汪時(shí)雷
城市化進(jìn)程的加快,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展注入了活力。市政供水管道工程作為現(xiàn)代城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一,市政供水管道鉆進(jìn)技術(shù)水平也得到了顯著提升。水平定向鉆進(jìn)技術(shù)作為市政供水管道施工中常用的施工技術(shù)之一,該施工技術(shù)的有效應(yīng)用,促進(jìn)了市政供水管道工程施工質(zhì)量和效率的有效提升。由于水平定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用最大限度地滿(mǎn)足了城市市政供水管道非開(kāi)挖段施工提出的技術(shù)要求,所以,加強(qiáng)水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在市政供水管道施工中應(yīng)用研究的力度,對(duì)于我國(guó)城市市政供水管道施工質(zhì)量和效率的提升有著極大的促進(jìn)作用。文章簡(jiǎn)單闡述了市政供水管道施工中水平定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí),人們對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的重視程度也隨之越來(lái)越高。為了有效減少城市市政供水管網(wǎng)施工對(duì)地面環(huán)境、交通等各方面產(chǎn)生的影響,各個(gè)城市都根據(jù)自身建設(shè)發(fā)展的實(shí)際情況,加大了非明挖式水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在市政供水管網(wǎng)施工中應(yīng)用的力度。隨著水平定向鉆進(jìn)施工管道管徑的不斷增大,施工企業(yè)的穿越跨度能力也隨之提高。所以,施工企業(yè)在市政供水管道施工中采用水平定向鉆施工技術(shù)時(shí),應(yīng)當(dāng)切實(shí)做好施工質(zhì)量評(píng)估的相關(guān)工作,確保市政供水管道工程施工的安全順利進(jìn)行。
傳統(tǒng)的市政供水管道鋪設(shè)施工過(guò)程中一旦遇到河流,施工企業(yè)采取的大開(kāi)挖施工方式,不僅要破壞河堤,而且還要做好河堤的引流工作,而這無(wú)疑增加了開(kāi)挖工程的工程量與施工難度,增加了市政供水管道的建設(shè)成本。第二,施工企業(yè)在進(jìn)行新建公路市政供水管道的鋪設(shè)施工時(shí),針對(duì)新修建公路進(jìn)行的挖掘施工,降低了公路工程的整體質(zhì)量,縮短了公路使用壽命,嚴(yán)重的還會(huì)因?yàn)橐l(fā)交通堵塞的情況,造成不必要損失和巨大的資源浪費(fèi)。第三,市政供水管道鋪設(shè)施工過(guò)程中,如果遇到跨度較大、埋深較深的障礙物時(shí)必然會(huì)因?yàn)槭姓┧艿莱霈F(xiàn)埋深不足的情況,增加市政供水管道鋪設(shè)施工安全隱患的發(fā)生率。
(1)水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在市政供水管道施工中的有效應(yīng)用,降低了市政供水管道施工對(duì)周邊交通、綠地植被以及居民正常生活產(chǎn)生的影響,徹底解決了傳統(tǒng)開(kāi)挖式市政排水管道施工技術(shù)存在的不足之處,提高了市政供水管道工程施工的質(zhì)量和效率。
(2)現(xiàn)代化穿越設(shè)備具有的穿越精度高的特點(diǎn),不但有助于施工人員合理調(diào)節(jié)供水管道敷設(shè)方向和埋深,同時(shí)有效避開(kāi)了地面障礙物對(duì)市政供水管道施工產(chǎn)生的影響。
(3)由于城市市政供水管道的鋪設(shè)深度大多在3m以下,如果排水管道需要通過(guò)河流時(shí),則埋深一般為9~18m,所以,施工企業(yè)在市政供水管道施工過(guò)程中,采用先進(jìn)的水平式定向器施工,不僅降低了供水管道施工對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響,同時(shí)起到了保護(hù)施工區(qū)域地形的作用,滿(mǎn)足了政府部門(mén)提出的環(huán)境保護(hù)與治理要求。
