广州开发区市政工程公司 510730
摘要：随着我国经济水平的不断提升，人们越来越重视安全问题，而市政管道施工直接影响到周边建筑物及人身安全问题。因此，在实际管道施工过程中，应加强管道工程施工质量控制。本文结合自身的工作实践，就水平定向钻牵引管道施工控制要点进行了总结与分析，并提出了施工中常见问题及解决对策，以供读者参考。
关键词：水平定向钻；管道工程；钻导向孔；泥浆配置
非开挖导向钻进铺设管线是在传统顶管法和不能定向的水平钻进铺管法的基础上，引进现代的导向技术而发展起来的铺管技术。它利用地面放置的铺管钻机，沿待铺管线的设计轨迹先钻成一个先导孔，然后将导孔扩大，并将工作管拉入孔内，实现不开挖施工。深度位置可以由导向仪测量，并根据设计轨迹进行校正调整，因此铺管精度高，成功率高。此外，铺设的管径、管材范围更广，适用的地层环境更宽。本文着重探讨了水平定向钻牵引管道施工控制要点。
1 水平定向钻牵引管道施工概述
水平定向钻牵引施工是近年来在市政管道工程中常用的一种方法，根据预先勘探的地质情况，设计出具体钻进、牵引线路，开挖入土井和接收井，然后用装有钻头的钻杆进行逐级扩孔，孔径满足设计规定之后，再卸下钻头装上相应管线 回拖，完成管线敷设作业。与传统明挖回填施工相比，水平定向钻牵引施工是一种不需要大范围开挖土方，不破坏周围环境，就能敷设地下管线的施工工艺。
水平定向钻牵引管道施工的优缺点如下：
水平定向钻牵引施工不会阻碍交通，对绿地和植被破坏较少，对商店、学校、医院和居民的正常生活方面的影响能降至最低，避免了传统开挖对居民生活的干扰，对交通、环境、周边建筑基础的破坏和不良影响；不用开挖沟槽进行管道施工，减少了土方处理的工作量，减少了成本；特别时间短，任务重的情况，选用水平定向钻更为合适。但是，水平定向钻施工需要配制泥浆，泥浆存放与运输给文明施工带来一定的负面影响。
2 水平定向钻牵引管道施工控制要点
2.1 工程概况
广汕公路（开创大道至永顺大道）架空线入地工程，共9处横跨广汕公路
敷设电缆套管。铺设9*φ110 HDPE管，共约1600米。由于此段双向8车道，车流量大，地下管线错综复杂，且有国防电缆和地铁电缆。若采用明挖铺管工艺，对交通影响非常大，对地下管线的保护也难以面面俱到，容错率低。经综合比较最终采用水平定向钻牵引管施工工艺。
2.2 施工前准备
施工前首先探查该施工范围内地下管线分布及深度，在管线位置做好标记。根据设计单位交付的设计资料，进行管线中线放样、水准点引点等工作，沿管道轴线每隔9m作一标高标记，以便导向时精确控制标高。并划分工作区间，在每段工作段两头各挖1.0m×1.0m×3.0m的工作坑及接收坑。
2.3 钻杆轨迹设计
钻孔轨迹设计合不合理是管道施工能否成功的关键。钻孔轨迹设计主要是依 据设计要求、地质情况、地形特点、地下障碍物、钻杆进出土角度、钻杆转弯半 径、钻头转向能力、导向监控能力和被敷设管线性能等综合确定。
钻孔轨迹按以下要求设计。1、最小覆土深度不得小于设计管径大小的5~6倍；2、管道敷设在现有建筑基础上部时，与基础水平净间距要大于1.5米；3、管道敷设在现有建筑基础下部时，须在持力层扩散角之外。
2.4 泥浆配制
泥浆是在导向孔钻进和扩孔时采用以膨胀土及其他化学泥浆混合的一种化工原料，它可以使切削下来的土屑 变成悬浮状态，并与之形成泥浆排出钻孔。
泥浆能起到冷却钻头，保护内部传感 器、润滑钻杆及管道外壁，减少钻进及回拖阻力、保护孔壁的作用。
