水平導向鉆技術在污水管道工程中的應用

黃志凌

（福建博業建設集團有限公司， 福建 龍巖 364000）

0 前言

水平導向鉆技術是將石油工業的定向鉆進技術和傳統的管線施工方法結合在一起的一項施工新技術，它具有不會阻礙交通，施工速度快，施工精度高以及成本低等優點，相較其他技術在污水管道工程中更具優勢，水平導向鉆技術在污水管道工程中的應用越來越廣泛。

1 水平導向鉆技術的優點

1.1 地面影響小

在污水管道工程中應用水平導向鉆技術，是利用水平導向鉆進行挖掘，不必挖掘地面，能夠有效保護地表，降低了污水管道開鑿對地表造成的不良影響，而且水平導向鉆的施工度相比以往挖掘方式更快，對管道鋪設的方向控制也更容易，能夠大幅提升工程施工的精準度。因應用水平導向鉆技術能夠減少以往污水管道工程施工中對地面開鑿與挖掘，避免了管道鋪設時對管道上方土層的破壞，能夠提高管道整體的穩定性，減少了影響管節安全性的因素，進而有效降低了其發生形變的概率，增加了管道的使用時長，對污水管道工程有著不容忽視的重要影響[1]。

1.2 工程造價低

水平導向鉆技術在污水管道工程中的應用能夠將管線拆遷造成的損失與破壞降到最低，能夠顯著減少管線鋪設的消耗量，減小相應成本，提升施工方的經濟效益。隨著水平導向鉆技術的應用范圍越來越廣，工程任務的復雜性逐漸提高，水平導向鉆技術也隨之不斷的發展與進步，水平鉆等機械的性能對不同的土質適應性越來越高，特別是在中小型的管徑管道鋪設工程中，相較于其他管道施工技術，水平導向鉆技術施工速度更快、使用成本也比較小。

1.3 適用性強

水平導向鉆技術在污水管道工程中既可以鋪設管線管道，又可以穩固施工區域的地面，優化排水防滲漏等，適用性極強是相關工程施工方，管道施工方面的首選。

2 水平導向鉆技術在污水管道工程中的應用實例分析

以上杭縣城區北環路西段道路完善工程為例，該項目位于上杭縣城市中軸線西側，是上杭縣重要交通樞紐，是前往武平縣的主要道路，車流量大，施工過程中需保持道路通行流暢，根據設計要求，有段污水管道路需要橫穿道路，工程采用了水平導向鉆進技術，確保施工安全的同時也保證了施工質量。

水平定向鉆施工流程

施工準備→測量放線→設備安裝→鉆機錨固→泥漿配備→導向孔施工→擴孔施工→管材回拖。

2.1 施工準備

施工設計前進行工程勘察：包括工程地質、水文地質、地形、地貌、地面建（構）筑物及既又底線管線探測、管線鋪設路由勘察等。

既有地下管線探測，遵循程序：搜集資料--現場踏勘--實地調查（儀器探察、人工探察）--地下管線圖繪制--報告書編寫--成果驗收。了解工程施工區域以及周圍聯系較大的管線分布情況，并進行多次核驗以確保其準確性。檢測地下已有管線時，可以利用地下探測儀進行勘探，且要與相關部門到現場進行核查以及查驗后要進行詳細的對接，并能夠記錄留檔。

定向鉆鋪設的管材應具有足夠的強度、韌性、良好的可焊接性能和抗腐蝕能力。

軌跡設計：根據測繪出的地下管線分布圖，可采用作圖法確定水平導向鉆的鉆桿軌跡，鉆桿軌跡設計中最重要的是鋪設線路以及線路中出現的斜角度。管道中的斜角段主要是為截住污物，因此在設計時確保流水標高的科學性以及保障管道預埋的合理性[2]。

2.2 設備錨固

合理的鉆機錨固是成功完成鉆進的前提條件。鉆機進入施工現場要先用錨固穩定住，若鉆機不穩，很容易影響機械，出現功率問題，進而對人和機器都造成損害。

2.3 泥漿配備

鉆孔泥漿的配方和性能參數應根據施工過程中地層條件、鉆進工藝，孔內情況等因素進行實時監測和調整。

2.4 導向孔施工

在鉆桿軌跡第一段的造斜段，應注意控制鉆桿入射的角底角度以及鉆頭斜面的朝向，緩緩的鉆進卻控制著鉆頭盡量不旋轉，讓鉆頭沿實現規劃好的斜角鉆入。當鉆頭成功抵達造斜區域后，需要對排水管的流水段進行鉆進，使鉆頭旋轉起來，并給予相應的推進力，使鉆頭能夠按水平方向直線鉆入其中，鉆頭位置會安置上先進的探測設備，在鉆進過程中利用地面接收儀對數據的實時傳送，調整鉆頭的推入角度，使鉆進的路線按計劃標高路線持續挖掘，到達制定出口坑。