(4)水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)作為一項(xiàng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)要求低且施工進(jìn)度較快的施工技術(shù),該施工技術(shù)在城市市政供水管道工程施工中的應(yīng)用,提高了城市市政工程建設(shè)施工的效率。
某地區(qū)在江水置換工程施工過(guò)程中,為了最大限度地滿(mǎn)足該地區(qū)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供水需求,政府部門(mén)在設(shè)計(jì)工程施工方案時(shí),明確提出了項(xiàng)目施工必須在不破壞現(xiàn)有路面、不影響道路交通與周邊居民、企業(yè)正常生活生產(chǎn)的前提下施工。相關(guān)部門(mén)經(jīng)過(guò)全方位勘探后,最終選擇了水平定向鉆技術(shù)開(kāi)展穿越牽引施工,按照設(shè)計(jì)要求,采取了將dn630PE給水管道,布設(shè)于規(guī)劃道路一側(cè)綠化帶下方的施工方式,一次性完成430m的管線穿越施工。
由于該市政供水管道項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)在河流周邊,且施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)主要以淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土等為主。再加上此類(lèi)土層在施工過(guò)程中,普遍存在著管道導(dǎo)向角度調(diào)整難度較大、回拖管阻力大、洗擴(kuò)孔成孔率較低以及沿線路段冒漿等問(wèn)題,所以,施工企業(yè)在供水管道施工過(guò)程中經(jīng)常進(jìn)行焊接作業(yè),增加了供水管道回拖的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)市政供水管道工程施工的進(jìn)度和質(zhì)量產(chǎn)生了極大的影響。針對(duì)這一情況,施工企業(yè)在供水管道施工開(kāi)始前,按照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采取了理論計(jì)算與施工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方式,選擇使用了ZT-450型非開(kāi)挖鉆機(jī)設(shè)備和高品質(zhì)膨潤(rùn)土、添加劑等作為該供水管道工程施工的材料。
該市政供水管道施工開(kāi)始前,施工企業(yè)應(yīng)該按照工程設(shè)計(jì)要求做好施工技術(shù)、施工材料、施工人員等各方面的準(zhǔn)備工作。為了保證市政供水管道工程施工的安全順利進(jìn)行,施工企業(yè)在施工技術(shù)準(zhǔn)備階段,必須充分重視以下幾方面的問(wèn)題:(1)做好交接樁協(xié)調(diào)的相關(guān)工作,及時(shí)開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)布點(diǎn)與護(hù)點(diǎn)的復(fù)核工作,為后續(xù)供水管道施工做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。(2)做好供水管道施工現(xiàn)場(chǎng)沿線地下管線情況排查工作。
施工材料的準(zhǔn)備工作,則應(yīng)該從以下幾方面著手:
首先,嚴(yán)格按照市政供水管道工程施工進(jìn)度方案,制定供水管道工程施工材料、設(shè)備清單,確保工程施工開(kāi)始前,所有施工材料、設(shè)備到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)。
其次,及時(shí)與施工方案設(shè)計(jì)單位進(jìn)行施工技術(shù)交底工作,針對(duì)工程施工過(guò)程中消耗量較大的施工材料,必須采取預(yù)先購(gòu)買(mǎi)的方式進(jìn)行采購(gòu),避免因?yàn)槭姓┧艿拦こ淌┕て陂g出現(xiàn)施工材料短缺的情況,影響工程整體施工進(jìn)度。
最后,定期開(kāi)展水平定向鉆進(jìn)保養(yǎng)和檢修的相關(guān)工作,做好設(shè)備保養(yǎng)檢修記錄工作,保證機(jī)械設(shè)備在工程施工期間保持正常運(yùn)行狀態(tài)。