2.5 钻导向孔
根据不同地质条件和工程要求，因地制宜地选择适合工程施工的钻机、钻具 以及钻进方式，完成导向孔施工，注意监测和控制钻头的钻进。
钻孔主要靠钻机产生的推力、旋转扭矩的冲击、压力来完成施工。在牵引距离较长时，由于管道和钻杆较重，施工时与土层间摩擦阻力较大，对钻机的回拖力及扭矩要求比较大。为了保证工程进度和钻孔的质量，在钻进时尽可能一次完成，不要分段钻进。钻机一次性运行时间较长，对钻机的性能也有较高要求。钻机上需配备有导向仪，导向孔施工需利用导向仪进行钻孔、变向。
2.6 回拉扩孔铺管
回拉扩孔铺管时结合地质情况、地下水位以及管道孔径选择合适的回扩钻头，合理配置膨胀土和化学泥浆。
导向孔施工完成后，先将导向钻头和信号棒卸下，接着装上反向扩孔头、旋转接头，将回拉钻杆接在旋转接头上，进行反拉扩孔。根据实际情况选择多级扩孔，使孔径达到管道回拖所需尺寸。
逐级扩孔之后进行管道回拖，在钻杆上接上扩孔头，用以最后一遍扩孔。扩孔完成后，将管材一次连接成需要的长度，管道连接一般采用焊接或热熔连接。管材连接成需要的长度后，将其两端封闭，一端与钻头相连。随着钻杆的回拉，将管道慢慢拖入已形成的孔洞中，直到完成全部管道的铺设。然后卸下扩孔钻头及分动器，取出剩余钻杆，并拉出管头，铺管工作即完成。
2.6 监测与控制
（1）原理：采用先进的导向探测仪对地下钻头的前后倾角、深度、导向板面向角等进行测量，根据测量结果预定其导进方向，并不断地调整钻头面角进行钻进。
钻进过程中，主要通过随钻测量技术获取孔底钻头的有关信息，孔底信号传 送的方法采用电磁波法。在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头 的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数 与钻孔轨迹进行对比，及时纠正。地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的 孔底信息无线传送至钻机的接收器，以便操作手能控制钻机按正确的轨迹钻进。
（2）钻孔轨迹的控制。铺设管线的深度和水平距离；避开的地下管线和石块等障碍物；钻进角度或出钻角度的弧度变化。
3 牵引管施工中常见问题及对策
（1）由于牵引的管道长度过长或牵引时阻力太大，因而出现拉力过大使管材断裂，为了防止出现这种问题，在管材连接好后，用和管材外径一样的两块圆形钢板封住管材两端，并在中间串上三根钢筋加固，防止拉力过大使管材断裂。
（2）牵引时钻杆与管材的连接主要采用抱箍连接，会使 管材端口变形，影响管材结构。为了避免出现这种情况，在钻杆与管材连接之前，先接上一个电热溶带，冷却后，再与钻杆连接。
4 结语
综上所述，本文通过工程的实践，发现水平定向牵引技术在路灯管线施工中取得了良好的施工效益，相对于明挖技术来说，具有节约工期、节省人力和物力等优点。目前，水平定向牵引技术不需要使用大型机械，且在不能进行拆迁、开挖和封闭交通的地段使用效果尤为显著，节约了拆迁费及深基坑支护等费用。另外，还有效地减少环境污染及对附近居民的影响，可见，水平定向钻牵引管道施工具有良好的社会效益。
参考文献：
[1]杜祎.定向钻技术在市政管线工程中的设计要点及应用[J].中国市政工程，2019（1）：56-58.
[2]赵春会 钱铁柱.水平定向钻技术在排水管道工程中的应用[J].水利水电技术，2019（S1）：262-264.