對轉向鉆道敷管施工技術的探討
發布時間：2010-01-14 共1頁
1 前言
市政管道施工中，如給排水管道，傳統的穿越馬路施工方法是通過開挖管溝來敷設管道，這不僅使施工周期變長，浪費建設資金，而且反復開挖，給城市交通帶來不便，污染環境。更重要的是，修復的路面坑洼不平，不再像之前那樣完好平整。隨著城市的發展和對市政道路更高的要求，政府在做好統一規劃的同時，亦要求新建馬路不準開挖。傳統的方法已不再適應社會的要求，非開挖技術由此得到發展。非開挖技術是以最小的地表開挖量來完成各種地下管線的敷設、修復和更換的工程施工技術。我國在20世紀90年代，非開挖技術的引進及開發應用速度較快，由于施工速度快、施工精度高、適應土質范圍廣而深受業主與施工單位的歡迎。
目前非開挖敷設主要的施工方法有頂管技術，管材可用鋼管、鋼筋混凝土管、石棉水泥管、可鍛鑄鐵管等，再者就是轉向鉆道敷管技術，這種技術目前根據國內外鉆機的型號，可用于管徑≤1500mm范圍管道的施工，不僅使用于鋼管，也使用于聚乙烯（PE）管。由于頂管施工較為復雜，耗資巨，而轉向鉆道敷管技術具有施工靈活，工期短，費用低三優勢，故本文特論述一下這種轉向鉆道非開挖技術的施工方案，以供家參考。
2 轉向鉆道施工技術原理
轉向鉆道非開挖施工技術主要包括導向孔鉆進和擴孔拉管兩部分。先利用導向鉆機、隨鉆測量儀以及有關鉆具沿著要敷設管道的設計軌跡鉆進一個導向孔，然后回擴成孔，將孔徑擴到敷管所需的口徑，并將管道同步或分步拉入孔內，實現不開挖敷管。對改變鉆頭所鉆挖方向的控制，要依靠鉆頭斜面的定向調校。當需要轉向時，鉆頭停止旋轉，在磁信號的作用下，調整導向鉆頭斜面的方向，鉆頭在推力作用下轉向阻力較小的航道。
3 轉向鉆道施工技術方案
轉向鉆道施工主要設備有：管線探測儀，空氣壓縮機，液壓動力機和水平導向鉆機。
采用的設備不需噴射鉆道潤土液的為干性鉆道系統，需要噴射鉆道潤土液的為濕性鉆道系統，兩者相比，干性鉆道系統不需要潤土液，沒有液體污染地下環境，而濕性鉆道系統，通過配比好的泥漿，能保證回擴成孔的質量，對聚乙烯管在拖動過程中能避免劃傷，以保證管道的施工質量。
轉向鉆道敷管施工一般分以下步驟進行：定位放線，工地勘察及地質勘探，管線探測，路徑規劃，挖工作坑，設備就位，打導向孔，回擴成孔，管道焊接，管道回拖，試壓驗收后成品保護。以下就各個步驟進行詳細說明。
3.1定位放線
根據管線施工圖，利用經緯儀、水平儀、長尺等測量儀器和工具，準確測定預敷管道的位置，并在路面上每隔2米作一標記，供定向鉆機打導向孔時測定鉆頭的偏差。
3.2工地勘察及地質勘測
勘察工地，主要是測定現場是否有足夠的空間放置機具，管材及開挖工作坑，缺乏全面的現場勘察，會使工程延誤。地質勘測，主要是進行土質分析，以確定鉆頭的小。對于松軟的土層，必須選用有較斜面的鉆頭，使導向能力增強；對于堅硬的土層或石層，應選用有較小斜面的鉆頭，使切削力集中，穿透力增強，并保持適當的轉向能力，避免在過于堅硬的石層中進行鉆道敷管，做法是，在預敷設管道的位置或周圍，選擇適當的位置打深孔或挖坑（一般用工作坑代替），明確地下地質情況，以確定拖管用泥漿的最佳配比和敷管深度。
3.3管線探測
清楚地了解附近的地下設施，對轉向鉆道敷管工程尤其重要。在施工前要向有關部門了解煤氣管道、電纜管溝等地下設施資料，必要時要利用管線探測儀，在預敷設管道位置及周圍，精確測定原有城市地下管線，明確原有管線的位置、埋深及管徑，并標注在路面上，以據此作出打導向孔的路徑規劃，避免在鉆孔施工中對地下設施造成破壞。
