集中供熱工程中非開挖定向穿越技術的運用實踐探微

阿拉木沙

摘 要：在集中供熱工程中采用非開挖定向穿越技術，能夠大大改善集中供熱工程的施工方式，降低施工難度，節約施工成本。文章主要根據國內一項集中供熱工程的實例，從多個角度分析了非開挖定向穿越技術在工程中的作用，以及施工中需要注意的安全事項。

關鍵詞：集中供熱工程；非開挖定向穿越技術；實踐探究

前言

在2011年，該發電公司通過3？鄢330mw機組所提供的改造技術，優化了企業內部集中供熱技術，同時替代了其余三家與之競爭的集中供熱企業。企業在進行集中工程施工時，采取了非開挖定向穿越技術，讓供熱管道成功穿越了多條城市街道和河流，改變了傳統供熱管道架設方式，解決了傳統施工中的難題，從而滿足了城市供熱的需求。

1 企業定向穿越城市河道集中供熱工程的概況

在這里穿越城市河道所采用的地埋管是管芯為Φ313？鄢8.34的無縫鋼管；鋼管外套則采用的是Φ680？鄢12的常用鋼管外套；地面的彎曲接頭的尺寸為Φ1431？鄢23和Φ810？鄢10。該工程的全線總長200m。

2 定向穿越城市河道供熱工程的施工流程

此項工程的施工流程大致可分為三個部分，即：鉆導向孔、回拖和管道頂進。

2.1 放線測量

在進行正式施工之前，應該根據設計交底和施工圖紙給出的信息確定鉆及控制線以及鉆機設備擺放的位置，從而保證鉆機中心線與入土點和出土點在一條直線上。

2.2 施工場地平面的設計

2.2.1 鉆機場地施工作業以及鉆機進場通道。在河道兩旁使用推土機將鉆機場地壓實，然后在壓實區域鋪設0.2m厚的碎石，這個場地即可當做鉆機的作業平臺。鉆機進場通道要使用推土機碾平壓實約5m寬的場地，然后鋪設0.2m厚的碎石即可當做鉆機進出場的通道。

2.2.2 地錨坑以及排漿池的設計。通過使用挖砌的方式，修建了尺寸在45m？鄢45m，深度為1.7m的泥漿池，并且在池內進行鋪土作業。

這里要注意，一定要保證地錨坑的中心線要在穿越主管道的中心線上，地錨坑的尺寸大小應該合適，該工程的地錨坑尺寸為6.2m？鄢2.8m？鄢1.7m。在修建泥漿池和地錨坑時，一定要注意修建的坡度。

2.3 定向鉆托管施工

2.3.1 鉆機配套設備提前就位。在鉆機進入施工場地之前，相應的配套設備就應該提前就位，當鉆機進入施工平臺之后就應該在最短時間內將鉆機與配套設備連接起來，并進行運轉測試，保證配套設備與鉆機工作的正常。

2.3.2 測量控制參數。按照工程施工的技術指導，標定鉆機的控制參數。同時還應該保證每個參數的準確性。想要確保控制參數的準確性，就應該在鉆管中心管線的不同位置進行測量，每一個位置的測量次數不能少于三次。

2.3.3 鉆導向孔。導向孔的鉆進質量是整個定向鉆施工的關鍵環節，此工程當中使用的是Vermeer D140？鄢170的水平定向鉆機。相應的鉆具包括了4.5的普通鉆頭、造斜鴨嘴板和S-125鉆桿，在施工過程中應該根據工程的實際情況，靈活調整配套鉆具。

