市政排污管穿越南水北调河道定向钻施工主要特点.doc

1、1市政排污管穿越南水北调河道定向钻施工主要特点摘要：在市政排污管施工中运用定向钻施工方法，具备穿越距离长、施工效率高的优势。为了保证定向钻施工进度，避免各种因素对施工进度造成不利影响，应当控制好土建施工技术和管道定向钻穿越施工技术要点。本文以潮河一标道路污水管道施工为例，对市政排污管穿越南水北调河道定向钻施工主要特点进行分析。 关键词：市政；排污管；定向钻施工 一、市政排污管网的作用分析 在人们的日常生活中，水是不可或缺的重要物质之一，人们使用之后的水便成为了生活污水，工业企业使用后的水则会成为工业废水。市政排污管网最基本的任务就是能够及时、有效、安全、通畅地对各类污水进行收集和输送，进而确保

2、污水处理的有序进行。通常情况下，排水管网主要是由排污管和检查井等部分组成，其作用是避免污水、废水对自然生态环境造成污染和破坏。市政排污管网是城市基础设施的重要组成部分之一，采用何种排污系统对污水、废水进行排除是市政排污管网规划设计中的关键性问题，其不但影响着排污管网的具体设计和施工，而且还会对管网投入使用后的维护及管理有所影响，最为重要的是会对当地的城市规划以及生态环境保护有着深远影响。 二、市政排污管穿越南水北调河道定向钻施工特点 （一）工程概况 2针对新郑市 G107 国道、中华北路、解放北路 3 条道路的污水管道穿越南水北调中线总干渠工程，分别做出 3 处定向钻穿越方案设计。按照南水北调

3、中线总干渠建筑物分类标准，确定总干渠渠道、控制线工程和各类交叉建筑物按 I 级建筑物设计。 在定向钻施工中，穿越段采用钢塑复合管，连接段采用预制混凝土管，具体情况如下：钢塑复合管内部采用 EP，外部采用 PE 复合，在出口处使用高温耐磨防腐材料进行防腐处理，利用双密封焊接保证钢塑复合管的强度；连接段采用承插管作为混凝土管接头。 水平定向穿越设备包括动力系统、穿越主机、控向系统、泥浆系统、钻具。泥浆系统由泥浆搅拌系统、泥浆加料系统、泥浆回收系统及配套动力系统组成；控向系统使用有线控向，以及 Turtracke 及 elicpse 地面信标辅助控向系统。 （二）土建施工技术要点 1.测量放线 以施

4、工图纸和测量控制点为依据，对管线穿越中心线、施工作业场地边界线的具体位置进行测定。将标志桩设置在入土点和出土点，注明穿越管道的入土角、出土角和高程坐标。进行放线时，保证入土点、出土点位置沿管线轴线方向偏差小于 20mm，左右偏差小于 10mm。在施工作业带清理前测量放出穿越施工作业场地边界线，在清理后放出穿越轴线。当管道穿越遇到光缆、电缆、管道等障碍物时，应当与有关部门联系进行现场确认。 2.进场道路修筑 3进场道路修筑在靠近公路的一侧，要保证道路平坦，具备一定承载强度。道路修筑选用硬质石料或砂砾石作为结构层填筑料，要求压实厚度为 30cm，路基横断面呈拱形，路拱横向坡度为 2.5%。设计路面

5、为宽5m、厚 15cm 的泥结碎石路面，采取有效措施保护公路和路肩，如遇排水沟应埋设过水涵管。 3.作业带清理平整 为了确保施工机具通行顺畅，应使用推土机将施工作业带内的杂草、树木、石块、构筑物清理干净，采取措施保护作业带内的水利、电力设施。对于有排水沟、灌溉区的作业带，应当预埋过水设施，保证作业带不影响农业正常生产，如图 1 所示： 图 1 过沟、涵便桥图 4.基坑开挖 锚固坑开挖。在水平定向钻机就位时，在已安装好的挡板前打 4根 16858m 的管桩，并用槽钢将地锚、挡板、管桩和钻机下垫的钢板进行连接。 泥浆池开挖。使用施工机械开挖泥浆坑，在出土端和入土端各开挖一个泥浆池，为了防止泥浆渗漏

