水平定向鉆穿越技術在平頂山市城市集中供熱管網擴建一期工程中的應用

曹曉通

【摘要】本文結合實際工程對水平定向鉆技術在熱力工程中施工工藝流程、施工方法做了詳細的講解，并就熱力管道穿越城市主要道路施工技術開挖路面、混凝土頂管施工、水平定向穿越施工的成本做了對比，對類似工程有很大借鑒意義。

【關鍵詞】設計方案；工藝流程；施工方法；造價分析對比

1、工程概況

平頂山市城市集中供熱管網擴建一期工程（水平穿越建設路）概況：起點自湛河與烏江河交匯處，沿河堤自南向北轉而自西向東沿湛北路路中心線偏南4米敷設至中央花園東路，沿中央花園東路現道路中心線偏西0.8m敷設至建設路北側，單管長度為900米。管道材質為：聚氨酯預制直埋保溫管；設計管徑為：河堤及湛北路段管徑為DN1000變徑后變為DN900；全部管道敷設方式為無補償電預熱直埋敷設；過建設路采用定向鉆穿越施工，采用沖擊式鉆孔機鉆孔。此次定向鉆穿越長度單根為150米。兩根長度共計300米，土質為砂礫土，定向鉆穿越深度為6.30米，工期30天。

2.設計方案

原設計方案為鋼筋混凝土頂管施工，但頂管施工與現場實際不符，沒有充足的場地；考慮路面大開挖，又不符合市政府對道路開挖的要求；與中國市政工程華北設計研究總院充分溝通，考慮用定向鉆穿越的施工工藝，本工藝是公司在熱力工程施工中首次采用，屬于新技術應用，施工難度和技術要求都比較高。

3、施工方法

地下管線探測→進場→導向→回擴→回拖→管口處理→退場

3.1地下管線探測。

結合設計圖紙和現場探測了解到已有管道分布主要是沿建設路縱向分布，本工程為橫向穿越，這就必然與已有管道有一個交匯點，要想不損壞已有管道，需考慮定向鉆穿越深度，建設路南、北側共計分布八條管道。路南側五條，路北側三條，路南燃氣直徑300mm，深度2.2m；污水管徑1000mm深度2.6m；自來水1000mm深度1.8m；慢車道污水直徑1000mm深度3.0m；通信1.8m（深南北走向不做考慮）路北慢車道污水1000mm，管底高度為據路面4.5m；長途光纜1.8m深；國防光纜2.0m深。因為我們管道口徑為1054mm考慮到擴孔為1300mm，綜合路面安全，管道安全距離及各方面考慮，定向鉆孔中心距離路面高度為6.3m。

3.2導向

①測量放線：根據鉆機中心線與入土點、出土點成一條直線的原則，按施工布置圖和穿越軸線將鉆機及附屬配套設備安放在預定位置，確保鉆機中心線與入土點、出土點成一條直線。

②開挖工作坑：工作坑開挖尺寸為長5m寬為5m深為7m。工作坑開挖必須符合設計圖紙的要求。

③機具就位：鉆機進場后，檢查機具的運作情況，及時記錄。機具擺放應距工作井1m以上，防止機具震動造成土塌方，鉆機就位必須在穿越曲線的同一方向上。鉆機就位后進行系統連接、試運轉，保證設備正常工作，各系統運轉正常后試轉，各種參數正常后按次序鉆進。

3.3回擴

導向孔完成后，必須擴大至適合成品管敷設的直徑，一般情況下，擴孔器是在鉆機對面的鉆頭出土處連接在鉆桿上，再回拉進入導向孔，隨著擴孔器的回擴，要在其后不斷的加接鉆桿。根據導向孔與適合成品管鋪設的直徑差異大小和地層情況，擴孔可一次或多次進行。根據本工程的敷設管徑，采用分級擴孔方式進行管孔修整。我們準備分十二次逐步把孔擴到1500mm，這十二次為400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm、1300mm我們把孔做到1300mm是為了和我們管材口徑1054mm有一定的間隙，從而保護保溫層和焊口。1300mm成孔我們還要用棉被纏繞擴孔器。從而減少對管材的壓力，和管口的阻力，進行回托頂時要求回拖力在8KN以下方可成孔，準備托管回擴時泥漿的配備必須根據土質的實際情況進行，使孔洞形成良好的通道，保證施工質量。