控向是鉆孔中的關鍵環節，其精度將直接影響到供暖主管的穿越。在開鉆之前，鉆機操作人員應該重視每一個環節，每鉆進五米就應該校正一次鉆頭的方向，如果施工條件較為惡劣，那么校正次數應該隨之增加，從而保證鉆向的精度，同時鉆孔的角度還應該符合設計的曲線。鉆進操作人員在鉆孔之前應該從各個角度分析各項參數，讓參數與技術互相配合鉆出符合工程要求的導向孔，在鉆孔過程中應該隨時參照當地的地質資料和鉆孔機儀表參數，分析鉆孔目前的情況，從而降低出土點與設計出土點的差異，保證導向孔的質量。導向孔作業完成之后，應該換下當前的鉆頭，換上回擴鉆頭，進行回擴作業。在鉆進過程中，操作人員應該隨時做好施工的各項記錄，記錄的內容包括了鉆進時間、軸線角度、扭矩、鉆向誤差、出土點差異度等。

2.3.4 逐步擴張。此次工程使用的是凹槽式擴張器來對鉆孔進行擴張。擴張過程主要分為四次，即：Φ500一次、Φ700一次、Φ900擴一次，然后再使用Φ1000的擴孔器來進行帶管。為了保障管道能夠順利通過河道中的砂層，在托管的過程中，應該保持泥漿輸送的正常。

2.3.5 供熱管線回拖。供熱管線回拖是定向施工最后的一個環節，這也是最為關鍵的一步。在回拖過程中，應該隨時保持泥漿池內的液面高于鉆孔的標高值。

3 非開挖定向穿越技術在集中供熱工程中應該注意的事項

3.1 非開挖定向穿越管道的入土角度

管道入土角度是指鉆桿與地平面的夾角，這個角度是由管道穿越距離、管徑和鉆孔深度來確定的。例如，此工程采用的是Φ680？鄢12的管道外套，當地的水利部門要求沉管的中心線距離地面13m，經過科學的計算管道的允許曲率半徑為820m，即每7.1m的變化率就可以達到1%，因此管道入土的角度應該為14°，但是此工程在施工過程中受到河道的限制，無法將鉆桿最大化的延長，因此則采用了將鉆機下沉3.5m的方式，減小鉆桿的切入角度，從而讓鉆孔施工的深度和鋼管曲率符合設計要求。

3.2 非開挖定向穿越管道的深度

在管道正式鉆孔穿越之前，除了要了解當地地質狀況、收集相關資料以外，施工單位還應該組織人員進行現場勘查，了解施工場地周圍是否有阻礙施工的因素。為了防止以后各項施工損壞管道，穿越管道的埋設應該在河底或地底標高的四米以下。

3.3 管道補償方式

供熱管道在過河過程中，在管道的中段設置了固定直接，采用了較為自然的補償方式。應該盡量避免使用波紋管補償方式。

3.4 管道內的支架設置

3.4.1 固定支座。由于供熱主管道外部支座的表面溫度在一般情況下都比較高，在高溫的效果下外套管的防腐效果將受到最為直接的影響，甚至可能導致外套管的防腐層出現脫落，從而出現管道侵蝕現象，大大縮短了管道使用的壽命。因此，為了防止這種現象的出現，在管道中段設置支座的同時，還應該盡量降低熱橋的傳遞效果，并將外表溫度控制在60°以下。

3.4.2 滑動支座。滑動支座自身應該具有一定的強度，能夠承受管道的自重，同時采用高效隔熱管來避免熱橋效應的出現。在供熱管道生產之時，應該根據管道熱膨脹的特點，來設置相應的反向偏裝（60%的熱伸縮量）。

3.4.3 導向支座。為了防止因管道熱膨脹而出現的管道卡阻現象，管道外保護套與導向支座之間的連接點應該采取倒角處理措施，從而保障鋼管在軸向上能夠自由的活動。

3.4.4 管材的選擇。考慮管道在埋設后就無法進行維修，在管道選擇階段，就應該增強管道質量的控制力度，內工作的鋼管應該采用GB/T8236-2010流體無縫管，外套管則應該采用雙面埋弧螺旋焊管，在鋼管使用的過程中則應該嚴格按照相關的施工指標。

4 結束語

隨著國家政府低能減排政策的推廣，城市集中供熱得到了全面發展的機會，非開挖定向穿越技術能夠為企業減少一大筆施工成本，此外，還不會對城市的環境造成破壞，這項技術具有較高的社會效益。

參考文獻

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