排水工程水平定向钻非开挖施工技术

水平定向钻非开挖施工技术及其优点,从前期准备、导向钻进、分级扩孔、回拉管道等方面对该施工工艺进行了论述,探讨了具体的操作规程及水平定向钻施工关键技术,并结合具体工程进行了说明。

随着我国城市化进程加快,市政排水管道建设量猛增。目前,国内大部分城市仍采用开槽埋管的作业方式。开挖路面施工会影响交通、污染环境,给市民生活带来 诸多不便,也容易造成路面质量下降,缩短使用寿命。水平定向钻施工技术的发展为解决上述问题提供了有效的途径。定向钻施工法也称为往复式潜钻施工法 (Horizontal Directional Drilling),是指无法以传统开挖、推进及作业人员无法进入工作区,须用机械方法来操作钻掘、排土、清渣及方向控制,并在扩孔后将各种管材埋入地下 的施工方法。定向钻施工法的优点有:1)需要的作业空间小,对交通影响小;2)采用机械化施工,施工迅速,工期短;3)减少因施工发生路面下陷及房屋龟 裂;4)对已有埋设物的障碍物处理减至限度;5)所需开挖空间少,安全防护容易;6)工人不需进入危险区作业,可保护工人安全;7)在人口密集地区, 对市民生活影响小;8)适合穿越铁路、公路、高速公路、河流等处的埋管施工。

MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0先进的非开挖铺管技术具有不影响企业光荣而神圣的历史使命。随着我国城镇建设的高速推进,我国城市管网建设及旧城区管网改造工程大幅度增加,非开挖 技术作为一种绿色建筑技术,限度地使施工活动减少对环境负面影响,有效的实现四节一环保(节能、节地、节水、节材和环境保护)。非开挖技术在推广绿色 环保施工的大环境下,由北京、上海、广州、深圳等城市迅速向内地大、中城市辐射。 非开挖铺管技术,是利用岩土钻掘手段,在地表不开挖的情况下,铺设、修复和更换各种地下管线的施工技术。

其主要的施工方法包括以下四种:

1、水平导向钻进法。它是一种无需建造工作井,就能够快速铺装地下管线的钻进方法。主要特点是,可根据预先设计的铺管路线,驱动装有楔形钻头的钻杆从地面 钻入,钻进过程受三维控制,通过钻杆和一个特殊设计的楔形钻头按设计好的三维线形旋转钻进。当需要改变钻进方向时,只需要暂停钻杆的旋转并将钻头的楔形固 定在相应的位置上推进即可,按照设计的轨迹绕过地下障碍抵达目的地。然后,卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩孔器,使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔 扩大至所需直径,并将需要铺装的管线同时返程拖回钻孔入口处。水平导向钻进法根据土质条件的不同一次钻进的距离可达100～600m不等,能够铺装管线的 直径可达1m左右。适用于铺装PVC管、PE管、HDPE管、钢管、电缆、光缆等各种不同材质的工程管线。目前,这种方法已广泛用于通讯、电力、化 工、燃气、石油、给、排水以及交通、市政等不同行业和部门的地下管线安装工程。

2、锤管法。它是利用气动穿梭矛在钢管(空心套管)的后面,将钢管顶进至终点来完成铺管任务的方法。这种方法需要在进口和出口各挖一个工作坑。在进口坑 内,用一个特殊的管夹将穿梭矛置于钢管后部,靠压缩空气通过气动矛推动钢管,无需设置后座。当节钢套筒全部进入地层后,拆除管夹,将第二节钢管焊接就 位。继续上述过程,直至全部钢管安装完为止。当钢管抵达出口坑后,用强大的空气压力推动管中的泥土一次性排出。此方法通常使用各种型号的穿梭矛,适宜于铺 设各种孔径和长度距离的钢管或铸铁管。由于此法对土层扰动极少,特别适合于运输繁忙的铁路、公路、机场等地铺设管道,实现“零沉降、零开挖、不限速”施 工。同时由于避免了钻进法扰动土堤,造成漏水管涌等严重后果(2005年5月浏阳河大堤发生钻孔形成管涌,淹没农田,动用了数千名武警抢险的特大事故), 所以此法在水利工程穿越河堤、水库大坝中发挥独特优势。

3、拉管法。是用气动穿梭矛从一个较小的进口坑钻进,在压缩空气不断推进下,穿越 地层,牵引紧锁在穿梭矛尾 部的新管到达终点。若铺设的管线口径较小,距离不太长,穿越处为碎石、沙土或松土等易于塌陷的地质时,或者要安装的是PE管、PVC管、热塑胶管,使用此 法最为有效。

4、胀管法。它主要用来更换、修复和扩大城市各种地下旧有管线。 随着我国全面建设小康社会步伐的加快,城市建设规模逐渐扩大,许多始建于上世纪七八十年代甚至更早的供水、排水、天然气等管道锈蚀破损严重,况且旧管道尺 寸是按当时需求而设计的,都在超期服役,远远不能满足目前城市逐年开发增长扩大容量的需求,需要及时更换和扩孔。如果采用传统开挖方式进行管道的更换、扩 孔,不但工期长,造价昂贵,更主要对市政、商业、交通以及城市居民生活造成极大干扰和影响。而如果采用一般的非开挖工艺重新铺设管线,则由于近年来各种新 铺地下管线迅速增加,各种管线纵横交错,再插新管恐怕十分困难,而且风险太大。因此,利用先进的胀管技术在原有管线路径不变的情况下进行地下管线的更换、 扩孔,已经成为当今城市管线建设的必要手段。

水平定向钻施工造价构成及主要影响因素 

 由于水平定向钻施工的应用范围较广，因此涉及到的专业工程计价依据也较多。例如，市政定额、交通定额和石油天然气定额中均有相关的定额子目。由于施工工艺不同，计价的方法和内容均有所不同，但涉及到报价时所需考虑计价要素基本类似，笔者根据多年来工作经验，以石油天然气工程报价为例简要介绍如下。  石油天然气工程水平定向钻施工报价主要包括管线预制、定向钻穿越、土石方工程、三通一平、泥浆处理等费用，有的还包括了过渡段管线敷设及其他零星工程。招标文件及图纸一般只标明或说明定向钻穿越的材质、规格、及穿越的长度，预算人员还需要根据水平定向钻施工组织设计和施工方案，并结合施工现场实际情况计算分部、分项工程量，以保证报价的准确性和合理性。