施工前需合理正確地布局施工路徑上的勘察點(diǎn)位，探坑深度能夠有效達(dá)到定向鉆擴(kuò)孔深度，查明地下結(jié)構(gòu)以及硬石分布情況的詳細(xì)信息，最后形成與現(xiàn)場(chǎng)狀況正確一致的勘察報(bào)告。施工人員若熟知穿越路徑的地下分布情況，將會(huì)對(duì)整個(gè)定向鉆施工起到巨大的助力作用。

結(jié)束語

燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)單位和施工單位要在水平定向鉆施工過程中逐漸形成一套較完整的、對(duì)燃?xì)夤艿劳夥栏瘜臃雷o(hù)行之有效的方法和措施，才能在施工過程中更好地保證燃?xì)夤艿劳夥栏瘜拥耐暾?，從而更好地控制工程施工質(zhì)量。

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