探討城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿婪情_(kāi)挖定向穿越施工技術(shù)的應(yīng)用

　　摘要：在城鎮(zhèn)建設(shè)中，燃?xì)夤艿缹儆谥陵P(guān)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠有效的改善城鎮(zhèn)大氣環(huán)境，降低污染，為城鎮(zhèn)居民日常生活提供了便利條件。但是在燃?xì)夤艿赖膶?shí)際施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)與道路開(kāi)挖施工發(fā)生矛盾。隨著城鎮(zhèn)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，道路開(kāi)挖施工更加困難�；�于此來(lái)類(lèi)情況，我國(guó)相關(guān)研究人員針對(duì)燃?xì)夤艿朗┕ぜ夹g(shù)進(jìn)行了改革創(chuàng)新，研發(fā)了非開(kāi)挖定向穿越技術(shù)，極大的降低了施工難度與施工成本。

　　關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn);燃?xì)夤艿?非開(kāi)挖定向穿越;施工技術(shù);應(yīng)用

　　1非開(kāi)挖定向穿越施工技術(shù)概述

　　非開(kāi)挖定向穿越施工技術(shù)與定向鉆施工法為基礎(chǔ),利用水平定向鉆機(jī)可控鉆進(jìn)軌跡的方式在不同地層和深度鉆進(jìn),通過(guò)定位儀導(dǎo)向抵達(dá)設(shè)計(jì)位置,并進(jìn)行管線(xiàn)鋪設(shè)。

　　主要工藝流程包括地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)穿越軌跡、磁方位角測(cè)量、鉆機(jī)定位、鉆導(dǎo)向孔、擴(kuò)孔、回拉鋪管及清理恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)等。其中地質(zhì)勘探主要方法包括電磁法、紅外輻射法及地震波法等。鉆導(dǎo)向孔、擴(kuò)孔及回拉鋪管共同構(gòu)成了水平定向鉆鋪管工藝,具體來(lái)說(shuō),在起點(diǎn)位置,將水平導(dǎo)向鉆機(jī)下鉆進(jìn)入地下,以設(shè)計(jì)的鉆孔軌跡鉆進(jìn),在到達(dá)終點(diǎn)位置后,鉆機(jī)斜向鉆出地表,形成兩端翹起、中間接近水平的導(dǎo)向孔,之后進(jìn)行反向擴(kuò)孔,將管線(xiàn)回拉到鉆孔內(nèi),最終完成管線(xiàn)鋪設(shè)工作。

　　相較于水網(wǎng)及熱網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)說(shuō),燃?xì)饩W(wǎng)的發(fā)展滯后,燃?xì)夤艿拦軓揭话阍?m以下,適合采用非開(kāi)挖定向穿越施工技術(shù),尤其對(duì)于PE材質(zhì)的燃?xì)夤艿冷佋O(shè)施工來(lái)說(shuō),開(kāi)挖定向穿越施工技術(shù)是理想選擇。

　　2水平定向鉆施工的優(yōu)、缺點(diǎn)及適用范圍

　　2.1水平定向鉆施工的優(yōu)點(diǎn)

　　1、采用定向鉆穿越施工時(shí)，地上功能能夠正常使用。例如穿越公路、鐵路、橋梁時(shí)，可不阻斷交通，保證交通的連續(xù)性。穿越河流時(shí)，可保證河流暢通，不阻斷通航、排洪。

　　2、由于采用了地下非開(kāi)挖技術(shù)施工，減少了大量工程土方的開(kāi)挖、運(yùn)輸和堆放，有利于環(huán)境保護(hù)，減少塵土飛揚(yáng)，同時(shí)也相應(yīng)的減少了基礎(chǔ)埋設(shè)、開(kāi)挖協(xié)調(diào)，技術(shù)交底，地上附屬物青苗賠償，地面恢復(fù)等的費(fèi)用。

　　3、施工周期短、作業(yè)安全迅速、綜合成本低，社會(huì)效益顯著。在天然氣管道施工無(wú)法進(jìn)行或不允許開(kāi)挖施工的場(chǎng)合，可用定向鉆從其下方穿越，深度可控。在城市建設(shè)高速發(fā)展的今天，避免重復(fù)開(kāi)挖、修復(fù)所造成的道路拉鏈工程，具有較高的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

　　2.2水平定向鉆施工的缺點(diǎn)

　　1、由于水平定向鉆施工是一項(xiàng)新的生產(chǎn)工藝技術(shù)，目前我國(guó)尚無(wú)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工收規(guī)范，造成對(duì)工程設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的把控沒(méi)有官方依據(jù)。一旦發(fā)生質(zhì)量事故，對(duì)責(zé)任方的認(rèn)定也造成一定難度。

　　2、由于采用定向擴(kuò)孔拖拉，施工結(jié)束時(shí)，管材與回?cái)U(kuò)孔之間的空隙處理，不能像開(kāi)槽敷設(shè)施工那樣進(jìn)行回填夯實(shí)。因此，對(duì)管材沉降要求比較高的工程在實(shí)際使用中存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。

