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。
水平定向钻进设备,在十几年间也获得了飞速发展,成为发达国家中新兴的产业。目前其发 展趋势正朝着大型化和微型化、适应硬岩作业、自备式锚固系统、钻杆自动堆放与提取、钻杆连接自 动润滑、防触电系统等自动化作业功能、超深度导向监控、应用范围广等特征发展。该种设备一般适 用于管径φ300~φ1200mm的钢管、PE管,最长铺管长度可达1500m,适应于软土到硬岩多种土壤条 件。
水平定向钻施工的特点:
1、 定向钻穿越施工具有不会阻碍交通,不会破坏绿地,植被,不会影响商店,医院,学校和居民的正常生活和工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通,环境,周边建筑物基础的破坏和不良影响。
2、现代化的穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向和埋深,管线弧形敷设距离长,完全可以满足设计要求埋深,并且可以使管线绕过地下的障碍物。
3、城市管网埋深一般达到三米以下,穿越河流时,一般埋深在河床下 9—18米,所以采用水平定向钻机穿越,对周围环境没有影响,不破坏地貌和环境,适应环保的各项要求。
4、 采用水平定向钻机穿越施工时,没有水上、水下作业,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
5、与其它施工方法比较,进出场地速度快,施工场地可以灵活调整,尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性,并且施工占地少工程造价低, 施工速度快。
6、大型河流穿越时,由于管线埋在地层以下 9—18米,地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少,所以起到自然防腐和保温的功用,可以保证管线运行时间更长。
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。