浅谈水平定向穿越施工

　　水平定向穿越施工是近年来采用得比较多的管道铺设形式，在某些大城市可能已经很广泛的采用，但对于多数二级城市来说，还算比较新的施工工艺。以下是我对水平定向穿越施工的一些认识，希望能给各位带来一点启示。
　　我以一个工程为例子展开分析：一、概况本工程穿越路口段采用Φ400、Φ600PE管，套管为钢套管。二、施工流程及施工工艺
　　现场勘察→设计钻进轨迹→布管→管道组装焊接→焊口检验→管道补口及补伤→压力试验和清通→钻机就位和试钻→导向孔钻进→回扩→管道回拖→撤场
　　（一）现场勘察
　　对作业区及管线经过区域进行地面和地下的勘察。地面勘察包括测量道路周围的地形地貌、河床底部形态和水流情况。地下勘察包括地质条件的勘探和地下管线及设施的探测。通过查找相关地质资料、开挖探槽或钻探取样掌握土质条件、水文地质情况和地下管线及设施情况。
　　（二）设计钻进轨迹
　　根据现场勘察结果，设计钻进轨迹，包括确定入土点、出土点、入土角、出土角、穿越深度等，确保避开立交桥桩等地下障碍物。
　　以穿越长度1200米，道路宽度为400米为例，由于穿越钢管为钢管，因此钢管弯曲半径可取为：
　　当单根钻杆长度L＝9.6米，则每根钻杆每次可改变最大角度：
　　α＝（180/πR）×L＝（180/3.14×1500）×9.6＝0.36°
　　则单根钻杆改变方向的斜率百分比
　　δ＝tgα•100%＝tg0.29×100%＝0.38%
　　根据以上计算，设钻机入土角取5％，出土角取3％，出土点深度为1.8米，出土点深度为2.8米，最深点为4.5米。
　　（三）布管
　　焊接施工作业带利用施工便道，但需对其垫平、碾展，使其具有足够的承载能力，能保证施工车辆和设备的行驶安全。
　　管子装卸使用专门吊具，装卸时轻吊轻放，严禁摔、撞、磕、碰。吊钩要有足够的强度且防滑，确保使用安全。装卸过程中要注意保护管口，不得使管口产生任何豁口与伤痕。
　　装卸管过程中，要注意四周。吊车要避开电力线、通讯线和其他地面及地下设施，确保施工安全。所有施工机具和设备的任何部位与架空电力线路的安全距离要符合有关规定。
　　运至施工现场的防腐管在卸管时，须按规范要求逐根检查，填写检查记录。缺陷超过标准规定，不得使用；未超标的，按监理批准方案修复。所有记录要有双方代表签字，并经监理签字确认。
　　穿越管分车卸在与作业带交叉的路旁，底层防腐管两端垫土堆或沙袋。
　　（四）管道组装焊接
　　1.组装
　　组装前使用专用清洁工具清除管内的所有杂物。
　　组对时,管道的坡口、钝边、对口间隙、错边量等尺寸必须符合施工规范和焊接规范的有关规定。
　　组对完成后，有组队人员依据标准规定进行对口质量自检，并由焊接人员进行互检，检查合格后进行焊接。
　　2.焊接
　　焊接采用下向焊工艺
　　从事本工程焊接的焊工100%持证上岗。
　　焊条、焊丝必须有质量证明书，并符合相应的标准规定。
　　设专人管理焊接材料。严格按生产厂家要求和标准规定验收、运输、保管及使用焊条。
　　严格按焊接工艺规程要求进行焊接。层间应进行认真的清理，相邻两层接头应错开20mm以上。
　　对无损探伤不合格的焊缝，按返修工艺进行返修。
　　采用多层焊接，控制好焊道时间间隔及层间温度，焊接施工严格执行《管道下向焊接工艺规程》SY/T4071-93。
　　3.焊接检验
　　先进行外观质量检查，外观质量应符合《管道下向焊接工艺规程》SY/T4071-93的要求。
　　对环焊缝进行100%射线照相检验，射线检验应达到国家现行规范，Ⅱ级以上焊缝为合格。
　　4.管道补口及补伤
　　钢管防腐采用聚乙烯三层复合结构防腐，补口采用三层结构辐射交联聚乙烯热收缩套（带），补伤采用辐射交联聚乙烯补伤片。
　　按设计和规范要求对补口、补伤材料进行检验、验收及保管。
　　严格按设计要求和产品使用说明进行补口、补伤施工。
　　（五）压力试验和清通
　　管道组装完毕回拖前，进行强度试验和严密性试验。强度试验试验压力为5.6MPa，介质为水。严密性试验试验压力为4.0MPa，介质为水。
