关键词：市政工程；供水管道铺设；水平定向钻技术
近年来，我国经济水平及城市化水平均得到了大幅度提高，使人们对市政工程质量要求越来越高，不仅要求工作本身建筑质量高，还要求工程满足环保要求及绿化要求，这就需要在市政工程中铺设供水管道，以减少城市供水的排出。市政工程供水管道铺设作为市政工程施工重要环节，同样使用了大量的施工技术及材料，其中施工技术的要求较高，而水平定向钻技术恰好是供水管道铺设中使用较多的施工技术，能够有效提高施工效率、加快施工进程，并降低施工成本和减少对周围环境及地面的破坏，所以在市政工程供水管道铺设中应用水平定向钻技术是必要和重要的。
一、传统市政供水管道施工中钻井技术的弊端
早期市政供水管道施工所用钻进技术大多采用的是开挖式埋线法，这种方法在实际应用中存在诸多缺陷和弊端，并且这些缺陷和弊端在科技发达的今天表现的更加突出，特别是在水平定向钻进技术的对比之下。如，在穿越河流时，采用开挖式埋线方式会对河流、堤坝、河床结构等造成一定破坏，尤其是在开挖面积、开挖程度较大的情况下，造成的破坏程度也更大。而且，开挖作业工程量大，若施工现场地理环境复杂，地形特殊，还会进一步加大施工难度，增加施工成本，延长施工工期，增加人力、物力的投入。另外，采用直接开挖式施工方式，还容易对施工周边交通、建筑、商场、居民生活等带来诸多不便，甚至破坏周边建
筑与公路等设施。可见，这种技术在今天的市政供水管道施工中已非常不适用。
二、水平定向钻技术优势
1. 具有超强的适应性
水平定向钻机能满足于多种土质，不论是管道铺设，还是抽气、防渗作业，都能很好的完成，除此之外，它还能加固公路与跑道的路基。
2. 技术应用中工程造价低
这一项技术在城市供水管道铺设中被广泛使用，这项技术的出现，有效减轻了管线与房屋拆除时对其造成的影响，它还能明显减少管线的使用，对社会与经济效益都有很好的保障。而且水平定向钻技术不比其他开挖技术，它不需要太大的施工单位，也不用太高的造价就能超额完成施工计划。
3. 防止地面被损害
水平定向钻技术在城市供水管道铺设施工时，并不用像其他施工技术一样，必须要挖开地面才能施工，这项技术不需要损坏地面，也说明不会影响地表，且能保证定向控制，水平定向钻技术的特点在于精准度高、施工速度快，被广泛的应用与铁路，公路，河流以及有建筑物的工程，首先不用开挖，能保护地面不受影响，这种能减轻工作量，又能提升工程速度的技术，还能让管道的使用寿命加长。
三、水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用
水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用存在几个关键环节，包括导向孔轨迹设计、钻孔和扩孔，。这些环节施工好坏是水平定向钻进技术效用发挥程度的主要决定者，必须要保证这些环节施工符合设计要求，满足国家有关规范。
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1. 设计导向孔轨迹
导向孔轨迹的设计是为后续导向孔的钻进与扩孔打下坚实基础，属于前期准备阶段工作，只有导向孔轨迹设计科学、合理、精确，水平定向钻进技术优势才能正常发挥，因而必须扎实做好导向孔轨迹设计工作。根据参建各方提供的供水管线工程设计图纸、施工场地既有地下管网图、管道施工技术要求、工艺要求、
工期要求等各种相关资料文件，对施工现场及周围环境进行仔细勘查，及时准确记录下既有管线的标记位置，将人工探查与仪器探查相结合，以确保既有地下管网位置探测的准确全面。确定好既有地下管网位置后，开始设计导向孔轨迹，一般用于供水管道施工的水平定向导向孔轨迹主要由水平直线段、曲线段和斜直线段等构成，大体类似于倒抛物线。利用事先收集的相关资料，现场勘查记录结果、管线铺设用管材曲率对导向孔轨迹进行设计。除了需要参考必需的各种资料外，在设计过程中还需要计算出入土角和入土点，出土角和出土点，直线段分别与第一曲线段轨迹、第二曲线段轨迹间的变化点，最后绘制出供水管道施工用导向孔轨迹图。
2. 钻进导向孔
水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用，是借助计算机导向系统来实现的，在计算机导向系统的控制与引导下，施工人员依序完成探测、导向轨迹设计、导向孔钻进、扩孔等一系列工序，最终实现供水管道的铺设。
导向孔钻进工作是在做好施工安全防护措施，基础坑开挖，设备进场，发射、接收与锚固钻机，并在整个系统进行完联机调试后所需进行的一项施工环节。根据施工现场土质成分、特点与地层构造分析，选择适宜的钻头并将其安装到高压泥浆泵中，启动泥浆泵即可开始喷浆作业。在这一过程中，钻机根据导向系统引导准确的按照事先设计好的导向轨迹进行钻进，同时钻头切削作用与泥浆的射流作用共同作用在地下形成孔壁。钻进导向孔除了要保证钻头严格按照设计好的导向孔轨迹进行钻进。外，还需要对钻头钻进过程中的信号进行接收，对钻头状态、位置、速度、角度、深度等进行实时监测，以便及时调整钻头方向，提高钻孔准确率。通常情况下，钻进入土角和出土角分别控制在8~12°和5~12°之间。对于斜直段钻进，应每钻杆调整一次角度，且每次调整的角度不超过0.7°，以便于对导向更好的把握和控制，对管材回拖更顺利的进行。若穿越深度与设计埋深不一致时，调整导向角度与入土直线段长度；若出土角符合要求但不符合地面标高时，调整导向角度与每钻杆长度；若出土点长度小于穿越长度，达不到穿越位置时，调整水平直线段长度。
3.扩导向孔
导向孔钻进作业完成后，需要将高压泥浆泵上的钻头和导向系统拆除，安上扩孔器，按照出土点到入土点的顺序实施预扩孔处理。根据待铺设管材管径、施工土质等因素考虑，合理选择扩孔器的类型，确定扩孔次数，以避免当施工土质与承载力不均匀时因扩孔器和钻杆自身的重力而导致土质不均匀沉降，进而造
成预扩孔位置偏移，影响扩孔施工正常进行，影响供水管道施工质量。一般，对于软土类地质适宜采用桶式扩孔器，也可以将飞刀式和桶式相互结合使用，先采用飞刀式扩孔器，有小到大逐级进行扩孔；对于中硬土地质适宜采用飞刀式扩孔器，以切割方式完成导向孔的扩充。而对于扩孔直径多少的确定，则需要依据穿
越的管径大小来进行，通常扩孔的直径应比管径多出15~20cm，这样可以有效节省泥浆的用量，提高扩孔效率。
四、结束语
总之，水平定向钻技术是近年来最备受欢迎的一种钻挖技术，同时具备安全性高、运作效率高、破坏力小等特点。将之应用于市政工程供水管道铺设施工，不仅提高了施工效率，还提高了施工的安全性、降低施工成本，最终保证和提高施工质量。足以见得水平定向钻技术在市政工程供水管道铺设施工的重要性。
参考文献：
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[5]梁春芳，魏莉.探析市政工程污水管道铺设中水平定向钻技术的应用[J].江西建材，2015（28）
论文作者:郭世盟
论文发表刊物:《城镇建设》2019年20期
论文发表时间:2019/12/9
标签：导向论文; 管道论文; 水平论文; 技术论文; 轨迹论文; 钻头论文; 市政论文; 《城镇建设》2019年20期论文;