論頂管作業過程中的幾個關聯技術問題

摘要：在燃氣管道建設過程中，不可避免會遇到的管道穿過公路、河流的現象，在常見的開挖和架空技術外，頂管技術也被經常使用。在頂管作業方面，水平定向鉆在施工中的重要性尤為突出，水平定向鉆鉆孔是穿管的首要步驟，但整個穿管環節是相互關聯的，在使用好水平定向鉆的同時，更要注意相互關聯的各個環節之間的縱向聯系，是頂管作業中至關重要的事項。

關鍵詞：燃氣；管道；頂管作業

隨著燃氣使用范圍的不斷擴展，管道氣既安全實用又不會占用客戶過大的空間位置，是人們選擇使用燃氣燃料方面的理想選擇。在燃氣管道的作用日益彰顯的同時，在燃氣管道建設過程中，遇到的管道穿過公路、河流的現象也越來越頻繁，而要解決燃氣管道穿越公路和河流的問題，除了我門日常見到的開挖和架空外，非開挖技術雖然造價較高，比起開挖和架空但確實更加實用。這里不從商業角度展開論述，只從技術角度討論穿管方面的水平定向鉆施工中的一些技術上的注意事項。不妨從鉆孔到敷設管道，再到穿管和驗收這個核心環節來做探討。

1 現場勘察等鉆前技術工作開展的必要性

1、制定鉆前計劃

燃氣管道的設計和施工的過程說透了就是是對各項現場勘察結果經過綜合分析后，制作、完善和完成技術性文件，并通過技術文件指導施工作業的過程。勘察現場狀況是建設工作的關鍵環節。首先，在定向鉆作業中要根據現場情況確定樁位，編制樁號。其次，要根據現場勘察情況確定鉆桿的入土位置，保證在整個鉆進長度上有足夠的空間調節鉆桿，使其不會超過彎曲極限。再次，通過對現場的熟悉，確定變向的位置，以避開公用設施和滿足斜度變化。最后，鉆孔選擇位置時還要考慮把對行人和車輛交通的影響減小到最低程度。

2、施工設備準備：

1）選擇好定位儀器

鉆具是鉆機鉆進中鉆孔和擴孔時所使用的各種機具的統稱。鉆具主要有適合各種地質的鉆桿，鉆頭、泥漿馬達、擴孔器，切割刀等機具。輔助機具包括卡環、旋轉活接頭和各種管徑的拖拉頭等。而這些工器具中，定位儀顯得最為重要，因為在地面下鉆孔時，就是靠定位儀來確定方位的。在定向水平鉆鉆孔過程中，其主要系統包括鉆機系統、動力系統、控向系統、泥漿系統，而控向系統如同人的大腦，起著總指揮的作用，而控向系統的核心部分就是定位儀。定位儀是定向鉆鉆孔的工具關鍵器具，一般選擇用手持式或有線式系統的定位儀器。

2）熟悉定位系統組件

不論是何種型號的位儀器，主要由接收器、遙顯儀、信號棒三個部件組成。正常的水平定向鉆施工中，一般采用手持式定位設備以便于追蹤鉆進中的鉆頭。控向儀操作手在鉆頭行進路線的上方行走，使用手持式接收器定位鉆頭。標準的手持式接收器由控向儀操作手攜帶，通過在鉆頭行進路線上方前后移動來確認鉆頭的位置和方向。遙顯儀從接收器接收數據并在顯示屏上顯示，司鉆手可以迅速地斷定鉆頭的位置。信號棒安裝在鉆頭體內，發射信號，向接收器提供鉆頭在地面下相對位置的數據。它包括電子裝置和電池，根據所需的鉆進深度可以采用不同能力或信號強度的信號棒。

2 施工過程的控制

1、鉆導向孔

導向孔鉆進就是從起始位置沿預定路線向目標位置鉆進的過程。為了準確地沿預定線路前進，司鉆手必須控制鉆頭體的鉆進方向，有時還需要變向。變向的簡單原理是：當邊旋轉邊推進時，鉆頭體直線行進；當不旋轉只推進時，鉆頭體沿弧線行進。實質上，一個完整的導向孔就是由一系列的直孔通過變向推進連接而成的。

2、回擴

回擴是將導向孔擴大，使其與所要鋪設的污水管線直徑相適應的過程。假設要鋪設一根直徑?110厘米的管子，就需要將孔徑擴大到管徑的1.5倍或者約直徑?350厘米左右。使用回擴器要一次或多次穿越孔道，目的是在回拖管線通過孔道前，使導向孔達到合適的尺寸和條件。回擴是鉆孔后的一個修正過程，對孔的大小，暢通都有一定的完善作用，只有經過回擴才能達到穿管的要求。

