姜西忠

(山東省莒南縣水利局， 山東 莒南 276600)

簡析輸水管道定向穿越的質(zhì)量控制

姜西忠

(山東省莒南縣水利局， 山東 莒南 276600)

本文以沖積平原城市輸水管道穿越天然河道為例，分析管道定向穿越工程中重要工序的施工技術(shù)、工藝要求，提出質(zhì)量控制的解決措施，為同類輸水管道的施工提供借鑒。

管道穿越； 河道； 施工

隨著缺水形勢的日益嚴峻，區(qū)域城市輸水管道建設(shè)越來越多，根據(jù)地區(qū)特點在穿越自然河流或人工干渠時定向穿越技術(shù)成為其優(yōu)先采用的施工方法之一，根據(jù)巖土工程勘察報告，山東大部地區(qū)屬于沖積平原，地形較平坦，地下水多屬孔隙潛水類型，常年最高水位為0.5m，需定向穿越自然河流，穿越處最大沖刷深度3m，一般采用φ325×7.0螺旋鋼管作為城市輸水管道。

1 施工工序流程及施工工藝

1.1 工序流程

工序流程見圖1。

圖1 工序流程

1.2 施工工藝流程

鉆導(dǎo)向孔→分級預(yù)擴孔→管道回擴→回拖管線。

2 機具等因素準備

2.1 施工機具的選擇

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況和設(shè)計要求，選擇使用GD4000—L型鉆機，該設(shè)備具有機械化程度高、易操作、鉆機傾角可調(diào)、回拖力可達400tf并有較大回轉(zhuǎn)扭矩、滿足反擴拉管要求等特點，能確保穿越施工的順利進行。

2.2 穿越施工現(xiàn)場布置

2.2.1 入土點場地布置

鉆機布置在入土側(cè)，最小占地面積為15m×15m，可視具體作業(yè)情況進行相應(yīng)的增加。

2.2.2 出土點場地布置

管道焊接場地一般布置在出土側(cè)，預(yù)擴孔、回拖過程中接鉆桿的場地面積不小于15m×10m；作業(yè)帶和穿越長度大致相等，布置在出土點后面，用于安裝發(fā)送輥輪和預(yù)制穿越管段。

2.3 專業(yè)隊伍配置

按主要施工內(nèi)容和專業(yè)要求，定向鉆穿越施工需配置定向鉆穿越隊、管線安裝隊。管線安裝隊負責(zé)管線的運輸、布管、焊接、試壓及回拖；定向穿越隊負責(zé)管道穿越工程的具體實施，需具有特種設(shè)備操作證，持證上崗，人證合一。

3 開鉆前準備工作

3.1 測量放線

根據(jù)設(shè)計圖紙用白灰標(biāo)出鉆機場地、設(shè)備擺放位置的范圍，鉆機中心線、入土點、出土點成三點一線。

3.2 鉆機場地

如果有便于施工機具進出的道路存在，可直接利用，如果沒有道路，應(yīng)修筑施工便道，便道的修筑應(yīng)根據(jù)施工地點的實際情況做處理，施工便道要求能保證10t的半掛車能夠順利進出施工現(xiàn)場[1]。

3.3 平整鉆機場地

場地要壓緊夯實，土質(zhì)較軟地區(qū)在場地處理完成后做耐壓力試驗，確保承載力滿足機械工作要求，必要時主機下加鋪枕木。

3.4 挖廢漿池及地錨坑

沉淀池尺寸見圖2，廢漿池及地錨坑的坡比不小于1∶0.67。

圖2 沉淀池要求

3.5 出土側(cè)場地施工

根據(jù)施工地點的具體情況，若當(dāng)?shù)貫橄趟?，則應(yīng)供應(yīng)淡水來配制泥漿，蓄水池的具體尺寸見圖2，若為淡水，則可就地取材。

3.6 測量控向參數(shù)

按照設(shè)備操作規(guī)程確定控向參數(shù)，在管中心線確定5個參數(shù)測量點，每個測量點需測不少于5次，多次測量的參數(shù)要反復(fù)比較，從中確定出準確值。

3.7 泥漿的選擇和制備

泥漿的作用主要是穩(wěn)定孔壁、潤滑鉆桿柱、冷卻鉆頭、排除鉆屑和降低鉆進扭矩與回拉力，一般選用優(yōu)質(zhì)的膨潤土制備泥漿，同時視穿越地層情況在泥漿中加入適量璜化瀝青等聚合物。泥漿配置過程中尤其要保證配合比和混合次序不能搞錯，否則泥漿達不到施工要求。