　　3.定向轉(zhuǎn)施工的管段一般由于進(jìn)出土點(diǎn)的位置角度原因和市政建成管線(xiàn)密宗復(fù)雜等原因，導(dǎo)向深度一般遠(yuǎn)大于開(kāi)挖，因此在后續(xù)一旦發(fā)生泄漏，對(duì)于維搶修工作帶來(lái)極大麻煩。

　　2.3水平定向鉆施工的適用范圍

　　水平定向鉆適用于城市道路、公路、鐵路、河流及其他不宜在大開(kāi)挖施工地段的管道穿越工程�？煞笤O(shè)天然氣、熱力等各類(lèi)地下管線(xiàn)，管材主要可分為鋼管、PE管等。

　　3非開(kāi)挖穿越施工技術(shù)的相關(guān)分析

　　3.1燃?xì)夤艿朗褂迷O(shè)備的性能以及參數(shù)的分析

　　例如在管道開(kāi)挖過(guò)程中,溝神鉆機(jī)是最常用的施工設(shè)備,主要是因?yàn)樗�的鉆進(jìn)性能較好,通過(guò)與助力裝置有效結(jié)合起來(lái),能夠達(dá)到50噸回拖力,而且它的最大扭距能夠達(dá)到15000NM。同時(shí)由于它自身?yè)碛行阅茌^好的液壓系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī),所以可以順利的完成城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖拈_(kāi)挖工作。

　　3.2保障泥漿合理配比，提高泥漿質(zhì)量

　　在進(jìn)行鉆孔施工的時(shí)候，施工單位需要提前對(duì)施工地區(qū)的地質(zhì)特征進(jìn)行分析，合理的配比泥漿，確保泥漿能夠符合實(shí)際施工的要求。另外在配比泥漿的過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)注意穿越距離的長(zhǎng)短，防止泥土將鉆機(jī)包裹。如果鉆機(jī)被泥土包裹，不但會(huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，更會(huì)極大的減少鉆機(jī)的使用壽命�，F(xiàn)階段燃?xì)夤艿篱_(kāi)挖施工過(guò)程中，通常都會(huì)使用到防糊鉆液，能夠降低鉆機(jī)孔的阻力，不僅能夠有效的提高鉆進(jìn)效率，更能夠保障燃?xì)夤艿篱_(kāi)挖工作正常進(jìn)行。

　　3.3施工設(shè)備調(diào)試工作

　　對(duì)需要鉆孔施工的區(qū)域進(jìn)行平整,同時(shí)將鉆孔機(jī)放置到適合位置,有利于設(shè)備能夠順利的進(jìn)出施工場(chǎng)地,在施工材料以及施工設(shè)備放置的過(guò)程中需要注意,其高度應(yīng)該高出地面二十毫米。接著設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)度和寬度均為四十五厘米的邊溝,并在打好軸線(xiàn)之后,根據(jù)其位置角度,把鉆機(jī)放在合適位置,設(shè)備安裝完畢后,要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試,保障定向孔深度,從而確保定向穿越施工的順利進(jìn)行。

　　3.4合理開(kāi)展鉆導(dǎo)向孔作業(yè)

　　例如在使用溝神6028導(dǎo)向鉆孔機(jī)，開(kāi)展擴(kuò)孔作業(yè)的時(shí)候，為了能夠保障擴(kuò)孔工作正常進(jìn)行，在鉆導(dǎo)向孔的時(shí)候，必須要按照特定的曲線(xiàn)來(lái)開(kāi)展鉆孔作業(yè)。在開(kāi)展鉆孔作業(yè)之前，需要對(duì)鉆孔曲線(xiàn)以及鉆機(jī)的位置進(jìn)而二次檢查，檢查合格之后才能開(kāi)始鉆孔作業(yè)。

　　3.5擴(kuò)孔施工

　　(1)在使用溝神6028鉆孔機(jī)擴(kuò)孔的過(guò)程中,同時(shí)進(jìn)行泥漿灌注,并根據(jù)鉆孔的旋壓力逐漸提高擴(kuò)孔級(jí)別。

　　(2)相關(guān)操作人員根據(jù)會(huì)拉壓力來(lái)確定擴(kuò)孔次數(shù),擴(kuò)孔之前需要積極做好泥漿循環(huán)的系統(tǒng)工作。其中溝神6028鉆孔機(jī)泥漿攪拌機(jī)25立方米/每小時(shí)。泥漿泵每日正常的工作量為180立方米。施工人員需要在入土以及出土點(diǎn)各開(kāi)挖深度合適的泥漿坑,在此過(guò)程中要采用專(zhuān)門(mén)的施工設(shè)備,不僅可以確保泥漿坑深度合適,還可以確保施工場(chǎng)地環(huán)境清潔。