鉆頭的位置監測需要鉆機搭配一些輔助儀器，例如：衛星地表顯現儀確認鉆頭處在地下的精準定為點，監控鉆頭有無按照規劃軌跡推進。在鉆進到造斜段時，需實時追蹤鉆頭鉆進位置點，平鋪段時隔20cm 進行一次監察。若鉆頭出現偏離規劃軌道的情況，就調整鉆頭斜角朝向，糾正偏差。需要注意的是，偏差糾正時因鉆桿的剛度限制，要在多根鉆桿內放緩速度后調整鉆頭，矯正時不可過度或過速。

2.5 擴孔施工

鉆頭鉆到出口坑，工程進度步入擴孔環節。具體步驟：鉆機按規律旋轉，在鉆桿末端接入孔徑約200mm 的回擴接頭，回擴頭再與鉆桿進行連接，啟動鉆機旋轉，利用回拉擴頭擴大通道直徑?；乩^程中要持續增加鉆桿，一直讓鉆桿維持在不沒入孔洞的狀態中。擴頭回拉位置不斷進行延伸，直到接駁坑，在接駁坑處取下回擴接頭后，再為出口坑鉆桿末端接上400mm 的回擴接頭，重復此環節直至擴孔達到拉管要求。預(回)擴孔：在導向孔施工完成后，需取下起始鉆桿以及導向所用的鉆頭，換成擴充鉆頭繼續回擴。因部分管道的彎道程度比較大，所以鉆進施工過程中，最好有實時的施工數據，留下原始的施工細節記錄，對相關的鉆進時間、鉆進軸線所處的夾角角度、鉆頭的扭矩力大小以及所承的壓頂力、土質類別特征等情況進行詳細的記錄。在回擴過程中,要加強對鉆進過程中突發事件的處理能力，例如：扭矩或鉆壓的突變等問題，一經發現要立刻暫止施工，調查清楚原因后及時采用合理應對措施恢復施工。鉆進過程中要時刻注意的還有一點，就是對測量的控制。在鉆頭鉆進導向孔后，需施工人員持手持式追蹤探測儀，依據鉆頭內部安置的探頭信號，確認鉆具的實時位置信息。手持式追蹤探測儀能夠及時反映出鉆頭的留下的軌跡信號，鉆頭的出口處會在地面上顯現出來，能夠有效測量實際的出口有無出現誤差，并能夠準確給出誤差范圍。若鉆孔大于誤差范圍，那么應拉回鉆桿，再一次鉆入到鉆孔的偏斜面。經由施工人員的精準操作，能夠較為有效的減少導向孔的位置偏差問題，但因拖拉管的施工工藝難度較大，所以在后期工程中的回擴大概率會使鉆孔的位置發生變化，為降低鉆頭的偏離概率，面對不同的地理層次可以使用不同的回擴裝置。在水平導向鉆鉆進進管線的施工過程中，其軸線角度與高程等若出現誤差，大多集中在回擴時段，每次擴孔測量，大體都與導向孔的鉆進測量法一致。

2.6 回拖管材

拖動開始后，操作需要平穩均勻，最大速度不超過 0.82m/min。在操作時，觀察背壓的變化并及時分析，以確保管道的成功。

3 應用水平導向鉆技術時需注意的問題

在整個管道施工過程中，鉆機在進行錨固工作時一定要避讓地下已有的管線，且要反復確認錨固的安全性。鉆機順利完成工作的基礎就是要確保鉆機的穩定。而面對管材的選購問題，要選抗壓力與抗拉力均較為優異管材進行采購。且要選用精準度高，更適合的擴孔器擴大鉆孔，以保證成品管線的順利安裝，發揮水平導向鉆技術在污水管道施工應用中的最大價值，提升管道的施工質量，為污水管道工程整體質量的提升提供保障。

4 結束語

水平導向鉆技術在污水管道工程中的應用越來越廣泛，它能夠大幅提升污水管道工程的施工速率，而可以有效保證管線走向的準確性與標高的合理性，在一定程度上提高了污水管道工程的整體質量。