摘要：燃气管道对城镇的发展来说，具有非常重要的作用，因为它不但能够改善环境，还可以有效降低污染。随着城镇化发展进程的不断加 快，人们生活水平的不断提升，也对燃气管道施工项目提出了更高的要求，使得管道的开挖程序越来越复杂，如果只是在原有道路中进行管 道开挖，会给施工人员带来一定的困难。本文主要对非开挖施工技术在城镇燃气管道施工中的应用进行详细分析。
关键词：城镇燃气管道；非开挖；水平定向钻；穿越施工技术
引言
燃气管道是重要的基础设施，在城市公共事业中占据重要地位，但需要注意的是，城镇燃气管道工程往往与城市道路开挖之间存在矛盾，道 路开挖不仅需要办理复杂的手续，且施工困难，成本较高，这就需要采用非开挖定向穿越施工技术。
1非开挖技术的基本概述
随着社会经济的不断发展,城市对于配套系统的要求越来越严格,城市中出现大量的地下管网工程,传统开挖地下网管的方式会导致污染环境 、堵塞交通,浪费大量人力、物力等资源,从而严重影响社会整体形象。随着逐渐完善的城市规划,城市开挖审批程序越来越严格,基于此,相 关单位要从国外引进非开挖技术,并应用在部分市政工程中。非开挖技术实际上就是不在地表挖沟,依据岩土钻掘技术来对地下管线进行更换 、修复以及铺设。依据不同施工方式,其中非开挖技术包括爆管法、顶管法、水平定向钻法。水平定向钻法实际上就是利用高压泥浆来顶进 整个施工过程的方式,具备施工速度快、土质范围广、安全系数高、影响小等优势,相比较其他施工方式来说,还具备施工质量好、造价低、 环保效果好等特点,适合应用在城市小管径管线施工中。
非开挖定向钻施工技术实际上就是依据水平定向钻机来控制钻进轨迹,利用定位仪导向对不同深度和不同地层的地下管辖进行铺设施工的方 式,也被叫做往复式潜钻施工法。一般来说,非开挖定向钻施工法包括以下施工流程:物探、设计穿越轨迹、测量磁方位角、定位钻机、钻导 向孔、铺管回拉、现场清理和地貌恢复。水平定向钻铺管技术包括钻导向孔、扩孔和铺管回拉三个步骤。
2关于非开挖定向穿越施工工技术的相关分析
（一）燃气管道使用设备的性能以及参数的分析
例如在管道开挖过程中，沟神钻机是最常用的施工设备，主要是因为它的钻进性能较好，通过与助力装置有效结合起来，能够达到50吨回拖 力，而且它的最大扭距能够达到15000NM。同时由于它自身拥有性能较好的液压系统和发动机，所以可以顺利的完成城镇燃气管道的开挖工 作。
（二）关于泥浆配比分析
在钻孔过程中，施工人员要根据施工区域的地质结构进行泥浆配比，由于泥浆配比是由施工区域的地址结构决定的，所以，在配比环节还需 要考虑穿越距离长短问题，从而有效避免泥土包裹住钻机，不仅影响到施工的进度，还会影响钻机的使用寿命。目前在燃气管道开挖中，经 常使用防糊钻液，有效减少钻机孔阻力，在提高工作效率的同时，促进燃气管道开挖工作的有序进行。
（三）关于定向穿越技术的具体分析
定向穿越技术施工的顺序为：先对施工场地的地质情况进行勘测，紧接着合理的设计定向穿越的施工曲线，然后再使用相关设备测出磁方位 角，接下来在合适的位置钻孔，接着回拖，最后一步是，恢复地貌。相关人员在使用水平定向钻机施工的过程中，一定要根据预先特定的钻 孔轨迹，在地表上先钻一个导向孔，接着使用大直径的钻机从而为燃气管线铺设工作奠定基础。紧接着进行扩孔，这个步骤必须要从反方向 进行，并将管线放入孔中。
2.1施工设备调试工作
对需要钻孔施工的区域进行平整，同时将钻孔机放置到适合位置，有利于设备能够顺利的进出施工场地，在施工材料以及施工设备放置的过 程中需要注意，其高度应该高出地面二十毫米。接着设置一个长度和宽度均为四十五厘米的边沟，并在打好轴线之后，根据其位置角度，把 钻机放在合适位置，设备安装完毕后，要对其进行调试，保障定向孔深度，从而确保定向穿越施工的顺利进行。
2.2钻导向孔
例如采用沟神6028导向钻孔机进行扩孔，从而保障扩孔工作能够有序进行。在钻导向孔的过程中，施工人员需要根据特定曲线进行钻孔，在 钻孔前还需要对定向孔的曲线以及钻机的位置做再次检查，检查结束后开始钻孔。
2.3扩孔施工
（1）在使用沟神6028钻孔机扩孔的过程中，同时进行泥浆灌注，并根据钻孔的旋压力逐渐提高扩孔级别。
（2）相关操作人员根据会拉压力来确定扩孔次数，扩孔之前需要积极做好泥浆循环的系统工作。其中沟神6028钻孔机泥浆搅拌机25立方米/ 每小时。泥浆泵每日正常的工作量为180立方米。施工人员需要在入土以及出土点各开挖深度合适的泥浆坑，在此过程中要采用专门的施工 设备，不仅可以确保泥浆坑深度合适，还可以确保施工场地环境清洁。
