無錫華潤燃氣有限公司　孫文慶

聚乙烯燃氣管道用于水平定向鉆施工的質(zhì)量控制

無錫華潤燃氣有限公司孫文慶

水平定向鉆施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)各類市政管道(線)工程建設(shè)，由于其施工過程的隱蔽性和不確定性以及運營后的維護難度極大，必須做好施工質(zhì)量控制，以有效降低運行風(fēng)險。文章介紹了聚乙烯燃氣管道水平定向鉆施工技術(shù)的設(shè)計、施工等階段質(zhì)量管理及控制措施。

聚乙烯燃氣管道水平定向鉆施工質(zhì)量控制

水平定向鉆施工技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)市政管道(線)工程，積累了許多規(guī)劃設(shè)計、施工工藝及設(shè)備等方面的經(jīng)驗，但業(yè)內(nèi)對其設(shè)計和施工過程的整體質(zhì)量控制交流不多，各建設(shè)、設(shè)計、施工和監(jiān)理單位等對水平定向鉆施工的質(zhì)量控制認識不一，重視程度也不同。隨著水平定向鉆施工技術(shù)應(yīng)用范圍逐步擴大，必須重視和做好水平定向鉆施工的質(zhì)量控制工作，以有效降低運行風(fēng)險。

本文結(jié)合筆者的實踐，主要針對中、低壓燃氣管道采用聚乙烯管道(簡稱PE燃氣管道)用于水平定向鉆施工的質(zhì)量管理及控制措施進行探討。

1　水平定向鉆施工技術(shù)

水平定向鉆施工技術(shù)是一種現(xiàn)代非開挖施工技術(shù)，其特點是技術(shù)含量高、工期短、造價高，主要用于穿越河流、公路、鐵路、建筑物等障礙物鋪設(shè)各種管道，在建(構(gòu))筑物密集、地下管道(線)錯綜復(fù)雜、地面交通繁忙的城鎮(zhèn)較開挖溝槽埋設(shè)管道其優(yōu)勢突出，在燃氣管道施工中得到了廣泛應(yīng)用。

2　設(shè)計階段的質(zhì)量控制

2.1地下建(構(gòu))筑物等勘察

城市經(jīng)過幾十年的建設(shè)和發(fā)展，各類地下建(構(gòu))筑物、管道(線)等數(shù)量龐大、錯綜復(fù)雜，城建檔案管理部門、各產(chǎn)權(quán)、管理或使用單位所掌握的基礎(chǔ)信息也存在缺失現(xiàn)象，地面的各類標識標志也不準確或丟失。埋深較淺的地下建(構(gòu))筑物、管道(線)等可以通過地面窨井或物探進行確認，而埋深較大的情況則難以確認，特別是非開挖施工埋設(shè)的其它管道(線)。各類地下建(構(gòu))筑物、管道(線)等未探查清楚或現(xiàn)有條件無法探查的，都會給水平定向鉆施工造成安全隱患。2008年6月30日，深圳市龍崗區(qū)坂田街道五和大道與長發(fā)路交會路口，曾發(fā)生因某市政管道水平定向鉆施工打穿了距離地面6～7 m的雨水井(雨水井豎向剖面呈梯形)與箱涵結(jié)合部，雨量充沛季節(jié)大量、持續(xù)的涌水掏空了周圍的泥土形成空腔，重車行經(jīng)該路段壓塌了路面的事故。

為提高地下建(構(gòu))筑物、管道(線)的勘察質(zhì)量，建設(shè)單位或施工總包單位應(yīng)組織或委托具有資質(zhì)的勘察單位建議按照以下步驟實施：

(1)向當(dāng)?shù)貒?、?guī)劃、建設(shè)、公路、城管等部門咨詢擬設(shè)計范圍的地下建(構(gòu))筑物、管道(線)等基礎(chǔ)檔案；向河道管理部門了解河道的水文、通航、疏浚等信息；

(2)聯(lián)系產(chǎn)權(quán)、管理或使用單位核實或補充相關(guān)的基礎(chǔ)檔案，特別應(yīng)留意擬設(shè)計范圍是否存在非報建工程，這部分信息易成為盲點，也是風(fēng)險點；

(3)委托具有資質(zhì)的勘察單位進行詳細的物探；

(4)聯(lián)系周邊其他人員或單位査遺補缺，如商戶或工廠等改變了地下建(構(gòu))筑物、管道(線)等的原狀，但未經(jīng)政府部門審批或未報產(chǎn)權(quán)、管理或使用單位備案；