此外,施工企業(yè)在工程施工準(zhǔn)備階段,必須嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,組織水平定向鉆進(jìn)操作人員參加針對(duì)性培訓(xùn)活動(dòng),要求操作人員熟練掌握安全操作技術(shù)與應(yīng)急處理技術(shù),保證供水管道工程施工的安全規(guī)范進(jìn)行。
(1)泥漿制備。泥漿是非開(kāi)挖市政供水管道工程施工中重要的施工材料之一,泥漿材料在供水管道施工中主要起到了保護(hù)孔壁、排除鉆屑、確保地層壓力保持平衡狀態(tài)的作用。施工企業(yè)在制備泥漿時(shí),應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,采取就地取水的方式,將水收集到集水罐車(chē)中,然后采用沉淀技術(shù)確保經(jīng)過(guò)沉淀的水質(zhì)達(dá)到泥漿使用標(biāo)準(zhǔn)和要求。為了達(dá)到有效提升泥漿性能的目的,施工企業(yè)必須為膨潤(rùn)土留下足夠的水化時(shí)間,并在保證膨潤(rùn)土使用量不變的前提下,通過(guò)增加泥漿存儲(chǔ)數(shù)量的方式,為市政供水管道工程施工提供充足的泥漿。
(2)水平定向鉆導(dǎo)向孔的準(zhǔn)確定位。導(dǎo)向孔定位與軌跡設(shè)計(jì)是影響水平定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。施工企業(yè)在設(shè)計(jì)導(dǎo)向孔時(shí),必須嚴(yán)格以市政供水管道工程的設(shè)計(jì)圖紙、施工現(xiàn)場(chǎng)以及管道工程施工技術(shù)等參數(shù)為依據(jù),才能確保導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性與精確性。施工人員在確定導(dǎo)向孔軌跡時(shí),應(yīng)該根據(jù)市政供水管道工程施工的特點(diǎn)和要求,做好施工現(xiàn)場(chǎng)資料的搜集、數(shù)據(jù)記錄以及管線鋪設(shè)等工作,為后續(xù)市政供水管道工程施工的順利進(jìn)行提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
(3)導(dǎo)向孔鉆進(jìn)。通過(guò)對(duì)該工程設(shè)計(jì)方案的分析,該市政供水管道工程應(yīng)該使用鉆頭大于鉆桿外徑尺寸4cm的矛式鉆頭,然后通過(guò)在鉆頭上的陀螺儀實(shí)時(shí)監(jiān)控鉆頭的導(dǎo)向軌跡,確保鉆進(jìn)施工作業(yè)的順利進(jìn)行。鉆進(jìn)施工過(guò)程中,操作人員應(yīng)該按照導(dǎo)向裝置傳回的鉆頭位置與鉆進(jìn)線路等數(shù)據(jù),及時(shí)調(diào)整鉆頭鉆進(jìn)方向,然后通過(guò)對(duì)鉆頭鉆進(jìn)阻力參數(shù)的分析,判斷地層內(nèi)部是否存在硬物或土層存在變化,以便于動(dòng)態(tài)調(diào)整泥漿壓力與泥漿供應(yīng)量,才能達(dá)到在孔壁周邊形成有效保護(hù)層的目的。
(4)分級(jí)擴(kuò)孔。由于市政供水管道工程的鉆孔直徑是以管徑的1.45倍確定的,所以,施工企業(yè)采取了7級(jí)擴(kuò)孔施工方案,采用了φ450mm、φ600mm、φ750mm、φ900mm等不同規(guī)格的巖石擴(kuò)孔器開(kāi)展擴(kuò)孔作業(yè)。導(dǎo)向孔施工結(jié)束后,根據(jù)施工要求,按照由大到小的順序更換擴(kuò)孔器開(kāi)展擴(kuò)孔回拉作業(yè)。擴(kuò)孔回拉過(guò)程中,操作人員應(yīng)該采取有效措施控制泥漿泵向孔壁內(nèi)補(bǔ)充泥漿液,才能在確??妆诒砻婵焖傩纬赡酀{保護(hù)層的基礎(chǔ)上,穩(wěn)固和潤(rùn)滑孔壁圍巖。
(5)清孔。擴(kuò)孔作業(yè)完成后,施工人員應(yīng)該先向孔內(nèi)持續(xù)注入新鮮泥漿,然后再使用清孔器,將滯留在孔內(nèi)的鉆屑帶出,經(jīng)過(guò)多次清孔后,確定泥漿內(nèi)鉆屑不明顯即可停止清孔。
(6)管道回拖。經(jīng)過(guò)預(yù)擴(kuò)孔處理后,施工人員應(yīng)該在確認(rèn)管孔直徑達(dá)到管線敷設(shè)回拖要求后,按照施工設(shè)計(jì)方案的要求,依次連接鉆桿、擴(kuò)孔器、回拖旋轉(zhuǎn)活節(jié),最后再?gòu)某鐾咙c(diǎn)位置緩緩將管線回拖至入土點(diǎn)即可。為了保證管線回拖過(guò)程中管線與擴(kuò)孔工具之間有效連接在一起,施工人員應(yīng)該借助鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)后退,直至管線回拖作業(yè)順利完成為止。由于經(jīng)過(guò)擴(kuò)孔后的管孔內(nèi)充滿(mǎn)了泥漿,所以,管線在管孔內(nèi)實(shí)際上是懸浮于泥漿中,因?yàn)槭艿侥酀{潤(rùn)滑作業(yè)的影響,減小了管線回拖的阻力,起到了保護(hù)管壁的作用。
