探析市政工程污水管道铺设中水平定向钻技术的应用

探析市政工程污水管道铺设中水平定向钻技术的应用

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在市政工程给排水工程施工过程中,污水管道铺设是其中的重要工序。但对于在繁华都市的地下或邻近建筑的地段施工,难免有些困难。施工下水平定向钻技术的引进,解决了这些困难。水平定向钻技术的应用不但加快了施工进度,还具有明显的经济效益,对周围环境的保护也有明显效果,正是因为水平定向钻技术具备的多个优点,使其在市政工程污水管道铺设施工中被广泛应用与推广。

关键词:管道铺设;水平定向钻技术;排水工程;

市政工程在社会的建设上占据着很重要的位置,所以在实施市政工程时,选择合适又科学的施工技术显得尤为重要。传统的施工技术的优势越来越少,均具有一定的局限性,而水平定向钻技术在近些年的市政工程污水管道铺设施工中得到了十分显著的成效。

一、水平定向钻技术的应用现状及特点

(一)水平定向钻技术的应用现状

水平定向钻技术在国外的发展时间较长,如今已经有30多家水平定向钻机生产商,由此可见,国外对水平定向技术的应用是较为看好的。在国内,水平定向钻技术在北京、上海、广州等经济发达地区的发展迅猛,并且得到了大家广泛的认可,目前已经成为我国非开挖铺设地下管线施工方法中技术最为先进、设备最完善、应用最广泛的一种施工方法,在管道铺设领域占据着不可替代的位置。

(二)水平定向技术的特点

1、适用范围广

水平定向钻技术现如今已经被大范围使用,适用范围十分广泛。水平定向钻设备适用于各种土质,无论是管道铺设,还是防渗、抽气等工程都可以使用,与此同时,应用此技术还可以巩固公路、跑道的地面基础,一举多得。

2、消耗费用低

由于干扰因素较少,所以对于施工场地的要求来说限制并不多,并且在市政污水管道铺设施工过程中,对房屋拆除或者管线造成的损害大大降低,从而使管线的使用量减少,因此降低了在施工过程中产生的费用,获取良好的经济效益和社会效益。

3、周边影响程度低

水平定向钻技术在市政污水管道铺设施工中,不需要对地表进行破坏,而且还可以避开障碍物,因此施工过程不会影响到交通、建筑、植被等周边设施,成功解决了传统开挖施工时对周围环境的影响。利用水平定向钻技术进行施工不需要水上作业,因此不会影响到正常的航行,更不会损坏岸边的河床和防护设施,而且安全性能强,施工人员少,施工速度快,成功率高,例如铁路、公路等一系列需要地下穿越施工的工程,应用水平定向钻技术可以省去开挖地面的步骤。

二、市政工程污水管道铺设中水平定向钻技术的应用措施

(一)水平定向钻的施工准备

首先要对项目相关内容进行测量和勘察,例如交通道路、地质情况、地下电力、水源、河床等,测量出入土点与出土点之间的距离、标高等,方便施工时作为参照。首先,测量人员严格按照测绘资料、水准基标等数据,测量、放线管道的控制桩,并且在控制桩上标注数据,例如里程、高程、编号等;然后结合水平定向钻机的型号、入土点和出土点的位置、钻机运输等因素对布管场地和钻机场地进行选择;最后在对水平定向钻机的位置确认无误后对其进行安装,为保证各个运营系统的正常工作,随后应立即进行系统测试,安装锚固箱。

(二)水平定向钻的施工流程

1、安装水平定向钻机和辅助设备

首先,水平定向钻机和辅助设备的安装需要采用吊车将其放置到指定位置,在此过程中,要保证水平定向钻机中心线与管道穿越中心线重合,水平定向钻机的水平面夹角要去行走轨道相匹配,然后再根据设计图纸上的要求,对水平定向钻机的高度进行合理的调整。最后,将水平定向钻机进行锚固,但为了避免锚杆损坏地下的管线,要将钻机锚固的位置进行检测。

2、确定导向孔的位置

水平定向钻技术的核心即为确定导向孔的位置。此项工作的完成需要定位导向仪辅助,例如月蚀定位导向仪、激光定位导向仪等等。在使用仪器的过程中,在保证各项参数都满足要求的前提下,时刻关注水平定向钻机的运行情况,并将所得参数与对照表进行对比,进而分析并设计导向孔。确定导向孔后的位置后,根据设计图纸,认真观察井眼的泥浆情况,必要时可以取样检测,尽量做到一次性成功,避免将工程复杂化。如果在施工过程中出现钻头被卡住的情况,应该及时调整泥浆的配比,然后再使用辅助工具将钻杆取出。