(5)向軍事單位了解非公開的管道(線)如國防通信光纜等信息。

2.2特殊地形的地質(zhì)勘察

對擬設(shè)計施工的管道通過區(qū)域的地質(zhì)、地形信息應(yīng)充分掌握。一般而言平原地區(qū)的狀況較好，而對于原地形為山區(qū)或丘陵的，則應(yīng)在地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上進行試鉆，根據(jù)經(jīng)驗來判斷地質(zhì)，進而確定鉆探軌跡。由于地質(zhì)的復(fù)雜性，特別是遭遇不確定的巖層等，則需要變更地點，相應(yīng)的成本也會增大。在確定理想的軌跡后，再出具設(shè)計施工方案。

勘探孔的深度應(yīng)在定向鉆鋪管軌跡以下5 m，可以提供更加可靠的參考數(shù)據(jù)，同時為可能的軌跡路徑調(diào)整預(yù)留空間。

2.3燃氣管道的設(shè)計

燃氣管道的設(shè)計應(yīng)注意以下5個方面：

(1)應(yīng)避開砂層、回填石方層、卵石層等不良地質(zhì)路段和不利于施工的地形、地貌。地質(zhì)條件為巖層時，建議設(shè)置套管，避免因管壁外側(cè)劃傷超過允許限度而導(dǎo)致整個工程廢棄；

(2)擬鋪設(shè)燃氣管道與其它管道、溝槽等臨近或交叉時，也應(yīng)設(shè)置套管，并設(shè)置泄漏檢測孔；

(3)應(yīng)選擇PE80材質(zhì)的管材，具有管壁較厚、韌性較大等優(yōu)勢；

(4)穿越鐵路、公路、河流等管段兩端必須設(shè)置控制閥門；

(5)應(yīng)預(yù)留定向鉆施工的管段兩端與其它管段的連接，建議預(yù)留3 m以上，減少切向應(yīng)力，因現(xiàn)場條件限制的可采用彎頭等管件連接。

(6)應(yīng)盡量避開高壓電塔、電站、變電站等高壓危險區(qū)。

設(shè)計成果應(yīng)提交施工圖審查，合格后方可使用。

3　施工準備階段的質(zhì)量控制

3.1施工單位選擇

據(jù)了解，水平定向鉆施工單位的資質(zhì)主要依靠專業(yè)協(xié)會管理，具體協(xié)會組織是中國地質(zhì)學(xué)會非開挖技術(shù)專業(yè)委員會(CSTT)。目前也有部分施工單位取得了由政府主管部門認定的資質(zhì)。建議建設(shè)單位在施工單位招標時優(yōu)先選擇具有具備市政總承包二級(含二級)以上或管道工程專業(yè)承包二級(含二級)以上資質(zhì)的水平定向鉆施工單位；還應(yīng)考察施工單位項目組成人員的資質(zhì)和培訓(xùn)情況。

3.2專項施工方案

施工單位應(yīng)編制專項施工方案，符合《市政工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(GB/T 50903—2013)的相關(guān)要求，包括但不限于：

(1)工程概況、規(guī)模，現(xiàn)場地質(zhì)情況，地下管線分布、埋深情況，審定的設(shè)計平面圖、剖面圖；

(2)采用的施工機械、人員配置、計劃工期；

(3)施工工藝和質(zhì)量保證措施；

(5)安全生產(chǎn)和文明施工措施；

(6)事故應(yīng)急措施。

專項施工方案應(yīng)經(jīng)施工單位技術(shù)負責(zé)人審批后，并由監(jiān)理單位審查合格后方用于施工。施工過程中發(fā)生變更時應(yīng)履行變更手續(xù)。重大或大型工程還應(yīng)組織方案論證和評審。

4　施工階段的質(zhì)量控制

4.1施工準備

(1)應(yīng)對導(dǎo)向系統(tǒng)電源進行校核。

(2)每次使用導(dǎo)向系統(tǒng)前，應(yīng)按照操作說明書對系統(tǒng)進行校準。

(3)更換發(fā)射器等應(yīng)重新進行校準。

(4)鉆進前應(yīng)測試施工區(qū)域干擾信號，以確定合適的發(fā)射和接收頻率，減少周圍其它信號的影響。

(5)檢查各儀表是否正常；各油路、水管是否暢通或泄漏。

監(jiān)理單位對施工單位施工準備工作應(yīng)進行檢查和監(jiān)督。

4.2導(dǎo)向孔鉆進的質(zhì)量控制

導(dǎo)向孔是水平定向鉆的關(guān)鍵工序，應(yīng)主要從以下幾方面控制：

(1)施工前鉆機應(yīng)進行試運轉(zhuǎn)，時間不少于15 min，確定鉆機運行工況正常。

(2)保持鉆進速度勻速。

(3)鉆進時應(yīng)同時記錄(無纜式)或收集(有纜式)導(dǎo)向數(shù)據(jù)，不要等到結(jié)束后才整理數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)和地面儀器控制鉆頭傾斜角、鉆頭深度等參數(shù)，比較與設(shè)計軌跡的偏差，及時調(diào)整至允許范圍內(nèi)。