3.4回拖

回擴孔徑達到設計要求，且拉力、扭矩降到安全范圍之內時便可回拖，回拖時要擺順各條管的順序并做好標記，一般回拖時會溢出大量泥漿，要做好泥漿排放的準備工作，準備好足夠的泥漿清運車輛，用泥漿泵抽取多余的泥漿，及時把多余泥漿外運。除此之外要注意以下幾點：

1、在進行回拖前，為了保護管道保溫層，應在工作管熱熔接口前進方向加設防護套纏繞保護層，防止損壞熱熔套，確保托管質量。

2、根據現場情況配備吊車4臺，焊工5人，保證回拖當天焊接品質和速度防止，防止管材脫節抱死，確保焊接管材是一條直線。

3、回拖時單根管口焊接用材料：14mm厚鋼板，1.5米長，卷成直徑900mm的圓筒焊接到管道上，10mm厚鋼板做成一個直徑為400mm的圓，焊接到縮口處。然后用直徑100mm的圓鋼2根，每根1米長，直徑120mm的圓鋼2根，每根1米長，50mm厚鋼板，寬度400mm，長度為1.5米長做成拉環。另外一根回拖時安裝同上，材料用原有的材料割掉后再安裝到另外一根上進行回拖。

3.5管口處理

拖完管兩邊管口順序擺正后用塞口塞牢管口，外套尼龍袋用鐵絲扎牢，預防泥漿倒灌管內。

3.6退場

工作坑、排污坑及拖管巷道所挖出的土方根據社區要求不能堆積到現場全部外運至10公里以外指定棄土場，回填時再運輸到施工現場回填。

備注： 本工程投入機械設備

主要施工機械設備表

序號 設備名稱 規 格 單位 數 量 備注

1 水平導向機 南地龍DDL260T 臺 1

2 管線探測儀 寧波金地700 套 1

3 導向探測儀 寧波金地600 套 1

4 對講話機 部 2

5 叉車 輛 1

6 翻斗車 8T 輛 1

7 柴油發電機 臺 1

8 泥漿泵抽水泵 臺 按實際工程量配備

9 滅火器 干粉 瓶 按實際工程量配備

4. 對道路開挖修復、頂管與水平定向穿越的造價對比分析

本工程需穿越平頂山市城市主干道建設路，原設計方案大開挖施工，結合現場實際情況及市政府相關規定，開挖此段建設路無法實現，經多方面考慮，此段采用定向穿越施工，穿越長度為單根150m，雙根共計300m。

4.1 道路大開挖施工造價分析

4.1.1 計算原則：按2008年版《河南省建設工程量清單綜合單價》及配套費用標準計算的建安費，

4.1.2主要工作內容：整體開挖、拆除路面、恢復路面、挖方、運方、填砂、回填土方進行計算，

4.1.3 工程造價：每米價格4194元。

4.2 混凝土頂管施工造價分析

4.2.1計算原則：按2008年版《河南省建設工程量清單綜合單價》及配套費用標準計算的建安費，

4.2.2主要工作內容：混凝土管頂進、混凝土管頂管平口管接口、工作坑支撐設備安拆、頂進后座及坑內平臺安拆、頂進觸變泥漿減阻、鋼筋砼后座（C20-40（32.5水泥）現澆碎石砼）、管道內壁注漿、泥水切削機械及附屬設施安拆

4.2.3工程造價：每米價格4315元。

4.3定向穿越施工造價分析

4.3.1計算原則：參照石油天然氣行業定額進行計算。

4.3.2主要工作內容：鉆導向孔、預擴孔、管線回拖、計取鉆具安拆及定額取費。

4.3.3工程造價：每米價格3582元。

綜上所述：在城市熱力工程施工過程中，穿越城市主要道路時，根據市政府要求，新修道路5年內不得開挖，造成施工難度增加，但采用新工藝進行施工，不僅在施工中可行，縮短工期，減少協調難度，更重要的是，通過對不同施工方法的對比，發現整體工程造價有明顯降低，在以后的工作中新的工藝及技術的應用是熱力工程施工過程的重要方向。

參考文獻

[1]《水平定向鉆進管線鋪設技術規程》中原石油勘探局工程建設總公司管道穿越工程處發布