花志龍

摘要：水平定向鉆技術(shù)是一種非開(kāi)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(kāi)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)，本文結(jié)合實(shí)際案例，詳細(xì)闡述了定向鉆施工在市政電力通信管線穿越河道施工中的應(yīng)用。通過(guò)詳細(xì)分析定向鉆施工工藝要求和研究設(shè)備工作性能，有機(jī)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，達(dá)到充分發(fā)揮鉆通設(shè)備性能及工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的既定目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：定向鉆;管線;穿越;河道

1.概述

市政管道穿越繁忙交通路口時(shí)，為保證車輛通行，減少施工影響。設(shè)計(jì)多采用施工速度快、精度高、成本低、干擾小的定向鉆施工技術(shù)。水平定向鉆機(jī)是在不開(kāi)挖地表面的條件下，鋪設(shè)地下管道的一種施工機(jī)械，被廣泛應(yīng)用于供水、電力、電訊、然氣等管線鋪設(shè)施工中，它適用于沙土、粘土、卵石等地況，我國(guó)大部分非硬巖地區(qū)都可施工。同時(shí)定向鉆施工在南方雨季施工中，具有受雨水影響小，安全隱患少的優(yōu)勢(shì)。

2.工程概況

深圳市龍華區(qū)工業(yè)西路改造提升，設(shè)計(jì)將架空高壓線路落地，在道路右側(cè)敷設(shè)電力管道，管道孔數(shù)16～32孔，單孔孔徑15～20cm。設(shè)計(jì)新建管線橋跨越市政河道，河道寬30米，汛期水位約1～1.5m。橋跨徑組合為14.91+12+14.91m，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩。涉河施工手續(xù)辦理繁雜，河道內(nèi)施工環(huán)水保要求高，汛期水量大周期長(zhǎng)，安全隱患多風(fēng)險(xiǎn)高，施工工期長(zhǎng)成本高，不利于施工組織。為解決上述問(wèn)題，結(jié)合橋位地質(zhì)情況（粘土層）和改遷管道長(zhǎng)度，現(xiàn)場(chǎng)定向鉆機(jī)滿電力、通信管道下穿河道的施工需求，經(jīng)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理、業(yè)主同意，設(shè)計(jì)單位出具變更圖紙，采用定向鉆機(jī)施工改遷管道。

3.水平定向鉆技術(shù)應(yīng)用

3.1穿越河道方案比選

新建管線橋不利因素分析：一是城市河道內(nèi)施工需辦理涉河施工協(xié)議，且施工環(huán)水保要求高;二是該河道為常流河，南方汛期長(zhǎng)，安全隱患大;三是樁基為嵌巖樁，受施工條件限制，需筑島圍堰后采用沖擊鉆機(jī)施工，施工周期長(zhǎng)，并且泥漿護(hù)壁處理不善，易污染水體環(huán)境。四是結(jié)構(gòu)工程量小，一次性材料投入多，施工成本高，工程造價(jià)約68萬(wàn)元，經(jīng)測(cè)算虧損12萬(wàn)。五是管線橋由道路左側(cè)新建，右側(cè)電力管道需要重復(fù)橫穿道路，施工過(guò)程中，需要頻繁導(dǎo)改通行，容易造成交通擁堵，也給橋梁臺(tái)背施工質(zhì)量留下隱患。六是3#橋臺(tái)處涉及一處污水泵站的遷改，制約施工。

提出解決問(wèn)題方案：本項(xiàng)目地下管道穿越繁忙路口設(shè)計(jì)定向鉆敷設(shè)管道方案，一次性敷設(shè)管道最大長(zhǎng)度約200米，通過(guò)對(duì)跨越河處管道管徑，孔數(shù)，埋深，地質(zhì)情況及橋梁前后區(qū)域空間等因素綜合分析，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)性能，采用大型號(hào)鉆通設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)定向鉆施工管道替代原設(shè)計(jì)管線橋過(guò)河方案，實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。工程造價(jià)降低為34萬(wàn)，扭虧后盈利20%。由原計(jì)劃工期4個(gè)月壓縮為1個(gè)月，為電力遷改管道拉通節(jié)約了時(shí)間。

3.2先導(dǎo)孔軌跡設(shè)計(jì)

參考水平定向鉆法管道穿越工程技術(shù)規(guī)程，本工程電力、通信管道均為PE管道，入土角度應(yīng)在8～30°，出土角度應(yīng)在4～20°，曲率半徑不小于300倍管道直徑，且下穿渠道至少保證3m埋深。

