广西建工集团第五建筑工程有限责任公司 广西柳州 545001
摘要：在城市建设中，市政给水管道施工是城市生产及生活的基础保障，只有建立完善的给水管道体系，才能确保系统效益得以实现。从目前来看许多地方的给水管道在修复完善施工的过程中都遇到问题，致使给水管道无法正常开挖施工，针对市政给水管道所存在的施工问题，非开挖方法的给水管线施工益处是显而易见的，与开挖技术相比都有很大优势。文章就非开挖技术中的水平定向钻技术在市政给水管道施工中的实际应用情况进行简要分析。
关键词：市政给水；给水管道；水平定向钻；施工技术
引言
在城市比较繁忙的交通路段，开挖敷设地下管道势必会造成交通中断，且城市道路底下已埋有电力、燃气及其它城市市政管网较为复杂，尤其是横穿城市主干道的地下管道。采用水平定向钻进技术是一种比较理想的施工工艺，也是地下管线施工中穿越障碍时常用的一种施工技术。采取此施工方法不仅会产生良好的经济效益，而且产生良好的社会效益。
1水平定向钻进技术的优点分析
水平定向钻进技术在实际应用中，地表开挖量较少或者不进行开挖地表，这种非开挖施工技术应用优势非常明显，主要具有以下优点:其一，水平定向钻进施工过程中，不会影响周围居民的正常生活，对于学校和医院工作环境影响也较小，也不需要破坏地表植被和绿地，对于周边交通影响很小;其二，水平定向钻进穿越施工时，通过应用精度较高的穿越设备，能够灵活调整埋深和敷设方向，使供水管道合理绕过某些障碍物，并且管线弧形敷设能够满足供水管道的设计埋深要求;其三，通常情况下，供水管道埋深需要超过3m，如遇河流，往往需要在河床以下10～18m位置埋深，水平定向钻进施工过程中，不需要破坏原本地貌，对于周围环境影响较小，符合绿色环保理念;其四，可以结合实际的施工条件，灵活调整施工场地，施工效率高、成本低、占地空间少，能够充分体现其施工优势;其五，水平定向钻进施工中，不需要进行水下或者水面作业，不会损坏河床结构和江河堤坝，对于江河通航几乎没有影响，施工过程中往往不受季节变化限制，施工安全性较高、质量好;其六，当供水管道需要穿越河流时，水平定向钻进施工时，其管线往往埋设在地下10～16m位置，由于地层内部含有的腐蚀性物质和氧较少，具有保温和自然防腐作用，因此能够保障供水管道的使用寿命更长。
2给水管道水平定向钻施工技术分析
2.1施工准备
首先，技术准备，协调好交接桩工作，组织人员对现场复核布点、护点工作。详细探测沿线地下管线的实际情况，认真了解，对整个地下管线做到心中有数。其次，物资材料准备，根据施工进度计划表，提前准备各种材料、设备和机器，开工前，确保各种材料、设备和机器到位。与设计及相关方联系，明确材料、设备的特殊要求。对施工所用的材料和施工所需的大量消耗性物资，要先行购买储备，以保证施工需要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对施工的水平定向钻机定期检查和保养，并有专门的保养记录，保证设备的正常运行。在水平钻进施工的过程中，泥浆对钻头和钻杆的润滑冷却、钻孔土体的稳定以及钻屑的清理发挥着重要作用。具体来说，泥浆主要是由膨润土、水以及具有某种特殊性能的胶体化学材料进行科学配置而成，一般需要依据施工场地的地质情况对泥浆的粘度进行配置。另外，施工人员准备，根据工程穿越工程的需要，对于定向钻主要操作人员进行了培训；学习工程的安全技术，要求规范操作，各工种应急处理如何执行等。
2.2导向孔的钻进过程
