水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用
- 格式：pdf
- 大小：260.71 KB
- 文档页数：2
水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用
发布时间：2021-07-22T07:00:40.179Z 来源：《房地产世界》2021年5期 作者： 张研
[导读] 随着城市化进程加快，人们生活水平提升，对城市基础设施建设要求也逐渐增加，因此铺设市政供水管道的规模也日渐扩大。在对市政供水管道铺设过程中，传统技术主要采用大开挖方式，该方式具有一定弊端，不适应当今社会可持续发展理念。随着科技水平提高，
水平定向钻进技术得到发展，本文主要探讨该技术在市政供水管道施工中的应用。
张研
南京新开源工程实业有限公司 江苏南京 210000
摘要：随着城市化进程加快，人们生活水平提升，对城市基础设施建设要求也逐渐增加，因此铺设市政供水管道的规模也日渐扩大。在对市政供水管道铺设过程中，传统技术主要采用大开挖方式，该方式具有一定弊端，不适应当今社会可持续发展理念。随着科技水平提
高，水平定向钻进技术得到发展，本文主要探讨该技术在市政供水管道施工中的应用。
关键词：水平定向钻进技术；市政供水；供水管道；管道施工；技术应用
一、传统大开挖方式存在的问题
传统市政供水管道施工中进行管线铺设多采用大开挖式方法，除速度相对较慢外，还阻碍交通并且对环境造成一定污染。不仅如此，其灵活性较差，如果施工中遇到障碍物，则难以穿越。具体包括以下几点内容：（1）传统大开挖方式在铺设供水管道时，如果其铺设路线
与河流流向相交，则需要将河堤拆除，同时对河流进行引流，从而导致开挖工程量与工程耗时增加、难度提高，促使成本增加。（2）当铺
设管道与新修公路相交时，工程难度会增加。其主要原因是，根据国家相关规定，新修公路在三至十五年间不可以破坏挖掘。因此，如果
破坏新修公路，则会导致公路整体质量下降，使用年限缩短，并且还会造成交通拥堵。此外，若在挖掘时没有对地下情况进行仔细评估，
还有可能导致地下管线被破坏。其结果是带来严重的安全隐患，且使周边环境受到污染，并且造成严重经济损失以及资源浪费。（3）当施
工中遇到需要大幅度跨越与穿越并且埋层较深的障碍物时，如果从其上方穿过，则埋深及覆土不够，如果从其下方穿过，则需要超深开
挖，而超深开挖会使整个工程存在一定安全隐患，对施工造成极大阻碍，增加成本。（4）当铺设管道需要穿越铁路时，直接开挖会影响铁
路运输，并且挖掘后修复铁路需要的时间较长。
二、水平定向钻进技术的优点
相较于传统大开挖方式，水平定向钻进技术具有诸多优势，尤其是在施工成本、应用范围以及环境保护等方面，具体内容如下：
（一）施工成本更低
水平定向钻进技术能够降低施工成本。一方面，水平定向钻进技术能够使用更少的管线材料；另一方面，还能够降低人员消耗，从而使施工人员负担减少，降低施工成本。除此之外，该技术具有精准的导向作用，可在最短时间内进出场，并且该技术不受自然约束，在雨
雪天也能够进行作业，可保证工期完成时间。
（二）应用范围更广
水平定向钻进技术能够广泛应用于多种工程之中，例如防渗作业、管道施工以及抽气作业等。除在多领域可应用外，水平定向钻进技术还能够不受土壤类型限制，可在任何严苛施工环境下进行作业。与此同时，当铺设管道与新修公路相交时，该技术还可使公路路基得到
加固。由此看来，水平定向钻进技术应用范围广泛，值得在市政供水管道施工中推广使用。
（三）环境保护作用
传统大开挖方式对环境影响较大，但是水平定向钻进技术不会对周围环境以及地表造成破坏。传统大开挖方式在与河流水源相遇时，需要深入水下作业或在水体表面进行加工操作再进行沉管作业，但是使用水平定向钻进技术后，对于埋深超过三米的管网，可深入在河床
九至十八米以下。由此可见，该技术不会影响到堤坝与河床，并且不会对自然环境与地质地貌造成破坏，与此同时还可使管线使用寿命得
到延长，与现阶段可持续发展理念相吻合。
三、水平定向钻进设备