根據(jù)技術(shù)規(guī)程，結(jié)合道路現(xiàn)狀施工區(qū)域，選取電力管道入土點(diǎn)為道路左側(cè)K3+500處，出土點(diǎn)為K3+696處，平面長(zhǎng)度196m;通信管道入土點(diǎn)為道路右側(cè)K3+525，出土點(diǎn)為K3+715，平面長(zhǎng)度190m。

3.3鉆通設(shè)備選擇

新建電力管道26Φ150+8Φ200，孔道集束直徑1m;通信管道30Φ110，孔道集束直徑0.6m。工程處地質(zhì)主要為素填土層、砂質(zhì)粘性土層及粉質(zhì)黏土層。通過(guò)對(duì)鉆通工程機(jī)械型號(hào)調(diào)查，ZT-100型水平定向鉆機(jī)，最大扭矩28000N·m，最大推拉力500KN，入射角度0～20°，最大擴(kuò)孔鉆頭1000mm，整機(jī)尺寸8500*2260*2550mm，能夠滿足跨河管道水平鉆機(jī)要求。

3.4水平定向鉆施工技術(shù)要點(diǎn)

3.4.1鉆機(jī)就位和調(diào)試

按施工布置圖及規(guī)范要求將鉆機(jī)及附屬配套設(shè)備固定在預(yù)定位置。鉆機(jī)鉆桿方向必須安裝在入土點(diǎn)與出土點(diǎn)的連線上，誤差不超30mm，鉆機(jī)入土角調(diào)整到設(shè)計(jì)要求。鉆機(jī)安裝后，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)各部位運(yùn)行情況。

3.4.2鉆孔導(dǎo)向

導(dǎo)向孔鉆孔是施工的關(guān)鍵，它決定管道鋪設(shè)的位置準(zhǔn)確性，其重要的施工環(huán)節(jié)是鉆孔軌跡的檢測(cè)和控制。導(dǎo)向孔鉆進(jìn)在理想狀態(tài)下的軌跡為“斜直線段—曲線段—水平直線段—曲線段—斜直線段”組合。根據(jù)具體要求，確定出土角和入土角，確定管道埋深和各孔段的軌跡組成。

3.4.3配制泥漿

鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿是重要原材料，可作為沖洗液而使用，制備時(shí)選擇優(yōu)質(zhì)的膨潤(rùn)土和添加劑，合理配比稱量材料并充分?jǐn)嚢?，形成泥漿后注入洞內(nèi)。性能良好的泥漿具備潤(rùn)滑鉆機(jī)、減小回轉(zhuǎn)扭矩、冷卻鉆頭、緩解腐蝕等多重功能。

3.4.4擴(kuò)孔

水平定向鉆在施工過(guò)程中，必須注重?cái)U(kuò)孔環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，擴(kuò)孔質(zhì)量的好壞決定了后續(xù)管道敷設(shè)情況。鉆進(jìn)并形成導(dǎo)孔后通過(guò)擴(kuò)孔的方式可為后續(xù)拖拉PE管創(chuàng)造良好條件。拖拉管泥漿的選擇要滿足以下兩個(gè)條件：第一，泥漿應(yīng)具有較小的比重;第二，泥漿應(yīng)具有較高的黏度。泥漿處理劑和管孔潤(rùn)滑劑能夠降低回拖阻力，充足的泥漿能夠保護(hù)和潤(rùn)滑管壁。因此施工人員應(yīng)在PE管回拖前做好相應(yīng)檢查，PE管熔接合格后將其與回拖器牢牢連接在一起。

3.5.5回拖阻力

回拖啟動(dòng)前施工人員全面檢查所有回拖系統(tǒng)，以最好的狀態(tài)啟動(dòng)回拖?；赝蠁?dòng)后施工人員應(yīng)盡量保證回拖的穩(wěn)定，無(wú)特殊情況一般不能停留。在長(zhǎng)距離大管群施工中，重點(diǎn)關(guān)注如何減少回拖阻力，這是完成管群敷設(shè)工作的前提。在擴(kuò)孔施工階段減少回拖阻力，要結(jié)合土質(zhì)情況，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(méi)有過(guò)多的凹凸點(diǎn)，減少回拖摩擦力。

4.結(jié)語(yǔ)

水平定向鉆技術(shù)具有應(yīng)用范圍廣、穿越精度高、對(duì)環(huán)境干擾小、施工成本低等優(yōu)點(diǎn)。在該項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)方案中未充分考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件、安全經(jīng)濟(jì)性的要求，以本案為例，通過(guò)對(duì)水平定向鉆施工技術(shù)及設(shè)備性能的充分了解分析，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化變更，實(shí)現(xiàn)了安全、經(jīng)濟(jì)、高效、優(yōu)質(zhì)的既定目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：身份證號(hào)：320924198908215732

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