摘　要:结合工程实例,详细介绍了运用非开挖水平定向钻进技术实施原有管道更换的新技术,为旧有管道的更换探索了一条经济可行的便捷之路,具有借鉴意义。 关键词:水平定向钻进技术;管道更换;注浆加固随着非开挖水平定向钻进技术的应用推广,运用此项技术进行管道铺设工程已司空见惯。对于原有埋设在道路下的 各种管道,由于路面塌陷、管道基础不良,以及地下水腐蚀、有害气体的影响,地下管道会产生裂缝、破损、管接头错位和管道内腐蚀等现象,需要进行及时的修复 与更换,以避免造成路面塌陷,引发事故。对旧有管道如果采用一般的开挖式施工方法进行修复或更换时,会产生大量的施工垃圾,并且施工周期长,对道路交通产 生很大的影响。运用地下管道非开挖修复技术具有不需大面积开挖路面,施工快速,费用少,对道路交通影响小等优点,是比较理想的地下管道修复与更换技术。本 文结合我公司施工实例介绍非开挖更换管道的新技术。1　工程概况上海浦东新区西营路燃气管改道工程是将原有 500ｍｍ铸铁管煤气中压管道改换成 250ｍｍＰＥ天然气中压管道,本工程的实施将大大改进浦东燃气输配管网。是在原有铸铁管内部铺设ＰＥ管,施工方法全部采用非开挖水平定向钻施工,全线施 工长度总计700ｍ。该工程位于上海浦东新区内,施工路线沿西营路施工,北起耀华路,经成山路后南止于德州路。施工区域位于西营路东侧机动车道上,施工区 两侧为居民区和街道,在施工时必须保证道路的清洁,控制产生的噪声,尽量不扰民。2　施工方案因为原排ＤＮ500中压管年代较长,ＤＮ500煤气管使用时 间较长,因此估计管内结垢结焦油情况较为严重。周边沿线居民较多,施工过程中不能停气,以免影响周围用户用气,故必须另排临时管道,施工周期要短。为此, 工艺必须具有:(1)施工简便,工期短,不能采用大面积开挖;(2)要对管道进行清洗;(3)不能对周边交通造成严重影响等优点。经过分析和论证,认为采 用Ｄ33×44型水平定向钻机运用非开挖技术对原有铸铁管进行清洗、回拖铺设ＰＥ天然气管道,并运用注浆技术对管道环状间隙进行注浆加固的施工方案。水平 定向钻机可以通过钻杆旋转,并且可以喷射一定压力的液体,能够对管道进行清洗和回拖,该机占地小,安全性较高。采用注浆加固技术,可以有效地固定天然气管 道,避免其在运行中产生抖动造成管道破损。3　施工设备选用Ｄ33×44型水平定向钻机,回拖力15ｋＮ;ＲＤ4000-10型地下管线探测仪;“月 食”控向系统;Ｄ506清管设备;ＰＥ热熔焊机;3ＳＮＳ型注浆泵。4　施工工艺根据施工特点和穿越条件,施工总共分为5大步骤:施工准备;管道清 洗;ＰＥ管回拖;工作坑开挖;管内注浆。

甘肃西和县一钻400米岩石山体引水管道穿越圆满竣工！-陕西华伟建设

近日，陕西华伟传来好消息，该企业非开挖工程甘肃西和县一钻400米岩石山体引水管道穿越圆满竣工！该非开挖工程项目的出色完成，标志着华伟企业在岩石管道穿越上又有了新的突破。

   项目简介：本次项目施工的地点西和县隶属于甘肃省陇南市，因古西和州而得县名。西和县素有“宝贝的复新地带”之称。先后年被评为“中国半夏之乡”和“中国乞巧文化之乡”。在陕西华伟的技术工程师和工人们夜以继日的努力下，终于将400米岩石山体的引水管道穿越完成，给西和县人民的引水工程作出了巨大贡献。本项目比预期工期提前2天竣工，体现了陕西华伟施工的迅速、高效以及优质的服务质量。

   在管道施工过程中,当遇到公路、铁路、河流、建筑物等地上障碍物时,采用传统的明开挖工艺无法施工,采用顶管、沉管等施工工艺造价较高,工期较长。采用非开挖定向穿越—拉管施工,即经济又能大大缩短施工周期。本次400米岩石山体引水穿越施工流程：1测量放线→2设备搬迁、进场布置→3系统安装、调试→4磁方位测量→5试钻→6 钻导向孔→7五级预扩孔+清孔→ 8 管道回拖→9设备撤场、竣工整理。

