市政排污管穿越南水北調(diào)河道定向鉆施工主要特點

摘要：在市政排污管施工中運用定向鉆施工方法，具備穿越距離長、施工效率高的優(yōu)勢。為了保證定向鉆施工進度，避免各種因素對施工進度造成不利影響，應(yīng)當控制好土建施工技術(shù)和管道定向鉆穿越施工技術(shù)要點。本文以潮河一標道路污水管道施工為例，對市政排污管穿越南水北調(diào)河道定向鉆施工主要特點進行分析。

關(guān)鍵詞：市政；排污管；定向鉆施工

一、市政排污管網(wǎng)的作用分析

在人們的日常生活中，水是不可或缺的重要物質(zhì)之一，人們使用之后的水便成為了生活污水，工業(yè)企業(yè)使用后的水則會成為工業(yè)廢水。市政排污管網(wǎng)最基本的任務(wù)就是能夠及時、有效、安全、通暢地對各類污水進行收集和輸送，進而確保污水處理的有序進行。通常情況下，排水管網(wǎng)主要是由排污管和檢查井等部分組成，其作用是避免污水、廢水對自然生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞。市政排污管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分之一，采用何種排污系統(tǒng)對污水、廢水進行排除是市政排污管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的關(guān)鍵性問題，其不但影響著排污管網(wǎng)的具體設(shè)計和施工，而且還會對管網(wǎng)投入使用后的維護及管理有所影響，最為重要的是會對當?shù)氐某鞘幸?guī)劃以及生態(tài)環(huán)境保護有著深遠影響。

二、市政排污管穿越南水北調(diào)河道定向鉆施工特點

（一）工程概況

針對新鄭市G107國道、中華北路、解放北路3條道路的污水管道穿越南水北調(diào)中線總干渠工程，分別做出3處定向鉆穿越方案設(shè)計。按照南水北調(diào)中線總干渠建筑物分類標準，確定總干渠渠道、控制線工程和各類交叉建筑物按I級建筑物設(shè)計。

在定向鉆施工中，穿越段采用鋼塑復(fù)合管，連接段采用預(yù)制混凝土管，具體情況如下：鋼塑復(fù)合管內(nèi)部采用EP，外部采用PE復(fù)合，在出口處使用高溫耐磨防腐材料進行防腐處理，利用雙密封焊接保證鋼塑復(fù)合管的強度；連接段采用承插管作為混凝土管接頭。

水平定向穿越設(shè)備包括動力系統(tǒng)、穿越主機、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具。泥漿系統(tǒng)由泥漿攪拌系統(tǒng)、泥漿加料系統(tǒng)、泥漿回收系統(tǒng)及配套動力系統(tǒng)組成；控向系統(tǒng)使用有線控向，以及Turtracke及elicpse地面信標輔助控向系統(tǒng)。

（二）土建施工技術(shù)要點

1.測量放線

以施工圖紙和測量控制點為依據(jù)，對管線穿越中心線、施工作業(yè)場地邊界線的具體位置進行測定。將標志樁設(shè)置在入土點和出土點，注明穿越管道的入土角、出土角和高程坐標。進行放線時，保證入土點、出土點位置沿管線軸線方向偏差小于20mm，左右偏差小于10mm。在施工作業(yè)帶清理前測量放出穿越施工作業(yè)場地邊界線，在清理后放出穿越軸線。當管道穿越遇到光纜、電纜、管道等障礙物時，應(yīng)當與有關(guān)部門聯(lián)系進行現(xiàn)場確認。

2.進場道路修筑

進場道路修筑在靠近公路的一側(cè)，要保證道路平坦，具備一定承載強度。道路修筑選用硬質(zhì)石料或砂礫石作為結(jié)構(gòu)層填筑料，要求壓實厚度為30cm，路基橫斷面呈拱形，路拱橫向坡度為2.5%。設(shè)計路面為寬5m、厚15cm的泥結(jié)碎石路面，采取有效措施保護公路和路肩，如遇排水溝應(yīng)埋設(shè)過水涵管。

3.作業(yè)帶清理平整

為了確保施工機具通行順暢，應(yīng)使用推土機將施工作業(yè)帶內(nèi)的雜草、樹木、石塊、構(gòu)筑物清理干凈，采取措施保護作業(yè)帶內(nèi)的水利、電力設(shè)施。對于有排水溝、灌溉區(qū)的作業(yè)帶，應(yīng)當預(yù)埋過水設(shè)施，保證作業(yè)帶不影響農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)，如圖1所示：

圖1 過溝、涵便橋圖

4.基坑開挖

①錨固坑開挖。在水平定向鉆機就位時，在已安裝好的擋板前打4根Ф168×5×8m的管樁，并用槽鋼將地錨、擋板、管樁和鉆機下墊的鋼板進行連接。

②泥漿池開挖。使用施工機械開挖泥漿坑，在出土端和入土端各開挖一個泥漿池，為了防止泥漿滲漏，在泥漿坑四周和底部鋪墊彩布條。

③管道發(fā)送溝開挖。盡可能地挖發(fā)送溝，以減小管道在回拖過程中產(chǎn)生的阻力和外層損傷，如若不具備挖發(fā)送溝的條件，應(yīng)采取安裝滾輪架或打土堆的方法進行管道回拖。