　　经发射管上进气管往管内输入压缩空气，进入清通阶段直至排污口无杂质、污水等排出为合格。
　　（六）钻机就位和试钻
　　1.便道修筑
　　用挖掘机将部分地面平整，形成宽8M的便道，对低洼地带要垫土推平压实，然后先铺垫一层6M宽的土工布，在土工布上面铺垫荆芭，确保施工机具设备顺利进场作业。
　　2.钻机场地
　　穿越的钻机场地布置在穿越段的北侧，。钻机场地占地30m×18m，先铺垫一层土工布，在土工布上面铺垫一层荆芭。
　　3.泥浆控制
　　泥浆是定向穿越中的关键因素，根据我们的施工经验，我们采取以下措施：
　　水源采用市政给水，在水中加入添加剂，使水软化，改善水质，同时提高水的PH值。
　　照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂配出合乎要求的泥浆。使用的泥浆添加剂有：降失水剂、提粘剂和防塌润滑剂等。所加添加剂符合环保要求。
　　为了确保泥浆的性能，要使膨润土有足够的水化时间。
　　回流泥浆的处理，在焊接场地挖一个返浆收集池，泥浆通过排浆收集，经沉淀后处理；在钻机场地也挖一个泥浆池，回收不了的泥浆排送到指定的地方。
　　4.钻机试钻
　　各系统运转正常后试转，钻进l～2根钻杆后检测各部位运行，情况正常后按次序钻进。
　　（七）钻导向孔
　　为保证左右方向，在出入钻点之间每隔10米设一明显标记。
　　每钻进一根钻杆，方向至少探测二次。
　　对探测点作好标记。
　　严格记录钻进过程中的扭矩、推力、泥浆流量、泥浆压力、方向改变量。
　　导向孔完成后，根据钻孔轨迹和数据记录，确定此导向孔是否可用。
　　出钻点偏离控制在1米内。
　　
　　导向孔钻进示意图
　　
　　（八）扩孔施工
　　扩孔分三次，分别为Φ50mm、Φ100mm、Φ150mm。
　　严格记录扩孔时的泥浆流量、压力、拖力、扭矩等；
　　根据实际情况调节泥浆量和添加剂；
　　扩孔示意图
　　（九）管道回拖
　　
　　记录回拖中的扭矩、拖力、泥浆流量、泥浆压力、回拖速度等值，出现异常立即报告；设专人观察沿线是否有漏浆现象，如有异常及时报告。
　　三、质量保证措施
　　（一）强化质量教育，贯彻“质量第一”的方针，开工前组织施工人员学习质量体系文件及施工技术要求，并做好记录；做到严格按照设计要求及规范规定施工，以良好的工作质量来保证工程的质量。
　　（二）建立各项管理制度，使质保体系正常运转，施工中加强工序管理，各工种、各岗位严格把关，认真执行“三检制”，并作好详细记录。各种管材、焊材、防腐材料要有材质合格证书，焊工要有合格证方可上岗。
　　（三）严格按焊接工艺评定的参数施焊，施焊前要按技术要求烘烤焊条，将坡口清理干净;刮风天气要采取防风措施。严格按设计要求对穿越段焊缝进行100％射线照相检验，质量达到设计要求的级别。
　　（四）试压过程要符合规范，压力要达到设计规定。
　　（五）施工中要贯彻质量保证体系。
　　（六）钻机及配套设备就位准确可靠，各岗位要严格按规定做好相应工作并认真填写施工记录。
　　（七）导向孔不得急于求快，要认真复核，参数要求准确，偏差要符合规定，司钻、控向及泥浆等操作人员要按照制订的方案钻进，如有异常及时汇报，必要时征得建设单位同意和支持。钻孔曲线要圆滑，扩孔和回拖要耐心细致，且要作好详细记录以便分析复核。
　　（八）管线检验合格、钻具及拖管头可靠联接后方可回拖。回拖中耐心细致，注意参数变化，设专人巡线，集中精力，两岸加强联系，发现涌点及损伤及时修补确保管线防腐层完好，不得出现碰伤、划伤等质量事故。
　　四、结束语
　　水平定向穿越施工是非开挖施工，对穿越已有建筑物的管道施工技术来说，是一个很好的选择，也是施工技术发展的方向。这里还要强调的是，不能只顾拉管穿越的过程，地质情况对拉管是否能达到设计高程也是重中之重。所以在施工过程中要密切监控地质情况，如有变化需及时采取措施，这样才不会功亏一篑。