3.4路徑規劃
根據地質勘測和地下管線探測結果，選擇合理的敷管深度，繪制鉆孔路徑規劃圖，在規劃圖中預敷設管道同樣每2米標注自然深度一次，供打導向孔使用。
3.5挖工作坑
工作坑包括主工作坑和副工作坑。主工作坑是設備操作的場所，副工作坑是擴孔和敷管時的工作場所。一般主工作坑長度為管段長度＋1m，寬度為管徑＋1m。副坑底可挖成正方形，邊長為管徑的＋1m。在工作坑挖好后，應設置安全警示標志。
3.6設備就位
將鉆機準確支放在主工作坑處，并做好接地工作。
3.7打導向孔（初步鉆道）
打導向孔是鉆道敷管中最重要的程序，它決定了管道的位置，鉆道過程應根據不同的土質選配合適的鉆頭，松軟的土層可選用較的鉆頭，堅硬的土層或石層選用較細的鉆頭，同時，在進行鉆道操作時，應盡量減少鉆桿的暴露長度，以免受壓過量及缺乏泥土承托而破壞鉆桿。具體操作是，沿規劃設計的路徑，利用水平定向鉆機，準確打導向孔（鉆道），要求每2米（亦是本文2.1中“每隔2米作一標志”處）準確測定鉆頭位置和深度一次，遇有偏差（深度偏差20cm，位置偏差20cm）應及時糾正，確保導向孔的精確度。遇有地下雜填土（如碎石、磚瓦等），認真做好記錄，以利于回擴成孔時采取措施。
3.8回擴成孔
當鉆頭抵達副工作坑時，將鉆頭從鉆桿上拆去，換上相應回擴頭，回擴成孔，導向孔孔徑擴至所鋪設的管徑以上，同時采用高分子聚合物優質泥漿輔助施工，以冷卻鉆頭，潤滑鉆具，不使孔內多余土結板，從而減少阻力，使管道順利敷設。為確保成孔質量，在不同地質條件下，選擇不同的泥漿配比。在遇有碎石、磚瓦等雜物，應用回擴頭多磨，保證回拖管道不受傷害。
3.9管道焊接
在鉆機進場的同時，即可組織管道焊接。其焊接長度應滿足所敷設管道長度，并在地面上進行強度和氣密性試驗。
3.10管道回拖
回擴成孔后，在回擴頭后連接好焊接的管道（或套管），以適當的速度由副工作坑回拖到主工作坑?；赝蠒r，管道下墊朔料滾杠，副工作坑處墊好柔性滑墊，既減小了回拖力又保護管道表面不被地面擦傷。回拖過程中，工作坑中存有量泥漿，為防泥漿外溢污染路面，應及時用車將泥漿外運，保證環境衛生?；赝贤戤吅?，卸下卡具，將管口封好。因于成孔略于管道外徑，兩者之間的間隙無需處理。
3.11試壓驗收后成品保護
試壓驗收合格后，將管口安全封堵，防止污水和雜物進入
4 施工中應注意的重點方面
4.1現場地下管線探測應仔細，防止施工鉆道中碰到其它的設施，特別是電纜或煤氣管道，另外非金屬設施的位置，并不能為一般管道探測儀能探測到，而單靠設施圖上的資料，往往不能準確的定出位置，所以有時必須進行探坑。
4.2地質勘測及測量必須做到詳盡準確，確保施工質量。
4.3定向鉆機支放應平穩牢固，位置角度要準確。
4.4鉆道打孔時，監測是很重要的，在監測過程中及時判斷鉆頭位置和標高，若發現偏差應增加測量次數并及時調整，以確保導向孔在規劃設計范圍內，引導鉆頭沿設計路徑前進
5 結 論
5.1轉向鉆道技術施工開挖量少，對地表干擾少，在政府不允許路面開挖的今天，轉向鉆道非開挖技術確實能解決傳統開挖管溝所帶來弊端。
5.2轉向鉆道技術雖然簡單，但施工前期的管線探測、地質勘測和施工中的監測應仔細進行，以確保施工的質量。
5.3 轉向鉆道系統運輸及裝置時間較長，輔助設備多，需要占有一定的空間。由于施工場地的限制，此技術對有些工程不一定適用。