施工过程一般分为三个阶段：第一阶段是按照设计管线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，造孔泥浆固壁；第二阶段是将管（本工程为PE管道）牵引入已造成型的孔洞中，完成管道敷设工作。导向钻进是铺管成功的关键环节之一，这个过程需要至少两名操作人员，一名钻机操作者，操作钻机，控制钻具在地下的状况；另一名是定位探测仪操作员，负责监测、探测钻头在地下的走向、标高和进尺情况。钻头上装有可发射无线信号的探头，它可穿过地层发出一种特殊的电磁波，操作员手中的探测器可以接受这些信号，并经过处理后，让钻机操作者及时了解钻头目前的位置，显示的信号包括钻头走向、深度和面向角等信号，通过仪表掌握钻进过程中施加给钻杆的压力和回转扭矩，及时调整钻头的方位，确保钻头按照事先设计好的轨迹钻进。钻机操作者在钻机仪表盘上，还可以看到来自探测装置反馈过来的一切信息，钻机操作者通过这些信息来调整钻头方位，操作台上的液压仪表和远距离信息显示仪表，就像操作者的眼睛一样，可以随时观察孔底情况。
2.3扩孔
导向孔钻进施工完成以后，结合施工场地的土质情况，选择合适的扩孔钻头，根据扩孔钻头的位置，逐级回拉扩孔，一边回拉扩孔，一边向孔壁利用泥浆泵喷射泥浆液，形成稳定的护壁泥浆层，通过反复扩孔，终孔直径应达到供水管道直径的1.5倍左右，并且为了防止在孔内丢失钻头，适当增加泥浆量，转动钻头，松脱扭矩，降低扩孔速度。另外，避免发生泥浆漏失、钻孔膨胀、缩径等事故，优化回扩程序、平衡孔内泥浆压力、增强施工测量精度，实现良好的扩孔效果。
2.4回拖管材
在完成扩孔施工之后，需要立即使用清孔器对孔洞进行清理，同时对管材质量、规格、数量等进行仔细复查。具体来说，可以分为以下几个步骤:第一，按次序对管材的接头、钻杆以及分动器进行连接，并沿接收坑坡道将连接好的管材放好;第二，对管道进行回拖时，需要对孔内情况予以严密监控，对钻机的速度和拉力予以严格控制，确保回拖的稳定性;第三，回拖管材过程中，应尽可能降低卡管、铺管挤压变形以及泥浆渗出等情况发生的频率，一旦发生应对其原因予以认真分析，及时采取相应措施解决问题。
2.5竣工整理
在供水管道施工现场拆除临时装置，清理不用泥浆，仔细清理钻机和泥浆装置，对钻杆上油，设置有效保护设备，整理各种固态物体，掩埋到指定区域。
3施工中质量控制措施
3.1泥浆性能的控制和调整
泥浆添加剂：为保证泥浆具有良好的流变性、高携砂性、固壁和润滑性能、在配出基浆的基础上，再按基浆重量的2~4‰比例加入的各种泥浆添加剂，使用的泥浆添加剂有：增粘剂、固壁剂和润滑剂等。粘度控制：根据穿越段地层情况，在钻导向孔阶段，泥浆粘度控制在35~45S；在预扩孔和回拖阶段泥浆粘度提高5~10S；实际工作中，泥浆的粘度随土层的不同而变化，并选用不同的添加剂。
3.2防止定向钻在钻孔时呈“S”形
第一，测量放线时，需要使用全站仪对出入的土点进行精准确认;第二，施工之前，应对地质条件进行科学分析，依据设计曲线将每根钻杆的连接方式在坐标纸上画出对应的穿越曲线图，并在图上对其相应的地质情况进行详细标注;第三，钻机就位之后，需要对夹角大小进行测量，并对水平漂移量进行计算;第四，在导向孔钻进过程中，应对钻杆的方位角、倾角等数据进行严格控制。
结语
综上所述，在城市给水管道的非开挖施工过程中使用水平定向钻进技术具有显著的优势，凸显了良好的经济效益和社会效益。近年来，随着我国经济的发展和城市化进程的不断加快，给水管道建设规模和建设数量会不断增大，水平定向钻进施工技术在供水管道施工中的应用，可以使管道在经过河流或者道路时，灵活运作调整，改进具体施工工艺，保障供水管道施工安全，充分发挥水平定向钻进技术优势，提高经济效益。
参考文献
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[4]郭娜.水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用分析[J].城市建设理论研究：电子版，2012（16）.
论文作者:黄宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/22
标签：泥浆论文; 管道论文; 水平论文; 钻头论文; 钻机论文; 钻杆论文; 管线论文; 《基层建设》2018年第7期论文;