浅谈水平定向钻非开挖施工技术

浅谈水平定向钻非开挖施工技术

吴伟

上海水务建设工程有限公司上海200072

摘要：水平定向钻技术目前在市政工程中广泛使用，具有不破坏环境、不干扰交通、不破坏道路结构等特点，现成为穿越高速公路、河流、建构筑物等较为理想的施工方法。本文以盐仓浦污水管道施工为实列，全面介绍了水平定向钻穿越已有市政管网及盐仓浦的施工工艺。

关键词：非开挖水平定向钻穿越

一、工程概况

本工程地处闵行华漕地区，隶属于虹桥商务区拓展范围内，附近居民小区集中，污水被集中收集后通过管网输送至污水处理厂处理后达标排放，污水管网建设极大改善了居民生活环境。

本工程非开挖施工地点有2处，北小泾处施工桩号K0+765；盐仓浦施工桩号K0+770—K0+940，总长度209米，需穿越现状市政管网、北小泾与盐仓浦。管径为De355mm，北小泾段埋设深度6.5米，盐仓浦段埋设深度7.3m。

二、工程特点、难点

2.1测量精度要求高

施工下穿现状市政管网，且穿越管线必须与老管线必须保持较大的安全距离，因选用的定向钻施工工艺，为保证施工质量，必须对控向有高度的准确性，确保现状管网结构不出现沉降裂缝，难度极大。

2.2施工环境复杂

1）该施工区域是交通繁忙区域，附近居民小区较多、临街商铺，安全文明施工要求高。施工期间占用部分道路，会对交通造成一定影响，施工中泥浆的处理，需要进行回收。

2）地下管网复杂，沿线分布众多其他专业管线，包括雨水管、电力电缆、燃气管线、未探明地下障碍物。施工前必须收集管线资料，办理管线绿卡，再进一步深入做好勘察工作，以备施工中采取必要的保护措施。

三、水平定向钻施工原理

首先，运用综合物探的方法，必要时使用进口的管线探测仪对施工区的地下管线进行了全面探测，准确的了解地下情况，确保施工中的管线安全和工程的顺利进行。

接着，根据设计方案进行导向施工，场地三通一平，钻机定位，钻头按设计的入射角钻入地层，进行造斜段及水平孔段的导向施工。导向时对钻头在地表监测，用探测仪跟踪测量方位角、倾角并随时纠偏，并结合现场地下障碍物情况进行非开挖导向孔钻进以确保导向孔基本按设计轨迹钻进，保护好其它管线。

然后，导向孔施工完成后，结合实际地层的土质情况和管道孔径，配置合适的泥浆，进行多次回扩。必要时进行多次清孔。

最后，回拖PE管，封好堵头，结束施工，清理场地。

四、水平定向钻施工工艺

4.1、施工测量

测量按质完成本工程的首要保证条件之一。正确无误地做好施工测量工作，在施工测量中不能出现差错，各项测量误差必须在允许值以内，决不能产生由于测量出现差错造成返工或工程隐患。做好现场交接导线点和水准点的复测工作，为施工需要所增设的加密控制点、辅助基线及临时水准点必须复核无误后才可使用。对所有控制桩、水准点应进行有效的保护，并定期复测。

4.2、钻进轨迹设计图

根据设计图纸和程区域内地下管线及障碍物的有关资料，结合施工现场、钻进设备和穿越管线的实际情况，通过钻进规划软件规划出导向孔的钻进轨迹设计图。由钻进轨迹设计图可知：钻进路径的总长度；钻进所用钻杆数量；工程所需要的泥浆量。

4.3、导向孔施工

导向孔钻进前将美国的Eclipse探测定位系统的探头置于导向钻头，并测试探头反射信号是否正常。在钻进过程中，探测人员沿施工现场确定的燃气管线穿越路径（标志桩）方向，根据地面自然高程和所测获钻头的角度，深度等数据，判断钻孔位置与钻进路径图的偏差，同时将有关数据传送给钻机操作人员，再由钻机操作人员通过导向钻头对钻进路径进行调整。若偏差过大，应立即撤回钻杆重新钻进，确保实际钻进路径与规划钻进路径图基本吻合，为下一道工序的顺利实施打好基础。

4.4、多级扩孔

导向孔钻进完成后，在出土点卸下导向钻头，换上回扩头进行多次多级反向回扩完成后。预扩孔是管道回拖成功的关键程序，为了保证回拖拉管工序的顺利进行，确保穿越万无一失。

每次预扩孔结束后要根据扩孔情况，合理确定下一级扩孔尺寸和扩孔器水嘴的数量及直径，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，避免泥屑床生成。

最后一次扩孔与回拖工序要连续进行，间隔时间不得超过5个小时。

4.5、钻进泥浆

在导向孔钻进和回扩孔施工过程中，必须使用泥浆。钻进泥浆通过泥浆混合系统、机载泥浆泵和钻杆导向钻头或回扩喷入钻孔中。其主要作用是冷却钻具、携带钻屑并排到地表，稳定孔壁以及降低钻进时所需的扭矩和回拖力。同时也在回拉时对铺管表面起保护作用。

4.6、回拖管材

回拖管材前应检查PE管道连接的热熔焊接质量，检查合格后进行拖管。回拖管材施工中，应密切注意钻机回拖力、扭矩变化，采取措施尽可能的减少管材与地面的摩擦阻力。

五、质量控制

1、加强施工管理，各工种、岗位严格把关，认真执行“三检制”。

2、钻机及配套设备就位可靠，符合相关标准。

3、严格执行各项操作及质量管理制度，加强岗位培训。

4、由于定向钻穿越工程是隐蔽工程，故在钻导向孔时一定要严密控制曲线，确保设计曲线钻进。

5、管道回拖前，一定要检查，确保焊口质量合格，回拖过程中要有专人检查。

6、水平定向钻进敷管穿越北小泾、盐仓浦，最小覆土厚度应符合有关专业规范要求。

6、造斜段、管道外壁及窨井回填土中空隙，须注浆充填密实。

结束语

综上所述，在城市迅速发展的环境下，越来越多市政给排水管道需要穿越河流、公路等，这与常规环境下给排水管道施工有很大不同。现场施工人员要全面考虑施工环境及施工过程中产生的影响，全面分析合理可行的施工方案，选择最佳方案。

参考文献

[1]高忠，张海春.浅谈热力管道非开挖定向穿越施工[J]中国科技博览，2017.

[2]林玩君.水平定向钻穿越冒浆的应对措施[J]工程建设2015.

[3]宋蕾.市政给排水管道穿越河道设计要点.[J].市政技术，2016.

[4]尤爱玲，浅谈市政给排水管道布置设计及技术措施[J].建材与装饰，2016.