3、扩孔

扩孔是将导向孔的直径扩大到铺设污水管直径的1.5倍,目的是为了保证污水管能够顺利的进入到导向孔内,进而完成铺设。在进行预扩孔施工之前,要查看泥浆压力是否有异常情况发生,切割刀头等管路是否通畅,若发现异常,应及时进行处理,若未进行检查,一旦出现问题,则会前功尽弃。因此,预扩孔施工能否顺利进行,可以直接影响施工质量,是水平定向钻技术应用过程中的重要环节。

4、管道回拖

扩孔的工作结束后,在管道回拖施工前要先将扩孔工具与管道连接到,利用水平定向钻机带动钻杆进行接下来的管道回拖工作。管道回拖过程中经常会出现由于拖力较大而导致拖不动的情况,因此为了降低管道的回拖阻力,应该涂抹一些润滑的物质,例如泥浆等等。如果此种现象依然存在,那么可以将水平定向钻机挖出,在施工都结束后,归纳总结水平定向钻机拖不动的原因,并及时进行改进。

三、利用水平定向钻技术进行市政工程污水管道注意事项

(一)减少水平定向钻机的位移

在污水管道铺设施工过程中,水平定向钻机的位移会影响施工效果,因此在施工过程中要格外注意钻机位移问题。一般情况下,铺管的回拉力较大,只利用钻机的自身重量是无法与之抗衡的,所以要采用锚固的方法将水平定向钻机固定,例如使用打锚杆,将水平定向钻机的支架固定在地面上,当铺管的回拉力较大而影响施工时,也可以运用铁链等装置拴住水平定向钻的主梁部分,而后再将打锚杆锚固在地面上。

(二)钻孔清洁要彻底

拉管施工过程中,钻孔的清洁情况在其中起到很重要的作用,如果钻孔没有进行细致的清洁,会导致拉管施工时产生大量的残留的泥土,从而影响施工的质量,与此同时,会加大拉管的回拉力,导致水平定向钻机的位移。因此,在拉管施工的过程中,必须对钻孔进行再清理,直到钻孔内的残留物质较少为止,而后再进行回拉铺管施工作业,除了进行清洁工作外,还应该在回拉铺管施工作业中保持钻孔内的清洁,避免过多的泥土进入其中,从根本上避免。在清理钻孔时,若方法选择恰当,不但可以将钻孔清理干净,还可以对钻壁起到保护和巩固的作用。除了注意钻孔的清洁状况外,还要注意钻孔的本身问题,例如:润滑度不够、钻孔扭曲等,如果发现此类问题执意继续进行铺管,这回导致拉管施工失败,甚至危险事件的发生。

(三)钻孔内要时刻保持通畅

在拉管过程中都会出现反浆的现象,此现象的有无与钻孔内的通畅状况联系十分紧密,相互作用。反浆现象一般都在拉到仅剩三四根钻杆时才会出现,也就是说基本发生在后半部分,但当钻孔内的通畅程度不好的时候,泥浆中的水分会大量流失,导致管线被泥浆紧紧包围,严重的时候,甚至可以导致钻孔内壁坍塌,从而大大增加了拉管阻力。因此,若想继续进行拉管施工,则一定要保持钻孔内的通畅,关注水平定向钻机是否出现反浆现象,若出现反浆现象,即可继续施工。

结论:水平定向钻技术在排水管道或其他管线的施工中占据着很重要的位置,并且有着极大的潜能,它最大的特点就是采用非开挖方式,即能够在不破坏地表的情况下施工,打破了传统开挖方式施工的局限,给人们的生活、出行等带来了很大的便利。总而言之,水平定向钻技术是一个符合现代社会发展、安全且高效的新兴技术,既能降低施工成本,还可以加快施工进度,由此可见,水平定向钻技术在未来的发展是可观的。但此技术在国内的发展还未达到成熟,缺乏一定的经验,还需要将其进行完善,将水平定向钻技术的优势发挥到最大化。

参考文献

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[2]陈振,李雪艳.水平定向钻铺管技术在水利工程中的应用[J].水利规划与设计,2017(12):124-127.

[3]宁桥,陈考龙,熊江.水平定向钻穿越施工技术研讨[J].中国石油石化,2017(10):95-96.

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