水平定向鉆非開挖技術(shù)在煤氣管道施工中的應用

解開國

（昆明鋼鐵股份有限公司房地產(chǎn)公司，云南昆明 650302）

1 工程概況

昆鋼科技大廈位于昆明市中心區(qū)，周圍被環(huán)城南路，環(huán)城西路等城市主干道所包圍，要將煤氣從市政管網(wǎng)引入大廈必須穿過交通繁忙的城市主干道，如果圍擋開挖路面施工將會造成交通堵塞，嚴重形響交通秩序，經(jīng)多種地下管道施工方案比較，決定采用水平定向鉆施工技術(shù)。本工程為五華體育館門口下穿環(huán)城南路至對面昆鋼科技大廈煤氣管道施工，管徑為D N 275鋼管，非開挖長度49m， 煤氣管道橫穿道路采用水平定向鉆拖管非開挖施工技術(shù)。

非開挖水平定向鉆進技術(shù)，是指利用鉆掘、定向測控等技術(shù)手段，在地表不挖槽和地層結(jié)構(gòu)破壞極小的情況下，鋪設供水、煤氣、天然氣、污水、電信、電纜等公用管線的施工技術(shù)。

施工中采用非開挖水平定向鉆進的方法，從施工區(qū)段（區(qū)域）下方穿越鋪設管線，可將管線設計在工程量最小的位置穿過，從而減少對交通、環(huán)境、周邊建筑物基礎的破壞和不良影響，此外，非開挖定向鉆進還可以高精度地控制地下管線的鋪設方向、埋深，而且可使管線繞過未曾發(fā)現(xiàn)的地下障礙物和原有地下管線。

2 施工前準備工作

為使工程順利進行，施工前必須制定周密的施工方案、安全措施，并對施工現(xiàn)場環(huán)境和地層情況進行分析

2.1 制定工作計劃，確保工期目標完成

（1）進場前全面檢修、調(diào)試設備，并備足常用配件，消除設備原因?qū)て诘挠绊憽?/p>

（2）進場前根據(jù)管線資料結(jié)合現(xiàn)場情況詳細調(diào)查施工范圍內(nèi)的地下管線和障礙物，繪制施工范圍內(nèi)地下管線和障礙分布圖，進行實施性鉆孔軌跡設計并制定地下管線保護措施。

（3）進行技術(shù)準備，確保施工前心里有底，流程明確。

（4）配置施工組勞動力。

（5）材料預先進場，保證供應。

2.2 制定保障措施，確定質(zhì)量目標

本工程質(zhì)量目標為一次驗收合格，為此采用如下措施：

（1）開工前，進行設計交底和圖紙會審，同時向施工班組進行技術(shù)交底，確保工程施工按方案進行。

（2）嚴格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范、標準，嚴禁不合格工序轉(zhuǎn)序、不合格品投入使用。

（3）嚴格執(zhí)行工序和材料檢驗制度。

（4）導向過程中每隔1.00m記錄鉆頭高度，軸線偏移和斜面角，保證不產(chǎn)生向下的彎曲。

（5）施工過程質(zhì)量員全程跟班監(jiān)控，嚴格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范。

2.3 制定安全措施，明確安全目標

本工程安全目標為無重大傷亡事故，無損壞已有管線和市政設施事故發(fā)生。為此采取如下措施：

（1）建立項目安全體系，將安全責任逐級分解，與經(jīng)濟核算掛鉤。

（2）進行進場安全教育和培訓，同時向施工班組進行安全交底。

（3）嚴格執(zhí)行相關(guān)安全規(guī)范、標準，正確使用安全保護用具。

（4）嚴格執(zhí)行安全檢查制度。

（5）嚴格執(zhí)行臨時用電和各種設備安全操作規(guī)程。

（6）實現(xiàn)調(diào)查穿越線路上各種已有管線、管徑，施工中保證穿越軸線與已有管線最小距離1.00m。必要時在已有管線與穿越軸線相交處挖明槽觀察。

（7）所有人員佩著交通安全背心，夜間施工需設立臨時隔離標志（不影響交通）。

（8）擴孔項管段在路面以下3.5m處進行，同時在孔道中泵入高分子聚合物改性泥漿防止孔道垮塌損壞路面。

（9）安全員應跟班監(jiān)控，嚴防設備傷人和公路車禍發(fā)生。

2.4 制定文明施工和環(huán)境保護措施

（1）施工場地采用彩鋼板和鋼管支架封閉管理。（2）廢棄物定點堆放，按計劃出場外處置。

（3）加強民工教育，做到不大聲喧嘩、不吵架、不打架、不做違反法律的事。

（4）各種設備加裝消音裝置，夜間不使用柴油設備，避免噪音擾民。

（5）開挖坑槽要用儀器定位，做到少開挖、少破路面。

（6）合理布置設備和材料，做到圍護面積最小。

2.5 管理措施

（1）貫徹文明施工的要求，執(zhí)行現(xiàn)代管理方法，科學組織施工，做好施工現(xiàn)場的各種管理工作。

（2）按照施工總平面布置圖設置各項臨時設施。堆放大宗材料、成品、半成品和機具設備，不得侵占場內(nèi)道路及安全防護等設施。

（3）施工現(xiàn)場的用電線路，用電設施的安裝和使用必須符合安裝規(guī)范和安個操作規(guī)程，嚴禁隨意拉線接電。施工現(xiàn)場必須設有保證施工安全要求的夜間照明：危險潮濕場所的照明以及手持照明燈具，必須采用符合安全要求的電壓。

