淺析市政供水管道施工中水平定向鉆施工技術

趙卓

摘? 要： 鋪設管道需要市政供暖、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行，也容易造成環(huán)境污染。顯然，這項傳統(tǒng)技術已不適合當今市政給水管施工。水平定向鉆的應用可以在減少 開挖或有規(guī)劃地開挖，同時滿足了許多技術、經濟等方面的要求，是目前具有活力的技術。本文分析了水平定向鉆井技術在市政水管施工中的應用。

關鍵詞： 水平定向鉆技術;市政水管;應用

近年來，水平定向鉆技術在管道施工中得到了廣泛應用，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用。

1 工程概況

民用供水業(yè)務改造工程戶外改造管頂覆土深度設計不小2.2m。供水管 道管材DN100及以上采用鋼骨架PE復合管材，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。管線施工時需破除現(xiàn)有路面、停車場、綠 化等區(qū)域，居民小區(qū)內部通道擁擠，地下管線主要為雨污水、熱力、通信、 燃氣、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

水平定向鉆的鉆機系統(tǒng)是鉆進作業(yè)及回拖作業(yè)的主體，由鉆機主機、 轉盤等組成，鉆機主機放置在鉆機架上，用以完成鉆進作業(yè)和回拖作業(yè)。 轉盤裝在鉆機主機前端，連接鉆桿，并通過改變轉盤轉向和輸出轉速及扭 矩大小，達到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。利用高壓液壓系統(tǒng)為鉆機提供鉆進動 力。鉆進過程中經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)的分析引導鉆頭進行水平方向和垂直方向 的調整，進而引導鉆頭按照正確的鉆進方向鉆進。根據(jù)不同地質條件、土 壤狀態(tài)信息配制相適應的泥漿，為鉆機系統(tǒng)提供適合鉆進工況的泥漿。

3 水平定向鉆施工特點

（ 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，進出場施工可以靈活調整; （3 ）施工過程中可以不阻礙交通、不影響社會生產經營活動;（ 4 ）施工 成本有優(yōu)勢;（ 5 ）施工結束時，管材與擴孔之間存有空隙，對管材沉降 要求比較高的工程存在一定的風險。

4 水平定向鉆施工

4.1? 施工準備

小區(qū)施工前對現(xiàn)有管線用途、材質、埋深、走向進行確認，結合現(xiàn)場 新建管線長度等實際情況規(guī)劃水平定向鉆的入鉆、出鉆坑的位置，對重點 管線不確定時進行人工挖探，工作坑開挖位置確保無管線滿足開挖尺寸需 求。同時進行PE管或鋼骨架PE復合管電容連接工作，連接完成后對本段施 工管道進行打壓試驗確保連接點質量滿足要求。

4.2? 水平定向鉆施工

4.2.1? 管道布設和焊接

根據(jù)小區(qū)內單元樓距主管道的距離，排布管道。布設時應考慮的因素 有：管道焊接后是否有大的折角、場地長度是否滿足連接后管道長度、管 道存放期間給居民生活出行或道路交通造成的影響，同時還用考慮感到連 接后進行打壓試驗的安全性。管道焊接采用電容套筒連接，焊接過程中對 焊接工作溫度、通電時間、接頭處順直度等關鍵工序進行重點檢查，連接 完成后按照管道設計工作壓力的1.5倍進行打壓試驗。

4.2.2? 鉆機就位及引孔施工

在已開挖的入鉆坑位置就位鉆機，在單元樓前施工時要滿足鉆機的機 械臂安裝和拆除鉆桿的工作空間，鉆機站位應穩(wěn)定牢靠，在鉆進的過程中 不會出現(xiàn)退移情況，做好機械周邊的安全防護，阻斷非施工人員進入的機 械工作范圍內。鉆機及配套設施準備就位后，制備泥漿，根據(jù)設計文件計 算的入鉆角度進行試鉆，在確認鉆機各系統(tǒng)都能夠平穩(wěn)運行后，根據(jù)既定 的鉆進參數(shù)進行正常鉆進施工。在導向孔施工過程中，技術員要確保曲線 偏移不能超過規(guī)定設計范圍，每根鉆桿問的角度變化也要得到嚴格控制， 確保導向孔高質量一次完成，同時在地表對鉆頭的埋深及位置進行標記， 便于后續(xù)施工管理。導向孔施工是水平定向鉆施工的關鍵，根據(jù)既定的參 數(shù)調整鉆頭入土點的角度，使鉆孔接近設計軌跡。導向孔成孔與否直接影 響后續(xù)擴孔和管道回拖的施工質量。

4.2.3? 擴孔與管道回拖

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

4.2.4? 結束施工

完成管道回拖后，及時對現(xiàn)場的泥漿、渣土等進行清運，利用工作坑 盡快完成管道的匯點熔接。根據(jù)管道分布劃分區(qū)域， 進行二次打壓確認無滲 漏后，回填工作坑回復原狀，同時對管道消毒、清洗，準備進行管道切換。

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會有出現(xiàn)，一般利用鉆機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)在地表標出鉆頭位置在，確認 無建構筑物、管線后采取加大泥漿注入量，調整扭矩力、增加推力再次頂 進。

5.2? 卡管

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

5.3? 冒漿

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

6 結束語

隨著基礎設施建設的完善，降低對道路、綠化的破壞，減少對居民生 活的干擾，水平定向鉆進技術在市政供水管道施工中展現(xiàn)出的優(yōu)勢是顯而 易見的， 大大提高了管道建設的總體效率。選擇性能優(yōu)良的設備 ，制定合 理的施工工藝 ，科學的組織施工和有效的防護措施是工程順利完成的主要 因素，還需要對水平定向鉆施工進行更深入的研究，不斷地補充、完善、 掌握該項施工工藝。

參考文獻：

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