6、，在泥浆坑四周和底部铺垫彩布条。 管道发送沟开挖。尽可能地挖发送沟，以减小管道在回拖过程中产生的阻力和外层损伤，如若不具备挖发送沟的条件，应采取安装滚轮架或打土堆的方法进行管道回拖。 （三）管道定向钻穿越施工技术要点 1.场地整平 4首先使用推土机将作业场地进行初步整平后，再进行反复碾压，借此来使整个场地的地质条件变得更为密实；随后按照施工现场的具体情况对场地进行铺垫，并在钻机位置下布设钢板，这样有助于确保钻机的稳定性。 2.设备布置 为确保能够在夜间正常施工，需要在场地围栏处布设防爆照明灯。同时还需要布设如下设备：定向钻机、泥浆泵、发电机组、吊车、钻杆与钻具等等。 3.锚固坑安装就位 锚固坑

7、具体位置的确定应当按照穿越入土点位置、入土角度以及钻架高度为依据，实际安装过程中，需要采用全站仪进行定位。 当锚固箱安装好之后，吊车从旁配合将钻机及其配套设备安装就位，随后对钻机进行调整，可按照设计图纸中的入土角度调整钻机的高度，具体入土侧平面图如下所示： 图 2 定向钻穿越入土侧平面图 以上工作完成后，应对设备进行调试。初步控制方向参数可以根据钻机入土和出土点两侧沿中心线多测点测量取平均值的方法进行确定，然后对定向钻机的连接管路和接头进行检查，看是否连接牢靠，全部设备检查完毕后，便可进行开机试运行，若系统各个参数都处于正常后，便可按照设计要求进行钻进。 在开钻之前，应当先配制好泥浆，泥浆的粘

8、度可以采用马氏漏斗进行测量，时间控制在 2 小时一次。通过对南水北调相关地质勘探报告5进行查阅得知，本工程穿越的地层主要包括细砂岩石、粘土岩、砂岩等等。为此，应当按照这些地层的特征制定合理的泥浆配制方案。其中导向孔的泥浆配制情况如下：泥浆粘度为 45s，失水量控制在 15ml 以下，配合比标准为膨润土 5%、润滑剂 0.1%、降失水剂 0.28%、滤饼剂 0.1%、增粘剂 0.04%。 4.导向孔钻进 先进行试钻进，若是钻头水眼通畅则继续钻进。由于本工程为穿越施工，故此需要采用加厚型钻杆和镶齿三牙轮钻头，控向系统则可采用TTS 实时跟踪系统和 MGS 系统，这有助于确保出土位置的准确性。由于导

9、向孔钻进是整个穿越施工过程中最为关键的一道工序。为此，必须做好实时跟踪测量工作，以此来控制导向孔的钻进质量。 （四）关键性问题的解决措施 本工程地表以下 5m 为膨胀岩，上部为中粉质壤土。膨胀岩本身属于软岩中的一种特殊类型，它的性状具有似岩非岩、似土非土的特点，而且与水的关系极其密切，亲水性异常强烈。由于其含有大量亲水矿物，当湿度发生变化时，会伴随有较大的体积变化，变形受约束时则会产生较大的内应力。膨胀岩遭遇地下水之后会出现膨胀的现象，这样容易引起抱管，从而给造孔及拖管施工带来了一定的麻烦，而中粉质壤土容易引起坍孔且很难成孔。上述情况是本工程施工建设过程中的关键性问题，必须采取有效的措施加以解决，以此来确保整个穿越工程能够顺利进行。经过多方面综合考虑，决定向泥浆中加入胶质材料，以此来提高泥浆本身的胶结性，使其能够对膨胀岩裂隙进行封闭，这样便可以达到阻水的6目的。 参考文献 1宣斌.胡勇飞.李金华.宣嘉伦.污水工程中埋地非开挖（定向钻进）聚乙烯管的施工J.常州工程学院学报.2008（z1）. 2任树春.穿越方式敷设管道施工技术综述J.中国科技博览.2012（26）. 3许学才.川气东送管道万福河穿越工程定向钻施工技术J.人民长江.2010（5）.