市政給水工程中水平定向鉆穿越技術施工

武建澤

市政給水工程是現代城市中一項重要基礎工程，隨著國家城市的快速發展，建設市政給水工程力度不斷加大，在實際施工作業開展期間，經常會發生地面沉降、質量不達標等各項問題，尤其是管道地下施工難度大，存在更多的風險隱患。為了解決這一問題，要合理應用水平定鉆穿越技術。本文在對該項技術優勢進行介紹基礎上，依據工程實例對其應用進行探討，希望文中內容對相關工作人員以及行業發展都能夠有所幫助。

水平定向鉆穿越技術是現階段管線施工作業開展中十分成熟的一項技術，其在具體應用期間，不會對周圍環境造成嚴重影響，而且能夠實現對管線的合理保護，也可以降低后期維護難度，適合應用在施工作業開展難度較大區域。

一、水平定向鉆穿越技術的優勢

1. 影響小

在市政給水工程建設過程中對水平定向鉆穿越技術進行應用，不會對到道路工程造成不良影響，從而能夠確保城市交通正常，不會由于施工問題而造成交通擁堵等各項問題。除此之外，采用水平定向鉆穿越技術也不會產生較大噪音，避免由于噪音過大對周圍人生活、休息、工作等造成不良影響。

2. 靈活度高

水平定向鉆穿越技術能夠靈活應用到不同類型的場地內，而且整體占地面積小，施工作業靈活且簡單，而且通過對該項技術進行應用，能夠提高施工效率，降低成本。除此之外，還能夠縮短工期，不需要投入大量物力、人力、財力，因此能夠提高工程建設的經濟效益。

3. 精準度高

將水平定向鉆穿越技術合理應用到市政給水工程施工中，整個施工作業開展嚴格依據事先設計好的具體方案開展，因此，不會產生較大誤差，這一部分誤差甚至可以忽略不計。同時，在實際施工開展期間，在不同施工環境下，遭受到的影響也會存在一定差異，而采用水平定向鉆穿越技術開展施工，施工作業不受工程所在區域內環境影響，可以被應用到不同施工環節中；而且，通過對該項技術進行應用，能夠合理繞開地下存在的各種障礙物，提高工程質量。

4. 安全可靠

在施工作業開展期間采用水平定向鉆機施工技術，整個施工作業開展幾乎不受季節約束，而且不需要投入大量施工人員，施工安全可靠，不會出現嚴重施工事故問題，是一種較為理想的施工技術，將其應用在市政給水工程中是可行的。

二、市政給水工程概況

下面以某市政給水工程為例進行分析，市政給水工程施工區域內土質情況差，在具體施工作業開展時，容易造成難以調整施工角度，回拖管線阻力大，以及施工區域發生冒漿等各種不良影響，如果在施工開展時采取傳統方法開展作業，回拖施工期間，對于施工中采用的鋼管要2次停頓焊接，這勢必會提高施工作業風險，不僅會降低工程質量，而且會延長工程工期，無法按工期要求竣工。由此可見，為了滿足施工作業要求，需要在不破壞施工區域路面，不影響車輛正常通行基礎上，完成相應施工，通過對工程所在區域具體情況，最終決定采取水平定向鉆穿越技術開展施工。施工采用的鋼管的管徑為DN630，一次性施工作業的整體長度為1322m，為了兼顧施工效率和施工質量，決定采用大型非開挖鉆機設備開展施工作業，同時，還要加入適量添加劑和膨潤土。

三、水平定向鉆穿越技術的具體應用

1. 施工開展前的準備工作

（1）施工技術準備

對于施工作業開展過程中采用的技術來看，需要做好施工技術交底工作，組織專人抵達施工現場，對施工現場情況進行全面調查，做好相應分析工作，復核好施工現場布點和護點等各項內容。開展勘察作業時，作業人員需要沿線進行，全面掌握管線實際布置情況，嚴格依據勘察獲取到的相應信息，開展施工。