(1)有效控制擴(kuò)孔過(guò)程中產(chǎn)生的回拉力與扭矩,確保兩者保持一定比例。
(2)嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件與管徑大小強(qiáng)化管線回拖力。
(3)設(shè)定科學(xué)合理的擴(kuò)孔超量數(shù)據(jù)。
(4)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況以及各個(gè)階段的泥漿要求,制定動(dòng)態(tài)化泥漿配合比管控方案。
(5)通過(guò)對(duì)建筑物與地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋結(jié)果,優(yōu)化市政供水管道施工方案。
(6)加大導(dǎo)向孔鉆進(jìn)、回?cái)U(kuò)孔以及管道回拖作業(yè)過(guò)程中,穿越軌跡100m范圍內(nèi)泥漿滲漏情況的監(jiān)測(cè)工作力度,通過(guò)對(duì)突入泥漿返出量確定是否存在漏漿情況,一旦發(fā)現(xiàn)漏漿情況或返漿異?,F(xiàn)象,必須立即停止鉆井檢查,直至滲漏問(wèn)題解決為止。
(1)施工人員在進(jìn)行水平定向鉆擴(kuò)孔作業(yè)時(shí),必須采取有效措施將回拉力與扭矩比例控制在允許的范圍內(nèi),才能保證擴(kuò)孔作業(yè)的平穩(wěn)進(jìn)行,避免因?yàn)閿U(kuò)孔作業(yè)期間,周?chē)馏w出現(xiàn)大幅度隆起變形的情況,破壞上部市政供水管道上部建筑物。
(2)穿越施工期間施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊居民正常生活產(chǎn)生了極大的影響。為了有效降低施工噪聲,施工企業(yè)應(yīng)該采取在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方式,按照監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),將白天施工噪聲控制在50dB以?xún)?nèi),夜間施工噪聲控制在40dB以?xún)?nèi),最大限度地降低施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲對(duì)人們正常生活、工作產(chǎn)生的影響。
(3)由于水平定向鉆具有施工精度高、操作簡(jiǎn)單且穿越距離長(zhǎng)的特點(diǎn),所以施工企業(yè)在市政供水管道工程施工過(guò)程中,合理應(yīng)用水平定向鉆施工技術(shù),通過(guò)對(duì)鉆進(jìn)方向和埋深的有效調(diào)整,不僅保證了管線鋪設(shè)的安全順利進(jìn)行,而且提高了市政供水管道工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量控制效果,減少了市政供水管道工程的設(shè)備、人員、材料投入,降低了市政供水觀察管道的整體施工成本。
總之,市政供水管道工程施工中水平定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用,不但有效縮短了市政供水施工工期,降低了工程施工對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響,提高了市政供水工程的社會(huì)效益。所以,加強(qiáng)市政供水工程施工中水平定向鉆井施工技術(shù)應(yīng)用研究的力度,對(duì)于我國(guó)市政供水管道工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。施工企業(yè)在市政供水管道工程施工過(guò)程中,應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,合理采用水平定向鉆井施工技術(shù),加大施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作的力度,確保市政供水管道工程施工的安全順利進(jìn)行。