定向鉆短距離鋪設90°角PE燃氣管道的技術應用

李建華　張君

摘 要：隨著城市建設的飛速發展，老城區不斷進行改造，原鋪設的各種管線存在老化或不能滿足要求，再加上建設初期缺少合理的統籌規劃，經常出現同一市政道路多次開挖鋪設管線的情況，不僅造成了環境污染而且給周圍居民的日常生活及城市交通帶來了很大不便。從另一個角度看，城市管理部門、規劃部門甚至施工單位都給老百姓留下了不好的印象。2003年定向鉆非開挖技術在漯河市的出現，解決了這一難題，把施工對環境的影響減少到了最小，當各種管線穿越道路、集市及重要的草坪、綠地和人行道時突顯其優越性。

關鍵詞：定向鉆 PE燃氣管道

中圖分類號：TU996.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0098-01

根據全市城區燃氣管道鋪設工程量較大的實際情況，我公司于2006年采購DDW-150K型定向鉆機一臺，在管道鋪設過程中發揮了極大的作用，不但大大地縮短了施工工期，而且充分展現了其定向的功能。在無法開挖施工的地段，通過加大鋪設深度或繞開障礙物的辦法順利解決了施工難題，2006、2007兩年鋪設各種管徑燃氣管道近20000 m，積累了豐富的施工技術經驗。雖然定向鉆施工技術比較成熟，相關文獻資料較多，但我公司施工技術人員不局限于此，根據施工現場的實際情況嘗試性的短距離鋪設了90°角PE燃氣管道，并取得了成功。

1 DDW-150K型定向鉆機的特點及相關技術參數

1.1 特點

該鉆機為橡膠履帶式自行走一體式機，機動性好，短距離內靠自身橡膠履帶行走不但方便而且減少了對城市道路的損壞，具有結構緊湊、整體性強、操作簡單、傳動可靠等特點，采用柴油機作為自帶動力，施工方便。根據情況可一次性鋪設DN600以下各種管道20～250 m。

1.2 主要技術參數

動力參數：使用75 kW/2500 r/min柴油發動機。

鉆桿：單根鉆桿采用∮63×3050 mm礅粗鋼管，共計配套250 m。

履帶自行走速度：0～1.0 Km/h。

控向儀：GUIDER V型（向導五型），接收信號棒傳來的信號并將此信號發送到鉆機旁的遙顯儀。

信號棒：配備兩根信號棒，9.5 kHz藍色和38 kHz黃色，能分別探測5 m以內和10m以內的深度，可以根據深度和干擾情況分別選擇使用。該工程采用藍色信號棒。

2 工程概況

該工程為水平面90°角鋪設De90PE燃氣管道150 m，施工地點位于文化路雙匯廣場西南角、建設路和文化路交叉口；起點在交叉口東北角、文化路東側、雙匯廣場大理石人行道上，向南穿過建設路后沿建設路南側向東延伸，終點在建設路南側的紅日文景園大門口。該路段人員擁擠、車輛稠密、有早市和夜市、大理石和方磚人行道質量較好，不允許開挖，市政管理部門批復手續為非開挖。

3 地下管線勘察情況

經施工人員現場詳細勘察，建設路中心線靠南側地下有東西走向深3 m×寬2 m的大排水，在南側人行道下有深1.5 m的移動通信光纜和長線局通信光纜；建設路中心線靠北側地下有東西走向深1.5 m的中壓燃氣管道（市政批復不允許在此處開挖路面接管），北側人行道下有東西走向深1.2 m的自來水管道并有向施工起點方向的分支管道，以及文化路東側南北走向深2 m的市政排水管道與建設路大排水相連。情況非常復雜，施工難度很大。

4 施工過程及技術參數

4.1 鉆進過程及技術參數

4.1.1鉆進過程

根據現場勘測的實際情況，確定鉆機的下鉆位置，并開挖長2.5 m×寬0.75 m×深1.8 m的鉆頭入鉆探坑，確保安全后鉆桿按-30%的斜度入土，以3.0 m左右的深度穿越自來水和天然氣管道及排水管道，然后逐漸增加深度到4.0 m左右，從第19根鉆桿開始以9點方向點進入轉向軌道，并連續18根以此方向點及4～5 m深完成90°角轉向，同時穿越大排水和南側通信光纜，隨后逐漸調整方向和點數，順利鉆出地面。

4.1.2技術參數

（1） 壓力參數。由于該工程地層屬黃素土，土質較好，除進出鉆壓力稍大，儀表顯示為4 MPa左右外，全程鉆進時儀表顯示為2 MPa左右，頂進時儀表顯示在3～4 MPa范圍內，增減平緩。

（2）轉跡參數。鉆進結束后對鉆桿路由進行計算，得到該軌跡彎曲半徑R=35 m，完全滿足PE管施工規范中的相關規定，即當PE管直徑50

4.2 回拖過程及技術參數

4.2.1回拖過程

由于地下土質情況為黃素土，便于施工，且正值夏季水位較高，加入較少的水就能達到要求，回拖阻力較小。采用快速回拖法回拖，歷時3小時10分鐘回拖完畢，順利將150 mPE燃氣管道鋪入地下預定位置。同時一并鋪入的金屬示蹤線完好無損。

4.2.2技術參數

由于該工程鋪設的De90PE管道管徑較小，地下土質較好，不需進行多級擴孔和清孔，直接連接∮240擴孔鉆頭，擴孔鋪管一次完成。De90PE管自身重量較輕，且在泥漿中運動受力極小，回拖力主要是擴孔鉆頭回拖時對泥土的切削阻力。擴孔頭入孔及出孔壓力稍大為6MPa外，回拖全程壓力顯示在4MPa左右。

5 效益分析

該項工程能產生經濟和社會兩個方面的效益。經濟效益方面采取全開挖施工工程投資約2.4萬元與采取定向鉆施工投資約1.3萬元相比較可節約1.1萬元；另外，該工程工期可提前10天結束，待供氣居民可提前用上天然氣，投資收益提前回收約0.3萬元。在社會效益方面，該項技術的成功運用，最大限度的為按時向待供氣居民區供氣爭取到了時間，同時反映了高超的施工技術水平，在居民用戶中樹立了公司的良好形象；另外，減少主要交通路面的多次開挖也在人民群眾中樹立了政府管理部門的執政水平，社會效益比較明顯。

6 定向鉆施工的不足

定向鉆施工盡管優點非常突出，但在施工過程中由于要綜合考慮各種地下設施的安全性，一般正常深度在1.5～2.5 m之間，過路或穿越光纜、大排水等設施時往往在4～5m左右，施工方便的同時為以后的接線和檢修帶來很大的難度。就該工程而言，在鉆頭鉆出地面之后，要迅速連接待鋪設管道進行回拖，不能停留時間過長，否則處在轉向位置的18根鉆桿有被彎曲的可能，會造成不必要的經濟損失。

7 結語

該項工程的成功完成充分證明，定向鉆在高速發展的現代化城市中施工具有不可替代的優勢地位，盡管鋪設深度有時不盡人意，但其快速和可定向的特性已經得到廣大建設單位和施工單位的認可。

參考文獻

[1] 城鎮燃氣設計規范（GB50028-2006）[S].

[2] 城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范（CJJ33-2005 J404-2005）[S].

[3] 聚乙烯燃氣管道工程技術規程（CJJ33-95）[S].

[4] 型控向儀說明書（G5.1.12） GUIDER V[Z].

[5] 型定向鉆機操作說明書DDW-150[Z].

[6] 型定向鉆機教程DDW-150[Z].