浅谈水平钻机钻孔牵引管道施工

摘要：简单介绍水平钻机钻孔牵引管道施工，简述其中的各个施工要点，探讨质量控制及检验方法。

关键词：非开挖，施工技术，质量控制。

Abstract: brief introduction of drilling pipe construction level oftraction, the key points of the construction, quality control and inspection method.

Keywords: non excavation, construction technology, quality control.

中图分类号：TE42文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

在市政管道工程施工中，经常会碰到已有构筑物或管线处在工程路线上，给工程的开展造成很大阻碍，传统沟槽开挖施工的方法很难完成工程预期目标。若采取非开挖施工的方案即水平钻机钻孔牵引管道的施工方法，则可以提高施工效率，避免沟槽开挖，提高施工安全性，同时也避免了很多矛盾。

水平钻机钻孔牵引管道的施工方法，它的主要特点是，可根据预先设计好的铺管线路驱动装有契形的钻杆从地面钻入，地面仪器接受由地下钻头内传送器发出的消息，控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达目的地，然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。在整个工作中，特别的混合机组提供的钻进液不断地从钻头地钻口嘴喷出，用以钻头，钻杆和钻道，以提高整个工程地工作效率。

工程开始前，施工单位相关管理技术人员及监理单位相关人员应认真学习施工图纸及有关资料。邀请建设单位有关人员进行交底，查明工程路线上已有的管线及障碍物，必要时应开挖探沟予以探明。再根据施工图纸和有关资料，结合施工现场和钻机的实际情况，确定拉管的距离，描绘出导向管的路线图，编制详细的施工计划。

对工程所需要的管材（多为PE管材）进场后进行取样送检，进场使用的管材最好为同一厂家生产。对不同牌号的管材，应经过试验判定热熔连接质量能得到保证后，方可进行使用。

对工程使用的测量仪器进行复核，确保精度要求。没有检验合格证或仪器超出检验时效地严禁用于工程。

测量人员必须提前熟悉施工图和现场各种高程坐标控制点，在引测使用前要仔细审核施工放线依据。X9依据现有边线，通过甲方提供的控制点引测本工程的定位点，为保证施工各阶段控制点网，坐标及高程的准确，首先对施工现场内各控制桩加以保护。并把各控制点引测至现场外加以保护，以便竖向引测放线。同时要做闭合校核。

高程控制根据甲方提供的水准点引测施工现场的高程控制点。根据本工程的实际情况，在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护。为保证设计方向、位置的正确性，控制线的传递用经纬仪进行引测，保证平面位置的准确。

水平钻机在工作坑前安装且必须在管道轴线位置上，就位后将钻机锚固好，调整机头以达到一定的入土角度，以便导向开钻。

开钻前将探测仪的探头置于导向钻头上，并测试探头反射信号是否正常，再将导向杆以一定角度入土角度钻入土中，入土角度应控制在15°内，入土深度达到设计管位中心高程时，导向杆沿管道轴线直走，直到出口坑。出土角度按导向钻杆及拖拉管材允许曲率半径较大值确定，控制在20°内。

在导向钻孔过程中技术人员根据所测获得钻头的角度、深度等数据，判断钻孔位置与钻进路线图的偏差，再向钻机操作人员进行调整，及时记录好导向数据。在此过程中，监理人员必须跟踪监督检查，确保钻进线路符合设计的要求。

导向钻孔由工作坑钻入出口坑后，卸下导向钻头，装上各种回扩器，将原孔扩大到管道外径的1.1-1.4倍。一般在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉进行回扩，在其后不断地加接钻杆。根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况，回扩可一次或多次进行。将最后一次扩孔的回扩器接上待铺管道，最后用钻机将管道拖入洞中(如图1)，一次性敷设成功。而后卸下回扩头、取出剩余钻杆，堵上封堵头，进行水压试验，即拉管施工完成。

图1

拖拉所用管道应在钻孔回扩前拼接完成。且放置于出口坑处，便于最后一次回扩时与之衔接。

对于管道的焊接过程应严格控制并检查，以PE管焊接为例：1、焊接前，用清洁布蘸少量乙醇清洗管材焊接区域；2、管材应在焊接现场放置一定时间，使其温度接近施工现场温度，大风环境下施工要采取相应措施，雨天或低于-5℃时停止作业；3、液压调整接口机调整接口时要使待连接管材处于同一高度且在同一平面上，受调整一端能够灵活移动以便调整接口位置；4、调整机拖瓦夹持管材时，紧固螺栓压力应一致，夹持压力小管件会产生移位，夹持压力大管件断面会产生变形影响断面刮切效果影响焊接质量使其反边不一致；5、当加热板温度达到焊接温度时，继续加热10nin，使加电热板的温度均匀，对于管壁厚度≤5mm 时温度为210℃，6—12mm 200℃，≥13mm 210℃；6、把焊管压在加热板上，并使其端面熔融以消除端面的残余不平面此时压力为0.01Mpa。如焊机无显示，可以通过经验掌握，既通过控制加热板管材端面周边被挤压翻卷的熔质高度来掌握，挤压翻卷的熔质高度又与管材的壁厚有关；7、加热完后移开加热器，侧向压推管材，管材的焊接面就粘接在一起。其间应间隔一定时间，管壁薄的时间短，管壁厚的时间长，一般为12s；8、管材熔接后，将挤压力从接触时的0.01Mpa均匀地增加到0.1Mpa。从0.01Mpa上升到0.1Mpa所用的时间（s）数值上等于管材壁厚（mm）的数值。通过观察所形成翻卷的融质宽度，就能定性地估计出挤压增长率的均匀程度。翻边的融质宽度必须均匀增大，并沿融化线很好地绕在管的两边。9、继续保持挤压力，接口冷却时间（min）的数值至少等于管壁厚度（mm），冷却期间挤压力始终保持不变。10、对接完成后应对焊环进行检查，合格的焊接，焊环的几何尺寸均匀，可达到规定的要求。

而泥浆钻进液在整个施工过程中起到非常重要的作用。钻进液可冷却、钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和回拉时管道；还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。常用的钻进液、泥浆是膨润土和水的混合物（可按膨润土20％，水75％配比）。导向孔施工完成后，泥浆可稳定孔壁，便于回扩。钻进岩石或其它硬地层时，可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。

在整个施工过程中，监理方应做的工作有：检查管道管材、管道焊接质量，检查管道防腐质量；审查施工方案；检查钻孔轨迹，施工方法，检查泥浆的失水量，检查造斜段以及管道外壁注浆充填密实情况；审查安全施工方案，检查入土点、出土点安全防护措施。