3、敷設管道

為了確保工程的順利完成，在導向孔鉆進和回擴過程中，始終保證泥漿輸送暢通。在施工中隨時抽取排出的廢泥漿，保證不外溢，避免造成對道路和環境的污染。在回擴好的孔道中，將已經準備好的全部管道在回擴器的引導下拖入孔道中，完成管線敷設。這里需要注意的是鉆機就位后，需采用地錨加固定位。

注意事項：大中型穿越管段應在拖管前進行吹掃，試壓。以免造成不必要的損失。

目前穿管多用的是聚乙烯燃氣管道。聚乙烯燃氣管道硬度較金屬管道小，因此在搬運、下管時要防止劃傷。劃傷的聚乙烯管道的運行中，受外力作用，再遇表面活性劑（如洗滌劑），會加速傷痕的擴展，最終導致管道破壞。此外，還應防止對聚乙烯管道的扭曲或過大的拉伸與彎曲。管道管道敷設后，留出待檢查（強度與嚴密性試驗）的接口，將管身部分回填土，避免外界損傷管道。施工結束后，清理和恢復現場。在PE管的選材上我們宜選用厚壁管。可預防在拖管過程中無法估計的個別擦傷，從而造成的壁厚減薄.管材的焊接只能采用熱熔連接.如de63管的穿越必須采用盤管，而一捆盤管一般只有100m，所以大大限制了頂管的長度，故不提倡施工中采用小管徑的PE管.

4、PE管材熔合要求

上面提到聚乙烯燃氣管道的敷設注意事項，但在這里有必要專門就聚乙烯燃氣管道的管材熔合要求再做一點說明。

熔合達到要求也是穿管的重要環節，熔合達不到要求，可能在穿管過程中出現管道的焊接處斷裂的現象，一旦穿管完成發現所穿管道出現斷裂，修復的過程將十分復雜，影響到整個工期。所以頂管的過程是一個綜合的過程，只注重鉆孔還不夠，要注重各環節的有效結合。

3 水平定向鉆長度的控制

因現場施工條件限制定向鉆的長度一般不長于300米，這主要涉及穿越管段回拖時的最大回拖力。一般的公路過路口穿越，可采用小型的頂管機，出入土點在避開一些障礙物的情況下，以選在人行道較為合適。水平定向鉆施工中的注意事項：燃氣管道的焊縫應進行100%的探傷；燃氣鋼管的防腐應該為特加強級防腐；燃氣敷設的曲率半徑應滿足弧度要求，且不得小于鋼管外徑的1500倍；在水平定向鉆的管段上不得有任何附件。

4 水平定向鉆的優、缺點

水平定向鉆具有速度快、施工精度高等優點。水平定向鉆穿越施工具有不會阻礙交通，不會破壞綠地，植被，不會破壞周邊建筑物等優點，解決了傳統開挖施工對居民生活造成的干擾等問題。而且具有施工周期短、人員少、進出場地速度快，施工場地調整靈活，施工安全可靠等特點，尤其在城市施工時可以充分顯示出其優越性。水平定向鉆雖然有許多優點，但對管道日后的應用及維護有幾個遺留問題。首先在管網周邊的用戶在未預料到的情況下，施工后無法就近開口，而只能從定向鉆出入點處引管，這樣反而造成了浪費；其次因為是非開挖管線，在深度較深處儀器無法探測。很有可能被其它施工單位的管線頂穿。

總之，水平定向鉆作業的過程是一個綜合作業的過程，只注重鉆孔技術還不夠，更是一個各環節的有效結合過程。定向鉆鉆孔和后續的熔合、穿管、吹掃和強度實驗等是一個整體，前后環節銜接到位，才能保證整個管道建設的質量，只有把定向鉆放入到整個頂管作業中進行管控，才能保證整個工程建設的質量，也只有將這些關聯的環節當作一個整體來考量，才能保證管道建設的科學性和實用性。

參考文獻

[1]《城鎮燃氣設計規范》GB50028-2006，中國市政工程華北設計研究院等編著，中國建筑工業出版社

[2]《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范》CJJ33-2005，城市建設研究院主編，中國建筑工業出版社

[3]《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》CJJ63-95，建設部科技發展促進中心主編