2.4拖管
（1）相关人员采用回拖器材，并一边打浆一边进行旋转回拖，从而有效避免成品受到损坏。
（2）使用特定结构进行旋转分离器的安装。
（3）实现扶正器和工作管的有效连接，一定要确保其紧密性，同时要保证工作管和拉管之间连接牢靠、密封，有效确保其安全性能。
（4）选择粘度较高的泥浆，泥浆选择好之后及时加入泥浆处理剂和工作管润滑器，这样做可以减小回拉阻力，减少导向钻孔机的工作量。
（5）在回拖之前相关人员要仔细检查孔内有无泥浆，如果有泥浆，一定要及时进行清除，从而保障回拖过程中润滑剂的护壁润滑作用得以 充分的发挥。
（6）在燃气管焊接过程中，操作人员需要先检查回拖管与燃气管拖入端是否连接紧密，并检查回拖系统是否可以正常运行。
（7）以均衡的速度启动回拖系统，并将回拖速度控制在0.12米每秒，同时在回拖过程中需要仔细观察回拖压力大小情况，将其情况及时记 录下来并向相关管理人员如实汇报，由管理人员作出决策，及时采取相应措施，从而使回拖工程能够顺利进行。
（8）施工人员表明，在回拖过程中很多材料都是可以循环再利用的。
3城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用
3.1工程概况
以某市燃气管线工程为例，其管线全长3824m，采用PE100管道，管径为315mm，设计压力为0.7MPa。考虑到管线经过区域为新铺装路面，计 划采用非开挖方式。管道为PE材质，因此采用水平定向钻施工技术。
在地质勘探过程中发现东侧地段地下为流沙区，难以形成稳定的钻孔，因此采用开挖和非开挖两种施工方式，两种施工方法比较如表1和表2 所示。
由表1和表2可知，相较于开挖施工方案来说，采用非开挖定向穿越施工方案施工简单，投入的人力、物力较少，且工期较多，成本较低。
3.2工程技术要点
3.2.1泥浆配比
在钻导向孔的过程中，需要根据勘查的地质结构情况来合理的制定泥浆配比，地质结构的不同，泥浆配比也有着一定的差异性，同时需要考 虑穿越距离的长短，避免出现泥土包裹钻具的情况，工程根据以上因素配制出专用的凯斯防糊钻液，减小钻孔阻力。
3.2.2定向钻施工要点
定向钻施工主要工序如图1所示，其中设备安装、钻导向孔、扩孔和管道拉管是施工重点。
（1）设备安装与调试。
首先平整施工场地，将钻机放置在合适的位置，保证设备能够顺利进出场地，材料和设备放置要高出地面15mm左后，同时设置30×30cm边沟 。打好轴线之后以入土地点和角度放置钻机，安装设备
完成后进行设备调试，尤其对于控向设备来说，要做好调试工作，保证导向孔深度。
（2）钻导向孔。
为了便于开展预扩孔工作，该工程采用沟7020型导向钻机，其有着钻进性能良好的特点，最大扭矩为12000NW。钻导向孔的过程中，以设计 曲线为基础进行钻进。
（3）预扩孔和磨孔。
一边进行扩孔一边加入泥浆，以旋压力和回拉力为根据，逐渐提升扩孔级别，确定扩孔次数，分别使用φ380mm和φ480mm螺旋扩孔钻进行扩 孔。在扩孔前要做好泥浆循环系统工作，出入土点分别
挖泥浆坑，配置配套设备，保证施工现场清洁。
（4）拖管。
采用专门器材，一边打泥浆一边旋转回拖管线，避免管道遭到损坏，紧密连接工作管与扶正器，保证工作管理的与拉管器之间连接的牢固性 和密封性，保证施工安全。
此外，选择比重小、粘度高的泥浆，适当加入润滑剂，降低回拉阻力，减小钻机工作量。启动回拖系统之后，要保证速度均衡，控制在 0.08m/s，并实时观察回拖压力的变化，一旦出现异常，要及时处理。回拖过程中可循环使用泥浆，需要挖两个坑来存放泥浆。
4结束语
随着提高城市化进程的不断加快,城市出现越来越多的建筑项目,同时也更严格规范了施工技术水平,燃气管道施工中非开挖定向钻技术属于 全新的施工技术,不但能够保证人们正常生活,同时也可以在一定程度上提高经济效益,所以,城市燃气管道施工中已经大力推广和应用非开挖 定向钻技术,但是因为该技术属于发展阶段,实际应用时还会存在一定问题,因此需要进一步研究和分析,为进一步发展非开挖定向钻技术奠定 基础。
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论文作者:谌合林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：泥浆论文; 燃气论文; 钻机论文; 管道论文; 非开挖论文; 钻孔机论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第20期论文;