推薦：
市政管道施工中，如給排水管道，傳統的穿越馬路施工方法是通過開挖管溝來敷設管道，這不僅使施工周期變長，浪費建設資金，而且反復開挖，給城市交通帶來不便，污染環境。更重要的是，修復的路面坑洼不平，不再像之前那樣完好平整。隨著城市的發展和對市政道路更高的要求，政府在做好統一規劃的同時，亦要求新建馬路不準開挖。傳統的方法已不再適應社會的要求，非開挖技術由此得到發展。非開挖技術是以最小的地表開挖量來完成各種地下管線的敷設、修復和更換的工程施工技術。我國在20世紀90年代，非開挖技術的引進及開發應用速度較快，由于施工速度快、施工精度高、適應土質范圍廣而深受業主與施工單位的歡迎。
目前非開挖敷設主要的施工方法有頂管技術，管材可用鋼管、鋼筋混凝土管、石棉水泥管、可鍛鑄鐵管等，再者就是轉向鉆道敷管技術，這種技術目前根據國內外鉆機的型號，可用于管徑≤1500mm范圍管道的施工，不僅使用于鋼管，也使用于聚乙烯（PE）管。由于頂管施工較為復雜，耗資巨，而轉向鉆道敷管技術具有施工靈活，工期短，費用低三優勢，故本文特論述一下這種轉向鉆道非開挖技術的施工方案，以供家參考。
2 轉向鉆道施工技術原理
轉向鉆道非開挖施工技術主要包括導向孔鉆進和擴孔拉管兩部分。先利用導向鉆機、隨鉆測量儀以及有關鉆具沿著要敷設管道的設計軌跡鉆進一個導向孔，然后回擴成孔，將孔徑擴到敷管所需的口徑，并將管道同步或分步拉入孔內，實現不開挖敷管。對改變鉆頭所鉆挖方向的控制，要依靠鉆頭斜面的定向調校。當需要轉向時，鉆頭停止旋轉，在磁信號的作用下，調整導向鉆頭斜面的方向，鉆頭在推力作用下轉向阻力較小的航道。
3 轉向鉆道施工技術方案
轉向鉆道施工主要設備有：管線探測儀，空氣壓縮機，液壓動力機和水平導向鉆機。
采用的設備不需噴射鉆道潤土液的為干性鉆道系統，需要噴射鉆道潤土液的為濕性鉆道系統，兩者相比，干性鉆道系統不需要潤土液，沒有液體污染地下環境，而濕性鉆道系統，通過配比好的泥漿，能保證回擴成孔的質量，對聚乙烯管在拖動過程中能避免劃傷，以保證管道的施工質量。
轉向鉆道敷管施工一般分以下步驟進行：定位放線，工地勘察及地質勘探，管線探測，路徑規劃，挖工作坑，設備就位，打導向孔，回擴成孔，管道焊接，管道回拖，試壓驗收后成品保護。以下就各個步驟進行詳細說明。
3.1定位放線
根據管線施工圖，利用經緯儀、水平儀、長尺等測量儀器和工具，準確測定預敷管道的位置，并在路面上每隔2米作一標記，供定向鉆機打導向孔時測定鉆頭的偏差。
3.2工地勘察及地質勘測
勘察工地，主要是測定現場是否有足夠的空間放置機具，管材及開挖工作坑，缺乏全面的現場勘察，會使工程延誤。地質勘測，主要是進行土質分析，以確定鉆頭的小。對于松軟的土層，必須選用有較斜面的鉆頭，使導向能力增強；對于堅硬的土層或石層，應選用有較小斜面的鉆頭，使切削力集中，穿透力增強，并保持適當的轉向能力，避免在過于堅硬的石層中進行鉆道敷管，做法是，在預敷設管道的位置或周圍，選擇適當的位置打深孔或挖坑（一般用工作坑代替），明確地下地質情況，以確定拖管用泥漿的最佳配比和敷管深度。
3.3管線探測
清楚地了解附近的地下設施，對轉向鉆道敷管工程尤其重要。在施工前要向有關部門了解煤氣管道、電纜管溝等地下設施資料，必要時要利用管線探測儀，在預敷設管道位置及周圍，精確測定原有城市地下管線，明確原有管線的位置、埋深及管徑，并標注在路面上，以據此作出打導向孔的路徑規劃，避免在鉆孔施工中對地下設施造成破壞。
