水平定向鉆進技術在PE污水管道施工中施工要點

殷建飛 黃斌

摘 要：污水管道大多在地下進行，傳統的施工方法是先挖后埋，施工方法不僅效率低，而且影響路面正常的交通量。水平定向鉆井技術在污水管道施工中的應用可以節省污水管道施工空間。它不需要破壞大面積的路面，不易受到外界環境因素的干擾，可靠性高，安全可靠，能有效保證污水管道施工質量。本文簡要介紹了水平定向鉆井技術的應用優勢，分析了水平定向鉆井技術的具體應用。

關鍵詞：PE污水管道 水平定向鉆進技術 施工要點

中圖分類號：TU992.05 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（b）-0041-02

隨著現代城市的快速發展，越來越多的人涌向城市，生活污水的排放也在增加。因此，在許多地區鋪設了大量的生活污水管道。為了滿足生活污水管道的施工要求而不影響正常的交通流量，可采用水平定向鉆井技術。污水管道施工的優點是非常明顯的，在實際施工過程中，應結合污水管道的施工設計要求，根據施工現場的具體情況，嚴格控制各環節水平定向鉆井，優化施工過程，不斷提高污水管道施工質量。

1 工程概況

本工程位于湖北省荊州市沙市區，為基礎設施建設（沙市區鄉鎮生活污水治理項目）配套設施施工項目。本工程施工區域涉及三個鎮，分別是岑河鎮、鑼場鎮、觀音垱鎮，地質條件復雜，局部含有流砂層，對于直接開挖施工的難度較大，故采用定向鉆施工。

2 施工工藝與技術準備

首先，施工單位應根據設計圖紙、地質調查報告、工藝流程、施工合同等相關文件編制施工組織設計方案。工藝流程見圖1。施工方案經監理單位核實后，監理部門應當提交建設單位審核。施工前，應要求項目技術負責人進行書面技術公開披露工作，實現分工明確。經監理人員檢查確認后，技術文件作為監理現場技術控制的基礎，組織技術人員根據細則開展工作，施工前，必須重視施工的難點。

3 PE污水管道施工要點與控制

3.1 PE管工藝的要點與控制

首先，施工單位應檢查PE管制造商提供的產品證書、試驗報告和其他相關產品的性能證書。然后檢查管材的質量，并在幾何尺寸滿足后方可使用。由于PE管一般標準長度是9m和12m，故在實際的施工工程中PE管需要連接，管道接頭采用熱熔對接，焊縫寬度和卷曲高度滿足要求。然后將環鏈葫蘆牢固地連接到管子的耙頭上。直到最后顯示鋼管約0.5m時，將管道的末端被拉入管道中。令管道牽引車調整土壤角度，等待鉆、擴孔完工后的，管道再通過。

3.2 鉆井過程要點與控制

3.2.1 鉆井液配制的要點與控制

鉆井液在殘余通道的鉆進、擴孔、清孔和拖動中起著關鍵作用，因為它起到冷卻、潤滑鉆頭、軟化地層、輔助壓裂地層、攜鉆和穩定井壁的作用。管道尾部順利進行施工的關鍵是如何防止鉆孔通道的收縮和塌陷。因此，根據地質條件制備科學的鉆井液顯得尤為重要。根據施工工藝要求，在鉆機一側設置循環池和沉淀池。在制備池中加入一定量的膨潤土、失水劑和混合水，通過均勻混合制備鉆井液，使鉆井液密度控制在1.08～1.1之間，失水量控制在0～1之間，pH值控制在8～10范圍內，粘度控制在45～50之間。在斜截面使用的鉆井液中加入適量的潤滑劑，降低孔壁的摩擦系數，防止粘連。

3.2.2 鉆機安裝的要點與控制

在鉆機的選擇中，應根據施工參數反復論證主要的力學性能，如扭矩、功率和阻力。機械設備進入市場后，首先，施工單位報告設備安全技術文件，確認其是否處于安全控制的有效狀態，然后檢查機械操作員是否持有有效文件。最后，鉆機的安裝應基于設計圖紙的位置、管道的軸線和工作坑的位置。在安裝過程中，設備按照安裝人員的統一命令安裝，安全人員需要進行現場監控。安裝完成后，監理建設單位應組織聯合調整試驗驗收，經驗收試驗合格后方可使用。