3.8 鉆具組合

3.8.1 先導(dǎo)孔鉆具組合

根據(jù)現(xiàn)場的地層條件，采用由一彎接頭和一帶噴嘴的切削鉆頭構(gòu)成，見圖3。

圖3 定向鉆具典型組合

3.8.2 擴孔鉆具組合

擴孔時的鉆具組合包括鉆桿+擴孔頭+旋轉(zhuǎn)接頭+回拉鉆桿，見圖4。

圖4 擴孔時的鉆具組合

3.8.3 回拖鉆具組合

擴孔完成后，在回拉鉆桿后接上擴孔頭+旋轉(zhuǎn)接頭+拉管頭+待鋪設(shè)管線進行反擴鋪管，鉆具見圖5。

圖5 回拖鋪管時的鉆具組合

3.8.4 鉆機試鉆

設(shè)備運轉(zhuǎn)正常后，通過鉆進不超過3根鉆桿進行試鉆，觀測各部位具體工作狀況，試鉆沒有問題后按施工方案次序鉆進。

3.8.5 鉆導(dǎo)向孔

鉆機從入土點開始到出土點鉆出一條預(yù)擴孔和回拖管線的引導(dǎo)曲線[2]。

圖6 穿越施工過程

4 穿越施工

穿越施工過程如圖6所示。

a.開鉆導(dǎo)向孔時，嚴格把握控向，提高穿越精度，使偏差在允許范圍內(nèi)。作業(yè)前認真研究地質(zhì)勘探資料，并結(jié)合實際情況制定出精密的控向方案，泥漿與司鉆要高度重視，密切配合，仔細研究分析各項參數(shù)，根據(jù)鉆孔情況及時進行分析，有偏差抓緊調(diào)整，確保導(dǎo)向孔符合設(shè)計要求。

b.在鉆導(dǎo)向孔階段，鉆出的導(dǎo)向孔孔徑一般都比較小，不能滿足回拖管的要求，需要用擴孔器再次將導(dǎo)向孔徑擴大，具體要求為不得低于1.5倍的回拖管線直徑。見圖7。

圖7 擴孔示意圖

?導(dǎo)向孔完成，將出土的鉆頭及無磁鉆鋌立刻卸掉，再裝上擴孔器進行預(yù)擴孔。

?預(yù)擴孔，整個預(yù)擴孔過程采用三級擴孔。第一級用15″刮刀擴孔器，第二級用30″飛旋式擴孔器。

?預(yù)擴孔的鉆桿倒運及鉆具連接，按穿越長度及預(yù)擴孔次數(shù)倒運鉆桿，按程序進行鉆桿、鉆具的清潔和連接[3]。

c.當(dāng)預(yù)擴孔滿足回拖管要求后，擴孔機具、檢驗合格的穿越段管線、回拖活節(jié)、鉆桿吊入滑送道并依次連接好，準備進行穿越段管線回拖。

d.安裝送滑道及管線入土角調(diào)節(jié)器，在出土點5～11m處放置管線入土角調(diào)節(jié)器，確保管線以預(yù)先設(shè)計的角度進入孔中，相鄰送滑道間距(自管線入土角調(diào)節(jié)器起)宜為9m左右，間距不宜過大。送滑道架底部必須墊土夯實或用厚木板防止架子歪倒。

e.回拖開始前，射線檢測所有焊縫，確保焊接合格；對旋轉(zhuǎn)接頭、連接頭、擴孔器進行逐一檢測，確保連接牢固可靠，連接正確。各項檢測檢查合格后做好記錄，進行下一項工序施工[4]。

f.在回拖時采用的施工方式為飛旋式擴孔器+50t回拖萬向節(jié)+φ325的穿越管線。回拖過程要連續(xù)不中斷，從出土點開始，擴孔清理和管線回拖要協(xié)調(diào)進行。

g.回拖中，兩邊采用對講機聯(lián)系，協(xié)調(diào)配合將管線敷設(shè)到預(yù)定位置，穿越工程全部完成。

5 結(jié) 語

輸水管道定向穿越工程具有工期短、精度高、技術(shù)要求嚴等特點，在未來城市輸水管道建設(shè)過程中應(yīng)用越來越普遍，通過多個穿越工程的實踐，嚴格按照本文各項工序的技術(shù)要求進行控制，可以較大提高工程質(zhì)量，有效提升工程效率，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1] 成雷.輸水管道水壓試驗的技術(shù)總結(jié)[J].水利建設(shè)與管理,2016,36(7):27-30.

[2] 趙明華，盧華峰，秦雙樂.定向鉆穿越施工控制方法[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報,2009,31(5):33-36.

[3] 任安安.談非開挖定向鉆進拉管施工技術(shù)[J].山西建筑,2014(26):112-113.

[4] 陳牧民，譚鈞紅，呂躍進，等.過河供水管道水平定向鉆穿越工程的設(shè)計與施工[J].中國給水排水,2008,24(16):98-100.

On the quality control of water pipe directional crossing

JIANG Xizhong

(ShandongJunanCountyWaterConservancyBureau,Junan276600,China)

In the paper, alluvial plain urban water pipeline crossing natural rivers is adopted as an example for analyzing construction technology and technical requirements of important procedures in pipeline directional crossing projects.the olution of quality control is put forward to provide reference for similar water pipe construction.

pipeline crossing; river; construction

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2017.05.001

TV672+.2

A

1005-4774(2017)05-0001-03