（2）施工材料與設備準備

市政給水工程施工會應用到大量施工材料與設備，具體施工開展前，要全面結合施工實際需求，準備好施工材料與設備，依據施工進度采取充足材料，準備好相應設備，確保材料質量滿足需求，設備性能良好。尤其是對于施工中采用的水平定向鉆機，要對其進行檢查與保養，確保水平定向鉆機運行穩定，滿足施工需求。

（3）施工人員準備

全面結合市政給水工程作業開展對水平定向鉆穿越工程需求，組織施工人員，對人員進行培訓，提高施工人員的專業能力，使其能夠勝任相應工作。此外，還要加強對施工人員的安全教育，確保其可以嚴格依據規范開展施工，一旦出現突發事件，能夠采取針對性措施處理，避免問題過大，造成更嚴重危害。

2. 施工作業開展流程

（1）施工設備就位

結合市政給水工程施工開展的具體要求，將施工開展時采用的鉆機安裝在指定位置，也就是要穿越中心線位置，同時，需要做好調試，確保鉆機性能可以滿足應用需求，確保施工作業順利進行。在開展鉆穿越前，施工人員要嚴格依據要求配置泥漿，保證最終制作的泥漿順暢，能夠滿足工程施工要求，為施工開展做好全面準備工作。

（2）測量控向參數

施工開展時，相關工作人員依據操作規程的具體要求，對控向參數進行標定，為了確保出土精準，要從施工作業開展前期入手，嚴格把控測量工作，確保測量數據精準無誤。將施工中采用的探頭放置在管道中心線上，采用儀器完成校準工作，確保作業精度能夠達到預期。作業開展時，需要選擇三個點位，每個點旋轉不得少于4次，在進行旋轉時，要做好記錄工作，而且要確保記錄數據準確，不得出現錯誤。通過對比分析測量獲取到數據，最終選擇出最佳參數值。

（3）地錨坑與排漿池

為了保證施工作業順利開展，提高工程最終質量，需要在鉆機入土點制作一個規格18.0m×12.5m×2.0m的泥漿池，以及一個規格為12.5m×16.0m×2.0m的泥漿坑。將彩布條鋪設在泥漿坑內，以免泥漿發生滲漏問題，而對施工開展造成不良影響。在施工現場一共開挖了兩個地錨坑，其中一個地錨規格為3.8m×2.0m×2.0m，另一個地錨坑規格為6.2m×2.0m×2.0m，將地錨坑中心線設置在定向穿越中心線上。考慮到地錨穩定性，為了確保鉆機在運行時的穩定性，要利用鋼絲繩連接后地錨與前腳板，從而連接成一個整體。

（4）制備泥漿

全面結合市政給水工程項目現場地質具體情況，通過分析穿越斷面情況，對穿越路徑進行確定，通過分析結果能夠發現，地層情況十分復雜，主要包括的地質類型有粉質粘土、填土、粘土、淤泥質粘土等不同類型。由此可見，要想提高城市給水工程施工質量，必須要配置高質量泥漿，確保其可以滿足工程施工需求。在進行泥漿配置時，要嚴格依據泥漿具體配比開展，從而使泥漿作用能夠得到合理發揮，確保地層壓力保持平衡。

（5）管線穿越施工

①鉆導向孔

施工作業精度是否可以達到要求標準，與控向參數聯系緊密，而且也會對管線回拖質量造成直接影響。因此，在鉆穿作業前，要全面分析地質資料，全面掌握管線具體布置情況，制定一個符合需求的定向鉆控向方案，分析各項參數，合理把控各個環節，確保施工人員之間可以相互配合，而且要分析地表儀和地質材料等，對成孔情況進行分析，保證出土精準，并保證最終形成的導向孔質量能夠達到預期，滿足應用需求。在具體施工開展時，需要做好精度控制，從大量施工經驗來看，定向穿越技術對于精度的要求如下：

