张华军

摘 要：市政给水管道施工是市政工程中的重要组成部分，不断修复完善市政给水管道，才能使城市的给水系统发挥其根本作用。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，与开挖技術相比都有很大优势。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：城市给水管道安装；非开挖技术；水平定向钻

在我国，许多城市给水管道施工长期以来一直沿袭着开挖施工的模式。随着城市建设的发展，开挖施工对城市的交通、居民的正常生活造成不便，也带来了不好的社会影响。非开挖方法的给水管线施工对城市地下管线实施铺设、更换，比传统的施工技术效率高、安全性高、不影响城市交通等优点。在管道穿越过程中，水平定向钻技术广泛应用地下管道非开挖掘进技术，该技术具有导向准确，能够在一定的曲率半径范围下绕开障碍物等优点。这里，我们联系实际工程对水平定向钻技术在市政供水管道施工中的施工技术进行了简要的介绍和分析。

1 工程概况

洪三路（东二路-九条河路）给水工程位于台州湾循环经济产业集聚区东部新区的工程，为了保障东部新区供水、不破坏路面、不影响道路河道通行，经各方现场踏勘决定，采用水平定向钻技术穿越牵引施工，该段供水管线布置在规划道路北侧绿化带下，沿途穿越老洪三路、八条河、八塘路、海昌路、海丰路、九条河、九塘坝，该段给水主管穿越工程是管径DN630的钢管，一次性穿越管线长度为1319米。

2 工程地质及地下管线情况

施工段土质为海淤泥土层，在这种地层中施工，容易出现导向角度调整难、洗扩孔成孔率低、回拖管线阻力大、沿线路段易冒浆等问题，加上待敷给水钢管预置场地不够长，在回拖施工中钢管需进行2次停顿焊接，实行三接一（待敷钢管预置时分为3段，拖拉至400米与800米时需钢管对口焊接），更是增加了回拖风险。针对上述情况，根据理论计算、施工经验与现场实际情况相结合，选用ZT-400型（回拖力400T）的大型非开挖钻机设备，配合高品质的膨润土与添加剂，用以保证工程的顺利完工。从地下管线收集资料来看，施工区地下原有供水管道、电力管道、通信管道等，施工前必须对敷管沿途的地下管线情况再做一次详查，确保敷管范围内无障碍及其他管线。

3 施工准备

3.1 技术准备

（1）协调好交接桩工作，组织人员对现场复核布点、护点工作。

（2）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。

3.2 物资材料准备

（1）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。

（2）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。

（3）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。

3.3 施工人员准备

根据洪三路（东二路-九条河路）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。

4 定向钻穿越施工

4.1 水平定向钻钻机及配套设备就位

将水平定向钻钻机安装连接在穿越中心线位置上，进行设备调试运转。正式开钻前，提前配置好泥浆，开钻前确保试浆顺畅，做好施工前的一切准备工作。

4.2 测量控向参数

按照操作规程标定控向参数，为了能够准确出土，在初始阶段就细心认真测量好参数。在管道中心线上，摆放好探头，用仪器校准。选取三个不同位置，且每个位置至少旋转测量4次，并做好记录。对多次测取的参数进行比较，以确定最佳参数值。

4.3 布置地锚坑及排浆池

从钻机入土点处开挖1个尺寸为20m×10m×2.0m的泥浆池。出土端挖泥浆坑10m×15m×2.0m。同时，泥浆坑内铺彩条布，防止泥浆渗漏。开挖地锚坑2个，地锚坑中心线在定向钻穿越中心线上，地锚坑大小一个为4m×2m×2m，一个为6m×2m×2m。考虑到地锚的稳固性，确保钻机的正常可靠作业，我们将后地锚用ф36钢丝绳与前脚板连接起来。

4.4 泥浆配制

根据地质情况及穿越断面图分析，本次穿越路径经过的地层有填土、粉质粘土、黏土以及淤泥质黏土。所以泥浆配比至关重要，合理比重的泥浆配比可以使泥浆快速形成致密的泥皮，我们需要利用强韧的泥皮和泥浆的压强，用来平衡各种地层中的填土、粉质粘土、黏土以及淤泥质黏土引起塌陷的地层压力。根据穿越地层的特点，要求配制泥浆具备抗压、护壁以及良好的润滑效果，因此在泥浆配制时要严格按照制定的配浆方案进行。

4.5 管线穿越施工

4.5.1 钻导向孔

一个工程的穿越精度和成功与否，控向参数至关重要，也直接关系到管线回拖。开钻前，分析施工地质资料，了解沿线地下管线的实际情况，确定定向钻控向方案，认真分析各项参数，重视每一个环节，各方面互相配合，随时对照地质资料及仪表参数，分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好，钻出符合要求的导向孔。

4.5.2 扩孔

洪三路（东二路-九条河路）穿越段最终成孔直径应选取DN630mm×1.4=882mm。结合计算结果及现场地质状况，因此最终需预扩孔至Φ880mm。尺寸级别分别为680mm扩孔器→880mm扩孔器（扩孔级数根据现场情况可进行相应调整），扩孔器与钻杆之间连接保护短节。最后牵引DN630钢管采用导流式扩孔器进行扩孔作业。

4.5.3 施工管线回拖

施工管线回拖是定向穿越的最后一步，回拖前，确定仪表参数是否正常，仔细检查各连接部位的牢固，回拖头是采用所拖拉的管道截取一部分制作而成，DN630给水钢管为ф140mm钻杆+880mm扩孔器+400T分动器+U型卸扣+DN630给水钢管*1319m穿越管线，在回拖时，需要进行连续作业，避免因停工出现卡管现象，造成重大经济损失。

5 结束语

本工程施工工期短、穿越长度长、施工难度大，工程规模属台州首例，全国领先，在非开挖牵引施工领域中属于技术含量较高的工程。

参考文献

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