广东省水利水电第三工程局有限公司 广东东莞 523710
摘要：文章通过工程实例，具体介绍了水平定向钻施工的工艺流程和注意事项。
关键词：市政工程；水平定向钻；施工；工艺流程
1、工程概况
某市政道路工程位于深圳市坪山新区坪环片区西部，道路全长为427.913m，道路红线宽度为30.0m，采用城市支路Ⅱ级标准，设计时速为30km/h。由于本工程横穿中山大道，中山大道下方已埋设给水管道、燃气管道等管道工程，施工本工程时，不能破坏中山大道现状的给水管道、燃气管道等管道工程。施工区域西侧最近处距4.5m左右为已建的东城国际花园一期与在建的二期商品住宅楼。
2、方案选择
本工程地质情况从上到下依次为人工填土、耕植土、含有机质粉质粘土、黏土、粉质粘土、粗砂等。由于本工程中电力通道工程横穿车流量较大的城市道路，考虑不影响现有道路的通行、施工成本、工期以及施工环境等因素，本工程电力管道的施工采用非开挖施工技术。具体方案比选如表1所示：
通过以上方案比选，根据工程的具体情况，本工程中电力通道工程采用非开挖水平定向钻[1]拖拉PE管拖管施工的方式埋管，管道规格是PE100、SDR11，3×6φ160/14.6，拖拉管的长度为90m，材料采用砼包封。
3、施工工艺
图1 施工工艺流程图
（1）施工准备
a.地质勘察：在施工前，利用RD460型定位系统查清原有地下管线及设施的直径和埋深，原有电缆线路的走向、穿越地层的土质类型、含水量、透水性等情况，并作好记录和标记。
b.导向孔曲线[2]的设计：根据实际地质勘测情况，确定穿越的覆盖深度，推荐穿越的最小的覆盖深度大于钻孔最终回扩孔径的4～6倍。根据穿越物对象对套管深度的要求，入射角度的大小和对土质特点的综合分析，确定入射坑的位置。一般5～12度的入出土角度适合大多数的穿越工程，有效铺设路线的入土角[3]和出土角应在所埋管道材质允许的最大弯曲范围内。
c.泥浆制备：根据不同的土质特点，配置适合施工要求的混配泥浆。制作混配泥浆，采用纯净的地下水作为混配泥浆用水，先测定混配用水的PH值，然后用助剂处理，使混配用水的PH值达到9-10。混配比例为：水：土：助剂=1：0.2：0.02。用离心泵循环抽吸，将膨润土逐步加入，工作时由主机上高压轴塞泵，将泥浆通过钻杆、钻头、注入工作孔内。
（2）钻导向孔
各设备、人员、材料准备就位后，启动钻机，钻入1～2根钻杆，检查各设备及计算机反馈数据是否正常。试钻时，还应检查各泥浆系统之间的联接是否有渗漏、泥浆排污沟是否畅通。
导向孔钻进一般采用小直径全面钻头，进行全孔底破碎钻进，在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构，在钻具内或进接其后部位，安装有探测钻头。钻进过程中，钻头连续或是间隔测量钻孔位置参数，并通过无线数据或有线方式将测量数据发送到地表接收器。操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。
（3）扩孔
钻导向孔钻进完毕后，根据工程要求装上各种回扩器，将原孔扩大到原来管径的1.2～1.5倍。一般在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再进行回拉扩孔工作，在其后不断的加接钻杆。根据导向孔与适合铺设管铺设孔的直径的大小和地层情况，进行一次或者多次的回扩工作，直至确保所需敷设管道的顺利通过。
根据技术要求推荐回扩直径[4]按下式进行计算和施工：
D’=K’D
式中：
D’——适合铺设管铺设的钻孔直径
D ——铺设管外径
k’——k’=1.2-1.5，当地质均质k’取小值，反之（当地质比较复杂时）取大值。
在有些土质很松散的情况下，进行扩孔的时候，需利用泥浆将混合液通过钻杆注入回扩器中，通过回扩器的旋转进行均匀的喷在孔壁上。
一般要求选择的最大扩孔器尺寸按下表考虑或按铺设管径的1.2～1.5倍，这样能够保持泥浆流动畅通，保证管线能安全、顺利的拖入孔中。
（4）铺管
扩孔完毕，在拖管坑一端的钻杆上，再装扩孔器与管前端通万向接、特制拖头等连接牢固，启动导向钻机回拉钻杆进行拖管，将预埋管线拖入孔内，完成铺管工作。在拖管的同时加入混配泥浆进行泥浆护壁。在条件许可的情况下，可将全部管线一次性连接。
当拖管结束后，采用挖掘机将扩孔器及管前端挖出，拆除扩孔器及万向接，处理造斜段，施工检查井，恢复路面，清场。
图2 定向钻铺管进示意图
最大覆盖深度不宜大于15 m，穿越河道、铁路时的埋设深度需要征得相关单位的同意。遇有特殊情况埋深可适当加大，但须设计核算确认。顺行道路埋设时，宜采用最小覆盖深度。
4、施工注意事项
（1）定向钻进施工前应掌握施工位置的地质状况，选择适当结构的钻头。
（2）导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度。
（3）导向孔每3米测一次深度，如发现偏差应及时调整，以确保导向孔偏差在设计范围内。
（4）施工时要连续进行，保证钻孔中的泥浆粘度适中处于一种粘滞状态，使泥浆没有时间沉淀，保证孔壁稳定性。
（5）在预扩孔时扩孔速度不能太快，扩孔时间应大于3分钟/根，并均速扩孔不得忽快忽慢，使孔内泥浆均匀分布，严禁回扩器向扩孔方向反推以减少泥浆的不均匀分布。
（6）管道回拖施工紧接扩孔施工连续进行，除发生不可抗拒的原因外，严禁在施工中无故停拖。
5、结语
水平定向钻施工是一种非开挖施工技术，具有不污染环境、对周边环境影响小、施工速度快、安全可靠、综合成本低等优点，在本工程中得到了合理有效的利用并取得了理想的效果，对今后类似工程的施工具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]JB/T 10548-2006，《水平定向钻机》[S].2006
[2]DB11/T 594.2-2014，《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程》[S].2014
[3]刘河，杨云霄，非开挖水平定向钻机拉管施工技术应用[J]，北京水务，2009（01）
[4]汪建国，水平定向钻技术应用现状及建议[J]，上海煤气，2011（02）
[5]张德全，基于市政工程中非开挖拉管施工技术的作用研究[J]，江西建材，2014（23）
作者简介：
魏伟，男，1986年8月出生，大学本科学历，中级工程师职称，从事市政路桥施工。
论文作者:魏伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/7
标签：泥浆论文; 钻杆论文; 工程论文; 导向论文; 钻头论文; 管道论文; 钻机论文; 《基层建设》2016年4期论文;