a.定向鉆進曲線段導向孔實際最小曲率半徑必須要滿足施工方案和設計文件中的具體規定，而設計曲線與設計曲線兩者之間的偏移量大小需要控制在1m以內，不得超過該數值。

b.入土點在平面縱向和橫向的允許偏差值如表1所示。

表1 入土點在平面縱向和橫向的允許偏差值

在穿越施工開展時，為了保證鉆進曲線圓滑及定向穿越精度能夠達到要求標準，要采取下列措施處理：

測量定向鉆基礎數據，通過測量獲取到穿越設計方位角、測量出入土點與出土點兩者之間的距離和高度差，測量出采用鉆具的具體長度，而且要將誤差控制在合理允許范圍內，確保施工作業順利進行，保證建設的工程質量可以達到預期。

在確保基礎數據準確無誤的基礎上，工作人員利用計算機嚴格依據事先設計好的曲線對鉆頭在鉆進作業時的鉆進方向進行調整，控向需要逐步完成，整個施工開展期間，不得出現急劇調轉方向的現象，避免發生卡鉆等不良問題，以免由于采用的單根鉆桿調整角度過大而出現偏差，從而出現S型鉆孔。若作業中采用的單根鉆桿角度改變過大，施工人員要及時將該根鉆桿抽回，重新鉆進，確保鉆進能夠達到設計要求。鉆進期間一旦遇到泥漿壓力異常情況，工作人員要對鉆進情況進行分析，如果情況必要，要將鉆桿抽回幾根，對鉆進方向進行調整，經過調整，確定方向符合要求后，再開展后續施工。需要特別注意的是，定向鉆進敷管穿越公路、河流、鐵路時，最小穿越層厚度必須要達到相關專業的具體要求，如果相關專業沒有特殊要求，需要符合給水管道最小覆土要求。

②向孔預擴

施工人員通過對擴控器、鉆機進行導向孔預擴，擴孔器依據導向孔所在位置，確定管道規格、管徑大小，這主要是由于導向孔沿線土質會存在一定差異，采用的擴孔器和鉆機承載力也會有所不同。如果施工區域的土質差，容易發生不同程度沉降，這會導致導向孔預擴施工出現較大誤差，降低工程質量。可見，導向孔預擴施工期間，要依據施工情況，選擇符合要求的擴孔器和鉆機，確保導向孔預擴施工質量能夠達到預期。用于導向孔預擴施工采用的擴孔器有桶式和飛刀式兩種，前者主要用于軟土中，通過擠壓方式擴大導向孔度，而后者主要應用在中等硬土中，通過切割方式擴大導向孔。

③管線回拖

管線回拖時要選擇符合實際需求的鉆機等各項設備，而且在開展管線回施工期間，要對管線質量、管道與孔壁摩擦力等各項內容進行綜合分析，合理規避影響施工各項因素。此外，管線回拖期間，還要針對管道內進行合理防護，待管道性能達到要求標準之后，方可安裝管道。與此同時，還要通過減小壓力等方式降低回拖摩擦力，確保水平定向鉆穿越技術作用能夠得到合理發揮。

3. 水平定向穿越技術質量把控措施

從工程的實際施工質量管控角度入手進行分析，為了保證水平定向穿越技術的具體應用效果可以達到預期，要從多個角度入手，做好相應把控工作。因此，在實踐作業開展期間，施工人員必須全面貫徹施工質量把控理念，加強度對施工技術人員的培訓，落實好施工技術交底作業，保證施人員能夠嚴格依據相應規范開展施工，確保鉆穿工作質量可以達到預期。

四、結語

將水平定向鉆穿越技術應用到城市給水工程中，在對其進行應用時，要做好質量把控，嚴格依據事先制定好方案開展施工，保證施工順利進行，確保最終建設的市政給水工程質量能夠達到預期。