   工程图片：

水平定向钻的施工工艺

(1)管材的选择目前,应用于燃气输配的管道有钢管、PE管和铸铁管。铸铁管由于采用承插式和机械接口,加上本身柔性差,不适合用水平定向钻铺设。钢管、PE管既可拉又可弯,适合用于水平定向钻,其中盘卷PE管最为理想。

(2)现场勘察在钻进轨迹设计和施工前,应对工作区及管线经过区域进行地面和地下的勘察。地面勘察包括对地形地貌的测量,确定施工区域是否有足够的场地保证设备的安放和正常施工。地下勘察包括地质条件的勘探和地下管线及设施的探测。地质条件从根本上决定施工难易程度。岩层、碎石层、砂层、粉土层不适合用水平定向钻施工。粘性土既容易钻进,孔道成型又好,适合用水平定向钻钻进。当然这些都不是的,例如目前已实现了在岩土层钻进。土质分析判断可以通过沿设计轨迹钻勘探孔取样,具体方法可以参照有关规范。在穿越城市道路时,地下管线的情况往往是错综复杂的,既有污水管、给水管、煤气管,还有高压电缆、通信电缆。在实际情况中,往往档案资料不全,原参照标志不清。在这种情况下,地下管线的探测任务尤为重要。对于金属管道和电缆,通常用电磁感应法探测,如地下管线探测仪,它是通过接收地下管线的电磁信号判断管线位置。对于非金属管线只能采用电磁波法,如IDS探达,它是通过分析管线反射回来的电磁波判断管位。

(3)钻机选择钻机型号应根据回拖管道所需拉力选择。回拖力估算公式为:Fh=(Ff-W)LfFf=π4D2ρngW= πDδρgg式中:Fh回拖力,N;Ff单位长度管道悬浮在泥浆中产生的浮力,N/m;W单位长度管道的重量,N/m;L管道长度,m;f管线与孔壁之间的摩擦系数,可取1.0;D管道外径,m;ρn泥浆密度,kg/m3;δ管道壁厚,m;ρg钢管材的密度,kg/m3。

(4)钻进轨迹设计地下情况探明,出土、入土点确定后,根据管道埋深,就可以设计规划钻进轨迹。钻进轨迹通常由入土点斜直线段、曲线段、水平直线段、过渡段、直线段、出土点组成。曲线段的曲率半径应大于钻杆和管道的弯曲半径,例如材料S135,长度5 m的钻杆弯曲半径为70 m左右。钢管的弯曲半径根据经验一般取大于管道外径的1 200倍。PE管有较强的柔性,能适应钻杆钻出的任何孔道。钻具的入土角较大,而曲率半径一定时,将使钻孔深度加深。入土角较小,有利于钻杆受力和管道回拖。

(5)钻进操作导向孔钻进:司钻根据导向仪传递的有关钻头参数,调整实际钻进轨迹与设计轨迹的偏差,确保正确钻进。扩孔:导向孔完成后,在出土点换上旋转接头和扩孔器进行回扩。经回扩的最终孔道直径应是管道直径的1.5～2.0倍。若一次回扩不能满足要求,可进行多次回扩,扩孔器后面应接入钻杆,以保证下一次回扩的顺利进行。拖管:拖管可与最后一次扩孔同时进行。对于PE管,作用在管道上拉力不能太大,以免拉伤PE管。对于目前普遍使用的高密度PE管,其允许拉力如表1所示。

(6)管道外防腐采用水平定向钻铺设的钢管一般深度较深,铺设后外防腐很难检测。即使发生泄漏,也不可能进行开挖抢修,因此对钢管的防腐涂层提出了很高要求。除了要有良好的电绝缘性,能耐腐蚀、抗菌外,还要有足够的机械强度;有较好的耐磨性,以防止与土壤摩擦而损伤;有良好的抗弯曲性,以确保防腐层在一定曲率半径下不致损坏。另外,若钢管采用阴极保护,就要求防腐蚀层应具有一定耐阴极剥离强度的能力。环氧粉末由于具有优良附着力、柔韧性、耐化学腐蚀性强、电绝缘性好等的优点,在穿越钢管上有广泛应用。为了提高单层环氧粉末的耐机械撞击力,防水性,现在已经有了双层环氧粉末的涂层结构和环氧粉末外加挤压聚乙烯(PE夹克)的防腐技术,保证了重要燃气输气管道的万无一失。

(7)压力试验管道回拖前应进行强度试验和严密性试验,管道回拖结束应当再进行严密性试验。随着能源结构的调整,天然气作为一种洁净能源将逐步代替人工煤气。在天然气管网建设中,水平定向钻作为一项高精度、高效率、环保好、安全的施工技术,将得到越来越广泛的应用。