3.4路徑規劃
根據地質勘測和地下管線探測結果，選擇合理的敷管深度，繪制鉆孔路徑規劃圖，在規劃圖中預敷設管道同樣每2米標注自然深度一次，供打導向孔使用。
3.5挖工作坑
工作坑包括主工作坑和副工作坑。主工作坑是設備操作的場所，副工作坑是擴孔和敷管時的工作場所。一般主工作坑長度為管段長度＋1m，寬度為管徑＋1m。副坑底可挖成正方形，邊長為管徑的＋1m。在工作坑挖好后，應設置安全警示標志。
3.6設備就位
將鉆機準確支放在主工作坑處，并做好接地工作。
3.7打導向孔（初步鉆道）
打導向孔是鉆道敷管中最重要的程序，它決定了管道的位置，鉆道過程應根據不同的土質選配合適的鉆頭，松軟的土層可選用較的鉆頭，堅硬的土層或石層選用較細的鉆頭，同時，在進行鉆道操作時，應盡量減少鉆桿的暴露長度，以免受壓過量及缺乏泥土承托而破壞鉆桿。具體操作是，沿規劃設計的路徑，利用水平定向鉆機，準確打導向孔（鉆道），要求每2米（亦是本文2.1中“每隔2米作一標志”處）準確測定鉆頭位置和深度一次，遇有偏差（深度偏差20cm，位置偏差20cm）應及時糾正，確保導向孔的精確度。遇有地下雜填土（如碎石、磚瓦等），認真做好記錄，以利于回擴成孔時采取措施。
3.8回擴成孔
當鉆頭抵達副工作坑時，將鉆頭從鉆桿上拆去，換上相應回擴頭，回擴成孔，導向孔孔徑擴至所鋪設的管徑以上，同時采用高分子聚合物優質泥漿輔助施工，以冷卻鉆頭，潤滑鉆具，不使孔內多余土結板，從而減少阻力，使管道順利敷設。為確保成孔質量，在不同地質條件下，選擇不同的泥漿配比。在遇有碎石、磚瓦等雜物，應用回擴頭多磨，保證回拖管道不受傷害。
3.9管道焊接
在鉆機進場的同時，即可組織管道焊接。其焊接長度應滿足所敷設管道長度，并在地面上進行強度和氣密性試驗。
3.10管道回拖
回擴成孔后，在回擴頭后連接好焊接的管道（或套管），以適當的速度由副工作坑回拖到主工作坑?；赝蠒r，管道下墊朔料滾杠，副工作坑處墊好柔性滑墊，既減小了回拖力又保護管道表面不被地面擦傷。回拖過程中，工作坑中存有量泥漿，為防泥漿外溢污染路面，應及時用車將泥漿外運，保證環境衛生?；赝贤戤吅?，卸下卡具，將管口封好。因于成孔略于管道外徑，兩者之間的間隙無需處理。
3.11試壓驗收后成品保護
試壓驗收合格后，將管口安全封堵，防止污水和雜物進入
4 施工中應注意的重點方面
4.1現場地下管線探測應仔細，防止施工鉆道中碰到其它的設施，特別是電纜或煤氣管道，另外非金屬設施的位置，并不能為一般管道探測儀能探測到，而單靠設施圖上的資料，往往不能準確的定出位置，所以有時必須進行探坑。
4.2地質勘測及測量必須做到詳盡準確，確保施工質量。
4.3定向鉆機支放應平穩牢固，位置角度要準確。
4.4鉆道打孔時，監測是很重要的，在監測過程中及時判斷鉆頭位置和標高，若發現偏差應增加測量次數并及時調整，以確保導向孔在規劃設計范圍內，引導鉆頭沿設計路徑前進
5 結 論
5.1轉向鉆道技術施工開挖量少，對地表干擾少，在政府不允許路面開挖的今天，轉向鉆道非開挖技術確實能解決傳統開挖管溝所帶來弊端。
5.2轉向鉆道技術雖然簡單，但施工前期的管線探測、地質勘測和施工中的監測應仔細進行，以確保施工的質量。
5.3 轉向鉆道系統運輸及裝置時間較長，輔助設備多，需要占有一定的空間。由于施工場地的限制，此技術對有些工程不一定適用。
推薦：
