淺談水平定向鉆施工工藝在給水管道工程中的應(yīng)用

胡曉　鐘希林

摘 要 水平定向鉆施工工藝是目前使用較為普遍的管道非開(kāi)挖式施工工藝，其具備眾多優(yōu)點(diǎn)，包括：避免影響地面建筑物、不影響路面交通、施工及后期維護(hù)費(fèi)用較低、對(duì)管道的安全穩(wěn)定性高等。本文結(jié)合安徽省馬鞍山市某給水管道工程項(xiàng)目，淺談其工藝在給水管道工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 水平定向鉆 管道非開(kāi)挖 給水管道工程 工程項(xiàng)目

1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本工程項(xiàng)目位于安徽省馬鞍山市烏江鎮(zhèn)區(qū)，擬建給水管道需穿越現(xiàn)狀河流一條。擬建給水管道管徑為DN500，入鉆點(diǎn)地面標(biāo)高：7.56m，出鉆點(diǎn)地面標(biāo)高：6.89m，設(shè)計(jì)管道內(nèi)底標(biāo)高：-12.44m。入鉆點(diǎn)、出鉆點(diǎn)水平間距642.11m，本次管材采用508mm鋼管。

2水平定向鉆工作原理及其施工設(shè)備

2.1 工作原理

水平定向鉆施工，即HDD施工（Horizontal Directional Drilling），又稱為拖拉管施工。其施工工藝在近年來(lái)得到迅速發(fā)展，現(xiàn)如今已廣泛應(yīng)用于市政管道施工領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的管道明挖和頂管施工工藝相比較，它具有縮短施工周期、施工精確度高、投資較省等眾多優(yōu)點(diǎn)。

水平定向鉆施工工藝通常按以下三個(gè)步驟操作。

（1）鉆取導(dǎo)向孔。根據(jù)已設(shè)計(jì)好的走向軌跡及方向，選定鉆孔設(shè)備坐標(biāo)，安裝鉆機(jī)設(shè)備（包括泥沙處理系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)等），導(dǎo)向孔需考慮穿越地段地質(zhì)勘察情況、根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的穿越軌跡，計(jì)算其曲率半徑。

（2）逐級(jí)擴(kuò)孔

待導(dǎo)向孔鉆成之后，取下鉆進(jìn)及導(dǎo)向裝置，安裝擴(kuò)孔設(shè)備準(zhǔn)備擴(kuò)孔，擴(kuò)孔設(shè)備安裝先后順序分別是：鉆桿+擴(kuò)孔器+鉆桿，為預(yù)防擴(kuò)孔過(guò)程中發(fā)生巖層坍塌，需嚴(yán)格控制泥漿的壓力、黏度及其流量。

本次工程設(shè)計(jì)管徑為508mm，擬定擴(kuò)孔孔徑為設(shè)計(jì)管徑的1.5倍。分4次逐級(jí)擴(kuò)孔：分別為400mm、550mm、630mm、800mm。最大孔徑即800mm。

（3）拖管入孔

為預(yù)防管道回拖過(guò)程中防腐層不被破壞，應(yīng)在套管每隔大約30m左右停放一臺(tái)挖掘機(jī)或吊車(chē)，吊帶≥10t，為管道提供一個(gè)穩(wěn)定的支撐點(diǎn)。拖管施工應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行，除不可抗因素除外，禁止在拖管過(guò)程中暫停施工。

2.2 主要設(shè)備

水平定向鉆施工工藝采用的設(shè)備及主要儀器見(jiàn)下表：

3鉆進(jìn)軌跡

本項(xiàng)目水平定向鉆鉆進(jìn)軌跡包括：如鉆孔、造斜段、水平段和出鉆孔。導(dǎo)向軌跡穿越河流、現(xiàn)狀魚(yú)塘，其中河寬約為73m，河壩約為68m，魚(yú)塘約122m，出鉆點(diǎn)位于一處稻田地，如鉆前場(chǎng)施工占地面積為50m€？0m，出鉆后場(chǎng)占地面積為40m€？0m，如鉆角8€埃鱟杲？€啊？

4施工工藝

4.1工作坑與鉆孔安裝

在入鉆角場(chǎng)地預(yù)先開(kāi)挖一個(gè)長(zhǎng)、寬、高為2m€？m€？m的如鉆坑。鉆孔設(shè)備應(yīng)保證以下條件：

（1）設(shè)備鉆孔中心應(yīng)與管道中心線延長(zhǎng)線一致。

（2）鉆孔角度應(yīng)與設(shè)計(jì)角度一致。

4.2導(dǎo)向孔

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙和相關(guān)地質(zhì)勘查資料現(xiàn)場(chǎng)勘察，選定入鉆點(diǎn)和出鉆點(diǎn)。

（2）摸清地面、地下情況，保障測(cè)量過(guò)程中沒(méi)有磁場(chǎng)干擾。

（3）復(fù)核入鉆點(diǎn)和出鉆點(diǎn)的水平距離和高差，復(fù)算設(shè)計(jì)入鉆角度與出鉆角度是否合理。

（4）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)際鉆孔軌跡是否與設(shè)計(jì)軌跡相符。

4.3逐級(jí)擴(kuò)孔

分4次逐級(jí)擴(kuò)孔：分別為400mm、550mm、630mm、800mm。擴(kuò)孔期間應(yīng)保證內(nèi)部有足夠的泥漿。

4.4回拖管道

（1）管線回拖前對(duì)鉆機(jī)、鉆具及泥漿配套系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行全面檢查及維護(hù)保養(yǎng)，確保鉆機(jī)及其動(dòng)力系統(tǒng)性能良好。

（2）在最后一次回?cái)U(kuò)時(shí)，采取擴(kuò)孔器直徑比穿越管道直徑大1.5倍的方式進(jìn)行連接后擴(kuò)孔，擴(kuò)孔之后采用擴(kuò)孔器-分動(dòng)器-管道連接的方式進(jìn)行回拖，這樣就能保證在回?cái)U(kuò)過(guò)程中鉆機(jī)的大部分動(dòng)力應(yīng)用在了拉力上，從而避免了采用切割刀造成的動(dòng)力分散，確保回拖的成功。

（3）管線回拖時(shí)連接順序：動(dòng)力頭—?jiǎng)恿︻^保護(hù)短節(jié)—鉆桿—擴(kuò)孔器—旋轉(zhuǎn)接頭—U型環(huán)—拖拉頭—管線

5結(jié)論與建議

（1）水平定向鉆施工工藝是近年來(lái)普及率越來(lái)越高的一種管道非明挖施工工藝，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)的工程中也將得到大量的運(yùn)用與推廣。

（2）與傳統(tǒng)穿越障礙物的工藝，如管橋工藝、頂管工藝等相比較，每延米施工費(fèi)用大大降低，節(jié)省投資。

（3）鉆孔施工設(shè)備退場(chǎng)后應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地貌恢復(fù)工作。

（4）施工現(xiàn)場(chǎng)泥漿應(yīng)經(jīng)過(guò)污染測(cè)試，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，方法包括：現(xiàn)場(chǎng)處理、運(yùn)到垃圾場(chǎng)進(jìn)行集中處理、挖坑填埋等。

參考文獻(xiàn)

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