　　3.6拖管作業(yè)分析

　　(1)施工人員使用回拖器材的時(shí)候，需要將打漿與旋轉(zhuǎn)會(huì)回拖同時(shí)進(jìn)行，防止成品遭到破壞。(2)采用指定結(jié)構(gòu)來(lái)安裝旋轉(zhuǎn)分離器。(3)在連接扶正器與工作管的時(shí)候，必須要保障其連接的緊密型。另外，保障工作管與拉管連接足夠牢固，具有較強(qiáng)的密封性，進(jìn)而提高實(shí)際安全性能。(4)在篩選泥漿的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注意使用粘度較好的泥漿，并向泥漿中添加泥漿處理劑以及工作管潤(rùn)滑器，降低機(jī)械回拉的阻力。(5)在將設(shè)備回拖以前，施工人員需要提前對(duì)鉆孔進(jìn)行檢查，如果孔中有泥漿，必須要第一時(shí)間進(jìn)行清理，確保潤(rùn)滑劑能夠發(fā)揮出實(shí)際效果。

　　(6)在焊接燃?xì)夤艿赖臅r(shí)候，施工人員需要對(duì)回拖管與燃?xì)夤艿倪B接部位進(jìn)行檢查，確保二者緊密連接，保障回拖系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。(7)在回拖的過(guò)程中，需要均衡控制回拖速度，通常需要將速度控制在0.12m/s，同時(shí)需要對(duì)回拖壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并做好記錄工作，第一時(shí)間向管理人員匯報(bào)，待管理人員作出判斷之后才能進(jìn)行進(jìn)一步的措施，保障回拖施工正常進(jìn)行。(8)在實(shí)際進(jìn)行回拖作業(yè)的過(guò)程中，許多施工材料能夠?qū)崿F(xiàn)二次循環(huán)利用。

　　4非開(kāi)挖水平定向鉆穿越施工關(guān)鍵點(diǎn)

　　水平定向鉆機(jī)由鉆機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及輔助機(jī)具組成，其中泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成，為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。在大多數(shù)的實(shí)際非開(kāi)挖過(guò)程中，某一現(xiàn)場(chǎng)中并非由單一土層構(gòu)成，同時(shí)由多種地層同時(shí)存在，彼此之間交互作用和影響，提供的泥漿對(duì)非開(kāi)挖水平定向穿越施工的效率等影響很大，若提供的泥漿不合適，將會(huì)具有塌方危險(xiǎn)，所以施工進(jìn)行前安全管理人員均會(huì)對(duì)泥漿進(jìn)行檢查，確保符合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況。

　　因此，施工隊(duì)伍在水平定向鉆擴(kuò)孔過(guò)程中需要借助專(zhuān)門(mén)配制的泥漿來(lái)維持孔洞的穩(wěn)定。通常泥漿鉆井液選用鈉基膨潤(rùn)土和增粘劑、防塌劑、降失水劑、磺化酚醛樹(shù)脂等復(fù)配，使得各成分能夠充分發(fā)揮各自的特性及協(xié)同作用，使得鉆井液具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和攜帶性、良好的流變性能、抗鹽侵入和低濾失性能，獲得較高的綜合性能，鉆孔孔壁可及時(shí)獲得鉆井液的支撐，保證孔壁穩(wěn)定，降低因塌孔導(dǎo)致的施工風(fēng)險(xiǎn)，在非開(kāi)挖水平定向穿越施工中可以應(yīng)付松散破碎等復(fù)雜地層，能大大降低施工風(fēng)險(xiǎn)、提高鉆進(jìn)效率、減小廢漿處理難度并節(jié)約工程成本和保護(hù)環(huán)境。

　　建筑論文投稿刊物：石化技術(shù)雜志是主管的石油化工行業(yè)的國(guó)家級(jí)期刊，雜志1980年北京市創(chuàng)刊，注重生產(chǎn)與科研相結(jié)合，石油化工與精細(xì)化工并重。目前以季刊周期發(fā)行，開(kāi)辟有工業(yè)、生產(chǎn)、技術(shù)研究、勘探開(kāi)發(fā)、科學(xué)管理等論文發(fā)表欄目。

　　結(jié)論

　　城市天然氣管道穿越施工采用的非開(kāi)挖水平定向鉆穿越施工，所采用水平定向鉆機(jī)利用高砂泥漿來(lái)頂進(jìn)整個(gè)施工工程的方式，具備施工速度快、土質(zhì)范圍廣、安全系數(shù)高、影響小等優(yōu)勢(shì)，相比較其他施工方式來(lái)說(shuō)，還具備施工質(zhì)量好、造價(jià)低、環(huán)保效果好等特點(diǎn)。通過(guò)采用水平定向鉆穿越施工，青島潤(rùn)昊下屬濟(jì)南勝利公司完成了孝里街道中壓天然氣管道施工過(guò)程中的穿越河流施工和穿越國(guó)省道施工，并在對(duì)工業(yè)用戶(hù)的入廠(chǎng)施工中大量采用，節(jié)省了資金成本，降低了管道施工風(fēng)險(xiǎn)，有利于燃?xì)夤艿腊踩�運(yùn)營(yíng)。

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　　作者：崔文豪 盧元鵬

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