（三）管道定向鉆穿越施工技術(shù)要點

1.場地整平

首先使用推土機將作業(yè)場地進行初步整平后，再進行反復(fù)碾壓，借此來使整個場地的地質(zhì)條件變得更為密實；隨后按照施工現(xiàn)場的具體情況對場地進行鋪墊，并在鉆機位置下布設(shè)鋼板，這樣有助于確保鉆機的穩(wěn)定性。

2.設(shè)備布置

為確保能夠在夜間正常施工，需要在場地圍欄處布設(shè)防爆照明燈。同時還需要布設(shè)如下設(shè)備：定向鉆機、泥漿泵、發(fā)電機組、吊車、鉆桿與鉆具等等。

3.錨固坑安裝就位

①錨固坑具體位置的確定應(yīng)當按照穿越入土點位置、入土角度以及鉆架高度為依據(jù)，實際安裝過程中，需要采用全站儀進行定位。

②當錨固箱安裝好之后，吊車從旁配合將鉆機及其配套設(shè)備安裝就位，隨后對鉆機進行調(diào)整，可按照設(shè)計圖紙中的入土角度調(diào)整鉆機的高度，具體入土側(cè)平面圖如下所示：

圖2 定向鉆穿越入土側(cè)平面圖

③以上工作完成后，應(yīng)對設(shè)備進行調(diào)試。初步控制方向參數(shù)可以根據(jù)鉆機入土和出土點兩側(cè)沿中心線多測點測量取平均值的方法進行確定，然后對定向鉆機的連接管路和接頭進行檢查，看是否連接牢靠，全部設(shè)備檢查完畢后，便可進行開機試運行，若系統(tǒng)各個參數(shù)都處于正常后，便可按照設(shè)計要求進行鉆進。

④在開鉆之前，應(yīng)當先配制好泥漿，泥漿的粘度可以采用馬氏漏斗進行測量，時間控制在2小時一次。通過對南水北調(diào)相關(guān)地質(zhì)勘探報告進行查閱得知，本工程穿越的地層主要包括細砂巖石、粘土巖、砂巖等等。為此，應(yīng)當按照這些地層的特征制定合理的泥漿配制方案。其中導(dǎo)向孔的泥漿配制情況如下：泥漿粘度為45s，失水量控制在15ml以下，配合比標準為膨潤土 5%、潤滑劑0.1%、降失水劑0.28%、濾餅劑0.1%、增粘劑0.04%。

4.導(dǎo)向孔鉆進

先進行試鉆進，若是鉆頭水眼通暢則繼續(xù)鉆進。由于本工程為穿越施工，故此需要采用加厚型鉆桿和鑲齒三牙輪鉆頭，控向系統(tǒng)則可采用TTS實時跟蹤系統(tǒng)和MGS系統(tǒng)，這有助于確保出土位置的準確性。由于導(dǎo)向孔鉆進是整個穿越施工過程中最為關(guān)鍵的一道工序。為此，必須做好實時跟蹤測量工作，以此來控制導(dǎo)向孔的鉆進質(zhì)量。

（四）關(guān)鍵性問題的解決措施

本工程地表以下5m為膨脹巖，上部為中粉質(zhì)壤土。膨脹巖本身屬于軟巖中的一種特殊類型，它的性狀具有似巖非巖、似土非土的特點，而且與水的關(guān)系極其密切，親水性異常強烈。由于其含有大量親水礦物，當濕度發(fā)生變化時，會伴隨有較大的體積變化，變形受約束時則會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。膨脹巖遭遇地下水之后會出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，這樣容易引起抱管，從而給造孔及拖管施工帶來了一定的麻煩，而中粉質(zhì)壤土容易引起坍孔且很難成孔。上述情況是本工程施工建設(shè)過程中的關(guān)鍵性問題，必須采取有效的措施加以解決，以此來確保整個穿越工程能夠順利進行。經(jīng)過多方面綜合考慮，決定向泥漿中加入膠質(zhì)材料，以此來提高泥漿本身的膠結(jié)性，使其能夠?qū)ε蛎泿r裂隙進行封閉，這樣便可以達到阻水的目的。

參考文獻

[1]宣斌.胡勇飛.李金華.宣嘉倫.污水工程中埋地非開挖（定向鉆進）聚乙烯管的施工[J].常州工程學(xué)院學(xué)報.2008（z1）.

[2]任樹春.穿越方式敷設(shè)管道施工技術(shù)綜述[J].中國科技博覽.2012（26）.

[3]許學(xué)才.川氣東送管道萬福河穿越工程定向鉆施工技術(shù)[J].人民長江.2010（5）.