（4）施工機械按照施工總平面布置圖規(guī)定的位置和線路設置，不得任意侵占場內(nèi)道路。

（5）保證施工現(xiàn)場道路通暢，排水系統(tǒng)處于良好的使用狀態(tài)；保持場容場貌的整潔，隨時清理建筑垃圾。在車輛、行人地和地方施工，應當設置溝井坎穴覆蓋物和施工標志。

（6）施工現(xiàn)場的各種安全設施和保護器具，必須定期進行檢查和維護，及時消除隱患，保證其安全有效。

（7）做好施工現(xiàn)場安全保衛(wèi)工作，采取必要的防盜措施，在現(xiàn)場周邊設立圍護設施。非施工人員不得擅自進入施工現(xiàn)場。

（8）嚴格依照《中華人民共和國消防條例》的規(guī)定，在施工現(xiàn)場建立和執(zhí)行管理制度，設置符合消防要求的消防設施，并保持完好的備用狀態(tài)。

（a）現(xiàn)場進出口處設深沉池處理砼攪拌機，砼攪拌車清理漿水，未經(jīng)處理不得直接排入城市排水設施；

（b）不在施工現(xiàn)場融瀝青或者焚燒油、油漆以及其他會產(chǎn)生有毒有害煙塵和惡臭氣體的物質(zhì)；

（c）采取有效措施控制施工中的揚塵；在炎熱干燥的天氣時，由專人在現(xiàn)場及現(xiàn)場附近道路上灑水，以保持濕潤，防止塵土飛揚；對于現(xiàn)場容易飛揚的材料如水泥、粉煤灰等，采用適當?shù)母采w。

2.6 準備施工設備和材料

計劃投放設備、材料見表1。

表1 施工設備與機具材料

3 施工作業(yè)流程及技術(shù)要求

3.1 確定入土點、出土點、煤氣對接井、出鉆煤氣井施工位置

本次定向鉆穿越工程施工入土點在昆鋼大廈工地內(nèi)。在板房項目部會議室中段進行開挖，在環(huán)城南路非機動車道與綠化邊沿中段進行開挖。出土點在五華游泳館側(cè)門人行道內(nèi)。

3.2 施工流程及技術(shù)要求

（1）施工場地維護：采用鋼管架和彩鋼板將工作坑槽和設備工地場地封閉，懸掛安全警示標志和夜間照明燈。

（2）工作坑槽開挖：采用機械和人工挖掘接入點坑、入土坑，并用機械開挖拖管槽，棄土于坑邊；起點坑開挖嘗試約3.5m，按1：0.2坡度開挖。

（3）設備就位：在入土坑外通過測量定位鉆機準確位置，打入地錨將鉆機錨固。

（4）導向鉆孔：在鉆頭內(nèi)安裝無線信號發(fā)生儀，前置斜面導向板；通過地面接收儀器隨時調(diào)整鉆進參數(shù)，由入土坑經(jīng)接入點坑向拖管槽施工出導向孔（直徑120m m）；要求每米進行測量，深度誤差不大于30c m。

（5）擴孔：采用擠壓式擴孔器，分級擴孔至管直徑1.2～1.5倍。

（6）通孔：換裝通孔器進行通孔，本工序應重復2～3次，直至回拖阻力明顯下降，以鉆機液壓表讀數(shù)小于5M Pa為準。

回拖產(chǎn)品管線時，先將擴孔工具和管線連接好，然后，開始回拖作業(yè)，并由鉆機轉(zhuǎn)盤帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)后退，進行擴孔回拖，產(chǎn)品管線在回拖過程中是不旋轉(zhuǎn)的，由于擴好的孔中充滿泥漿，所以產(chǎn)品管線在擴好的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤滑，這樣既減少了回拖阻力，又保護了管線防腐層，經(jīng)過鉆機多次預擴孔，所以不會損傷防腐層。

地下孔經(jīng)過擴孔，達到了回拖要求之后，將鉆桿、擴孔器、回拖活節(jié)和被安裝的管線依次連接好，從出土點開始，一邊擴孔一邊將管線回拖至入土點為止。

4 小結(jié)

水平定向鉆穿越施工具有以下優(yōu)點：

（1）不會阻礙交通，不會破壞綠地、植被。不會影響商店、醫(yī)院、學校和居民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開挖施工對居民生活的干擾，對交通、環(huán)境、周邊建筑物基礎的破壞和不良影響。

（2）穿越精度高，易于調(diào)整敷設方向和埋深，管線弧形敷設距離長，完全可以滿足設計要求埋深，并且可以使管線繞過地下的障礙物。

（3）城市地下管線埋設一般達3m以下，所以采用水平定向鉆穿越對周圍環(huán)境沒有影響，不破壞地貌和環(huán)境，適應環(huán)保的各項要求。

（4）采用水平定向鉆穿越施工時，沒有水上、水下作業(yè)，施工不受季節(jié)限制，具有施工周期短、人員少、施工安全可靠的特點。

（5）與其他施工方法相比，進場速度快，施工可靈活調(diào)整，尤其在城市施工時可充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少，工程造價低，施工速度快。