淺談市政給水管道水平定向鉆的施工技術

張華軍

摘 要：市政給水管道施工是市政工程中的重要組成部分，不斷修復完善市政給水管道，才能使城市的給水系統發揮其根本作用。許多地方的給水管道在修復完善施工的過程中都遇到問題，致使給水管道無法正常開挖施工，針對市政給水管道所存在的施工問題，非開挖方法的給水管線施工益處是顯而易見的，與開挖技術相比都有很大優勢。文章就非開挖技術中的水平定向鉆技術在市政給水管道施工中的實際應用情況進行簡要分析。

關鍵詞：城市給水管道安裝；非開挖技術；水平定向鉆

在我國，許多城市給水管道施工長期以來一直沿襲著開挖施工的模式。隨著城市建設的發展，開挖施工對城市的交通、居民的正常生活造成不便，也帶來了不好的社會影響。非開挖方法的給水管線施工對城市地下管線實施鋪設、更換，比傳統的施工技術效率高、安全性高、不影響城市交通等優點。在管道穿越過程中，水平定向鉆技術廣泛應用地下管道非開挖掘進技術，該技術具有導向準確，能夠在一定的曲率半徑范圍下繞開障礙物等優點。這里，我們聯系實際工程對水平定向鉆技術在市政供水管道施工中的施工技術進行了簡要的介紹和分析。

1 工程概況

洪三路（東二路-九條河路）給水工程位于臺州灣循環經濟產業集聚區東部新區的工程，為了保障東部新區供水、不破壞路面、不影響道路河道通行，經各方現場踏勘決定，采用水平定向鉆技術穿越牽引施工，該段供水管線布置在規劃道路北側綠化帶下，沿途穿越老洪三路、八條河、八塘路、海昌路、海豐路、九條河、九塘壩，該段給水主管穿越工程是管徑DN630的鋼管，一次性穿越管線長度為1319米。

2 工程地質及地下管線情況

施工段土質為海淤泥土層，在這種地層中施工，容易出現導向角度調整難、洗擴孔成孔率低、回拖管線阻力大、沿線路段易冒漿等問題，加上待敷給水鋼管預置場地不夠長，在回拖施工中鋼管需進行2次停頓焊接，實行三接一（待敷鋼管預置時分為3段，拖拉至400米與800米時需鋼管對口焊接），更是增加了回拖風險。針對上述情況，根據理論計算、施工經驗與現場實際情況相結合，選用ZT-400型（回拖力400T）的大型非開挖鉆機設備，配合高品質的膨潤土與添加劑，用以保證工程的順利完工。從地下管線收集資料來看，施工區地下原有供水管道、電力管道、通信管道等，施工前必須對敷管沿途的地下管線情況再做一次詳查，確保敷管范圍內無障礙及其他管線。

3 施工準備

3.1 技術準備

（1）協調好交接樁工作，組織人員對現場復核布點、護點工作。

（2）詳細探測沿線地下管線的實際情況，認真了解，對整個地下管線做到心中有數。

3.2 物資材料準備

（1）根據施工進度計劃表，提前準備各種材料、設備和機器，開工前，確保各種材料、設備和機器到位。

（2）與設計及相關方聯系，明確材料、設備的特殊要求。對施工所用的材料和施工所需的大量消耗性物資，要先行購買儲備，以保證施工需要。

（3）對施工的水平定向鉆機定期檢查和保養，并有專門的保養記錄，保證設備的正常運行。

3.3 施工人員準備

根據洪三路（東二路-九條河路）穿越工程的需要，對于定向鉆主要操作人員進行了培訓；學習工程的安全技術，要求規范操作，各工種應急處理如何執行等。

4 定向鉆穿越施工

4.1 水平定向鉆鉆機及配套設備就位

將水平定向鉆鉆機安裝連接在穿越中心線位置上，進行設備調試運轉。正式開鉆前，提前配置好泥漿，開鉆前確保試漿順暢，做好施工前的一切準備工作。

4.2 測量控向參數

按照操作規程標定控向參數，為了能夠準確出土，在初始階段就細心認真測量好參數。在管道中心線上，擺放好探頭，用儀器校準。選取三個不同位置，且每個位置至少旋轉測量4次，并做好記錄。對多次測取的參數進行比較，以確定最佳參數值。

4.3 布置地錨坑及排漿池

從鉆機入土點處開挖1個尺寸為20m×10m×2.0m的泥漿池。出土端挖泥漿坑10m×15m×2.0m。同時，泥漿坑內鋪彩條布，防止泥漿滲漏。開挖地錨坑2個，地錨坑中心線在定向鉆穿越中心線上，地錨坑大小一個為4m×2m×2m，一個為6m×2m×2m。考慮到地錨的穩固性，確保鉆機的正常可靠作業，我們將后地錨用ф36鋼絲繩與前腳板連接起來。

4.4 泥漿配制

根據地質情況及穿越斷面圖分析，本次穿越路徑經過的地層有填土、粉質粘土、黏土以及淤泥質黏土。所以泥漿配比至關重要，合理比重的泥漿配比可以使泥漿快速形成致密的泥皮，我們需要利用強韌的泥皮和泥漿的壓強，用來平衡各種地層中的填土、粉質粘土、黏土以及淤泥質黏土引起塌陷的地層壓力。根據穿越地層的特點，要求配制泥漿具備抗壓、護壁以及良好的潤滑效果，因此在泥漿配制時要嚴格按照制定的配漿方案進行。

4.5 管線穿越施工

4.5.1 鉆導向孔

一個工程的穿越精度和成功與否，控向參數至關重要，也直接關系到管線回拖。開鉆前，分析施工地質資料，了解沿線地下管線的實際情況，確定定向鉆控向方案，認真分析各項參數，重視每一個環節，各方面互相配合，隨時對照地質資料及儀表參數，分析成孔情況，達到出土準確，成孔良好，鉆出符合要求的導向孔。

4.5.2 擴孔

洪三路（東二路-九條河路）穿越段最終成孔直徑應選取DN630mm×1.4=882mm。結合計算結果及現場地質狀況，因此最終需預擴孔至Φ880mm。尺寸級別分別為680mm擴孔器→880mm擴孔器（擴孔級數根據現場情況可進行相應調整），擴孔器與鉆桿之間連接保護短節。最后牽引DN630鋼管采用導流式擴孔器進行擴孔作業。

4.5.3 施工管線回拖

施工管線回拖是定向穿越的最后一步，回拖前，確定儀表參數是否正常，仔細檢查各連接部位的牢固，回拖頭是采用所拖拉的管道截取一部分制作而成，DN630給水鋼管為ф140mm鉆桿+880mm擴孔器+400T分動器+U型卸扣+DN630給水鋼管*1319m穿越管線，在回拖時，需要進行連續作業，避免因停工出現卡管現象，造成重大經濟損失。

5 結束語

本工程施工工期短、穿越長度長、施工難度大，工程規模屬臺州首例，全國領先，在非開挖牽引施工領域中屬于技術含量較高的工程。

參考文獻

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