(5)發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)停止鉆進，查明原因其二解決后方可繼續(xù)施工。

4.3擴孔的質(zhì)量控制

(1)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件選擇不同的鉆頭。

(2)應(yīng)調(diào)整鉆進液粘度保障孔壁穩(wěn)定。

(3)宜多次分級擴孔，減少周邊地質(zhì)的穩(wěn)定影響，最終形成孔徑一般為1.5倍管徑(外徑)。

4.4回拖管道的質(zhì)量控制

(1)擴孔完成和回拖管道的間隔時間不宜太久，建議完成擴孔、清孔后即開始回拖作業(yè)，且不宜中斷，如必須中斷則不超過4 h。

(2)應(yīng)做好施工組織，一次性完成焊接作業(yè)，減少因作業(yè)人員、環(huán)境等變化對焊接質(zhì)量的影響。由監(jiān)理單位見證隨機抽取焊口送檢，進行檢測。完成焊接后，應(yīng)100%做切邊檢查，進行壓力試驗。合格后方可用進行回拖作業(yè)。

(3)進行試拖，試拖管段宜為2根，能夠較為真實地反映管道在孔洞中拖拉中所遭受的變化，完全拖出后檢查試拖管段的外壁劃傷情況。根據(jù)檢查結(jié)果調(diào)整回拖工藝。

(4)回托時應(yīng)設(shè)置管托，最好是沙袋等柔性管托或滑輪支架，減少外壁的劃傷。

(5)完成回拖后，施工單位、監(jiān)理單位應(yīng)仔細檢查出土管段的外壁劃傷情況，做好檢查記錄，宜拍攝照片，納入質(zhì)量控制記錄。再次進行壓力試驗、吹掃等合格后，管道需靜置一段時間，待其收縮定位后方可裁剪、連接，北京市地方標準《地下管線非開挖鋪設(shè)工程施工及驗收技術(shù)規(guī)程 第1部分：水平定向鉆施工》(DB11/T 594.1—2008)之5.14.10規(guī)定：要求靜置時間不少于12 h。應(yīng)使用端帽封堵兩端，避免粉塵、雜物、水等再次進入管道內(nèi)。裸露段應(yīng)設(shè)置遮擋措施，避免陽光照射，或掩埋，連接施工時再次開挖。

4.5管道的定位和標志樁的設(shè)置

(1)建議沿管道軌跡方向，每間隔6 m設(shè)置1個標志，節(jié)點位置必須設(shè)置，包括深度變化(超過0.5 m)時的最高和最低點等。

(2)建議在路面使用丁型電子標識器和地面標志樁(牌)；穿越位置為河流，應(yīng)在兩岸設(shè)置標示牌。

(3)竣工測量時應(yīng)測定電子標識器的坐標、所處位置的管道埋深，并錄入竣工圖中。

5　竣工資料

竣工資料應(yīng)包括：施工單位的資質(zhì)證書；勘察報告；經(jīng)監(jiān)理單位審查的施工組織專項方案(施工組織設(shè)計)；完整的導(dǎo)向鉆進測量記錄(每6 m記錄一次)；焊接記錄；試驗報告；竣工測量文件；竣工平面圖、縱斷面圖及其他附圖。

6　結(jié)語

采用水平定向鉆施工技術(shù)鋪設(shè)的燃氣管道是目前運行管理的難點和重點，必須在設(shè)計、施工等階段采取措施嚴格控制質(zhì)量，確保質(zhì)量符合安全要求，降低運行管理風(fēng)險，更好地實現(xiàn)安全穩(wěn)定供氣。

Quality Control of the Horizontal Directional Drilling Used in PE Gas PipelineConstruction

Wuxi China Resources Gas Co., Ltd.Sun Wenqing

Horizontal directional drilling technology is widely used in all kinds of municipal pipelines construction. Because of elusive, uncertainty of the construction process, and on-line maintenance difficulty, the construction quality control must be done well to effectively reduce the operation risk. This paper introduces quality management and control measures regarding the PE gas pipeline's horizontal directional drilling construction technology of every construction stage (design, construction, etc).

PE gas pipeline, horizontal directional drilling, construction, quality control