3.2.3 導向鉆進的要點與控制

根據現場的地質條件，鋼管的曲率半徑和最大穿透深度，設計了導向孔的軌跡曲線。經研究，地角為10，開挖角度為7，斜截面為104.72m，開挖坡度為149.26m，水平橫斷面長度為489.02m，采用數字輸入鉆控制系統作為制導控制基礎。軌跡曲線由放置在鉆桿后端的電子測向儀控制，以測量位置參數，并及時將測量參數發送到地面控制室的接收器。處理完數據后，實現軌跡的同步顯示，然后比較設計軌跡的曲線，確定鉆孔的偏差程度。嚴格控制傾斜部分的角度是必要的。如果偏差很大，則應重新調整并重新鉆孔；穩定進入點的位置和傾斜度可以正常速度鉆孔。成功鉆入河流校準的目標點，未挖掘點的位置符合設計坐標。

3.2.4 預擴孔的要點與控制

根據“管道定向鉆孔技術規范”的要求，根據現場條件和管道類型，擴徑的直徑應控制在設計管道直徑的1.2～1.5倍，管道交叉口的直徑應達到1200mm。根據土壤質量，采用快速切屑鉸刀將出土孔擴大到地面，擴孔鉸刀鉸接后，將鉆井液壓入鉆鉸刀中，這種情況下，鉸孔結構使用5個鉸刀。在鉸孔過程中，應在剩余點收集鉆井液。如果不滿足要求，應及時調整鉆井液的比例，直至滿足鉆井液的要求并對鉆井液進行良好的檢查。穩定質量的鉆井液附著在孔壁土壤顆粒上，形成極低滲透性泥漿，可有效防止墻體在靜壓下坍塌。

3.2.5 管道回拖的要點與控制

完成孔清潔后。當管道被拖回時，入口處的管道應放在滾輪支架上。將鉆桿連接到鉸刀的一端，另一端通過旋轉接頭連接到管道的耙頭，確保管道順利地插入孔中。在復雜的地質條件下，逆流管道處于動態環境中。在鉆機的連續控制下，以均勻的速度回拖；當遇到較大的張力和扭矩時，應適當降低拖曳速度，以確保平穩可靠的返回過程。直到鉸刀和管道在定向鉆機側面爆裂，拖動操作結束。

4 質量檢驗及保證措施

（1）污水管鋪設規定要求。

鋪設下水道管以滿足排氣要求，污水管沒有向上的頂點。水平最大偏差±0.3m。縱向垂直最大偏差±0.25m。在管道拉拔過程中，保持管道內壁清潔并密封內壁。

（2）在拉管過程中，操作人員根據樁的預平面位置和高度嚴格控制樁的鉆頭位置，并檢查每3m的水平距離。

（3）管道內底高程的復測。

管道穿過后，應進行管道內陸高程的復合測量。裝配有探測器的鉆頭由鉆孔機拉入管道中，測試儀根據探測器發出的信號確定鉆頭的深度，并計算轉換后管底的內部高程。將獲得的結果與原始控制軌跡高程進行比較，得到每個樁位的高程偏差值。

（4）驗收：根據設計及驗收規范進行試驗檢測等驗收工作。

驗收物品要進行接收和記錄，并由業主和監督員驗收。施工前應對施工設備進行檢查，施工期間應定期檢查，確保測量結果正確。技術人員和質量檢驗員根據設計圖紙和要求，按照相關規范和標準完成每個過程并記錄。

5 結語

水平定向鉆井施工不妨礙運輸，不影響周圍居民的工作和生活，施工不受季節限制。它解決了傳統大型基坑施工對環境污染，運輸和基礎設施破壞的不利影響。通過施工單位，精心組織各種施工技術的實施，使污水排放管道順利通過，探索了成熟道路水平定向鉆井施工技術的成功經驗。相信在不久的將來，通過水平定向鉆井技術的積累，施工技術將會越來越完善，并將迎來更廣闊的應用前景。

參考文獻

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