水平定向钻进设备主要由动力系统、钻机系统、控向系统、泥浆系统以及其他辅助机具组成。具体内容包括如下：（1）动力系统。其主要作用是提供动力与电力，其中动力提供给钻机系统，电力应用于施工周围与现场设备。（2）钻机系统。钻机系统是整个设备的核心，
由主机、转盘以及其他部件组成。其中钻进与回拖任务主要通过主机完成，而转盘则是根据不同作业要求调整转盘的输出转速与扭矩。
（3）控向系统。控向系统主要是借助计算机技术，根据计算机对钻头监测与控制后得到的具体参数，从而将钻头向正确方位上引导。（4）泥浆系统。该系统的主要作用是通过混合泥浆泵、搅拌罐与泥浆管路，从而提供适合钻进的泥浆。（5）其他辅助机具。除上述系统
外，水平定向钻进设备还包括进行扩孔以及钻孔的工具，可帮助钻机系统施工正常。
四、水平定向钻进技术的应用
（一）准备工作
1.制定导向孔轨迹
在制作导向孔轨迹时，需要仔细评估建设单位所提供的工程资料，例如工程技术要求以及管线工程平面图等。除此之外，还需要对施工现场进行考察评估，从而了解现有管线以及施工管线的具体位置。在确定位置后，还要对数据进行分析，并探讨勘察结果，从而制定导
向孔轨迹，与此同时绘制导向孔轨迹图。
2.选择合适钻具、进行泥浆配置
泥浆是整个施工工艺的核心所在，其主要目的是稳定钻孔土体，并使润滑钻头与钻杆拥有良好的冷却效果，对钻屑等杂物具有一定清理作用。配置泥浆的原材料主要包括水、胶体化学材料以及膨润土等，但在泥浆配置过程中，其材料选择与材料配比主要取决于工程实际
情况。需要注意的是，在钻具选择上，以管材回拉力的一点五至三倍为限制条件。不仅如此，由于不同钻具适用于不同土壤情况，所以土
壤性质也决定选取何种类型的钻具以及钻进液。
（二）导向孔的钻进
导向孔钻进需要在整个系统联机调试之后，而只有将发射与接收工作坑的挖掘、钻机锚固工作完成后，才能进行系统联机调试。在进行钻进时，导向钻头的选择同样重要，只有选取合适的导向钻头，才能使其正常运作，并在喷浆后依照系统引导，根据最初规划的导向孔
轨迹进行作业，从而致使孔壁形成。而孔壁形成的作用机理是钻头与高压泥浆射流的共同作用。在钻进过程中，钻头信号棒的作用是发出
信号，而监视设备可以将钻头位置与深度等基础信息显示出来，并且可以根据具体信息调整钻头方向。导向孔施工在整个工程中起到承上
启下作用，其对于下一阶段在何处铺设生产管具有重要意义，是整个工程中最关键的环节，所以在具体施工过程中，需要进行严格监督管
理工作。
（三）扩孔施工
导向孔施工完后的程序是安装扩孔器进行回拉扩孔工作。在这一阶段作业中，孔壁需要足够的钻进泥浆液，而钻进泥浆液主要来源于泥浆泵。通过泥浆泵，会有一层护壁泥浆层形成于孔壁表面。不仅如此，切削下来的土屑还能够被泥浆泵带回地面。扩孔工作需要多次重
复进行，直到导向孔直径能够超过设计管径的零点二至零点五倍。除此之外，由于施工过程受地形、人员以及技术等限制，因此极易产生
泥浆泄露以及钻孔膨胀等现象，从而导致安全事故发生，基于此，在工程开始前，需要做好测量工作，确保测量结果的准确性，同时根据
施工地实际情况合理配置泥浆，使其密度与原料符合施工标准，从而减少安全隐患。
（四）施工结束后
扩孔完成后需要清理导向孔，并检查管材是否有损伤情况，没有任何问题后可进行拖管。管材与接头、钻杆以及分动器依次相连，在连接过程中，需要时刻关注孔内情况、钻机的控制拉力以及速度等，从而促进回拖平衡。
结束语：
综上所述，水平定向钻进技术在市政供水管道施工中发挥出巨大优势，能够从多个维度弥补传统大开挖方式的缺陷，并且该技术具有极高环保性能，可广泛应用于各种领域，不仅如此，还可降低施工成本。使用水平定向钻进技术可使城市化建设水平与速度得到同步提
升，并且随着科学技术水平不断提升，还会向着智能化、信息化方向发展。
参考文献：
[1]梅英军. 水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用分析[J]. 住宅与房地产，2019，No.546（24）：193-193.
[2]韩慧东. 水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用研究[J]. 建筑工程技术与设计，2018，000（024）：2535.
