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摘要：伴随城市的发展，每年需要敷设的管线增加了不少，通常这些管线都是沿着城市道路敷设的，有些还需要穿越建筑物的地下层和道路，要是沿用传统的方法进行施工，对于人们的日常生活有一定的影响，而非开挖敷设地下管线有着很多的优点，并能为社会创造良好的经济效益。本文就水平定向钻牵引管道施工控制要点作一分析。
关键词：水平定向钻；牵引；管道施工；要点 一、工程概况
省道余杭段杆线上改下工程东起五常乡路口，西到中泰乡,总共长 km， 施工时间为 50天。强电线路主要有 35kV高压线、10kV及以下电力线；弱电线路有联通、电信、移动、广电及电力调度光缆等。主要采用开槽埋设进行
施工，混凝土包方加固施工方式；在需穿越02省道、河道、沿线建筑物下地层，运用水平定向钻牵引管方式施工敷设 HDPE(高密度聚乙烯)管。在牵引管施工中很多地方出现导向孔时卡钻、扩孔时塌方现象，经及时处理才确保顺利实施。
二、定向钻牵引技术工艺
一般来说定向钻铺管技术就是利用钻机和配套设施沿所需铺设的管线设计轨迹先钻出一个导向孔，之后由工作管通过旋转接头与扩孔器连接回拉不断扩孔，直到把孔径扩大到拖管所需要的口径，并把管道随着钻杆的同步回拖或者分步回拉。采用上述技术工艺以实现不开挖道路即可完成管道铺设的效果。定向钻施工的主要工艺流程如图 1：
在穿越高速公路、河流和铁路或绕过障碍物时，可以对导向钻头方向进行调整。整个钻孔过程可以在事先挖好的工作坑与接收坑间进行，也可以在安装钻孔机的场地以小角度入土角直接从地表钻进。在需牵引大口径管道的时候，可采用多级扩孔的方法把钻孔孔径逐步扩大。
三、施工准备阶段的控制
（一）确定设计轨迹与选择合理穿越地质地层 地质条件 如果较为理想，穿越曲线位于黏土、亚黏土、或淤泥等造浆能力好的地层，施工时可将曲线长度适当加长，且不会增加很多拖拉力，可加快工程进度。穿越曲线所在的地层如果不理想，就会使穿越成功的可能性降低，甚至无法完成钻孔。在本工程中大部分施工都处于均质黏土及砂土层，所以能顺利完成施工，然而因为地质资料复杂并欠缺，造成有些在横越江南西广百广场处钻孔施工不够完善，经过多次施工中试钻都成功以后，在拉管过程中最终卡了两根管，因为在人口密集的广场，对工期及交通有着严重影响，所以事先对施工地段的地质条件充分了解是穿越成功的重要
前提。 1、地质要求 一定要先对穿越工程处的地质环境进行勘察，地层不同选用的钻具及结构也不同。一定要详勘穿越地层，根据要求通常在穿越中心两边各15m，沿中心线方向间距设勘察孔，而必须加密复杂的地质勘察孔。穿越段地质勘探应提供:各岩土层厚度、取样深度、含水量、颗粒度、液性指数、塑性指数、液限、塑限、标贯击数、承载力标准值等参数值，还要提供水质报告、穿越地段地形和地质钻探剖面图，供施工单位使用参考。
2、管道检查
HDPE 双壁缠绕管具备很好的抗外压能力，可以承受较大拉应力的管材；柔韧性非常好，可以对沉降较好的适应，从而使管道的抗震性能提高；单位重量轻，在牵引过程中与孔壁的摩擦力减少，使施工效率提高和节约成本，在牵引施工中十分适用。为保证施工质量，管道规格、环刚度、弯曲受拉极限等一定要符合设计要求，进入工地的管材要认真检查：（1）管道内壁光滑平整，管身道是否有裂缝，管口有没有破损、裂口、或变形等问题；（2）管道的端面要平整，垂直于管道的轴线，不可以有弯曲，管道插口的外径、承口内径的尺寸与圆度应符合设计规定；（3）管道的内压强度、环刚度应符合施工要求；（4）橡胶圈的的外观应光滑、平整，不可以有气孔、裂纹、卷皱、重皮等问题。2、轨迹设计
依据铺管设计标高、地层及地形的实际情况，及其钻杆曲率半径、工作场地、地下管线分布等具体情况，对定向钻进施工中钻头的顶角、方位角、工具面向角加以确定，将测定空间坐标计算出来，对定向钻的轨迹图及制订特殊地层、地段的特殊施工方案进行设计，而且要将施工使用的应急材料准备好，以确保能够顺利完成施工任务。当今国外有名的钻机制造商能够提供商品化的轨迹规划设计软件，通过采集相关的信息，运用计算机将钻孔轨迹设计最优化，从而使轨迹设计的科学性和设计效率大大提高。
弧形导向孔轨迹主要有造斜段和直线段。造斜段是钻杆进入敷管深度的过渡段，直线段是管道穿越障碍物的敷设段。
导向孔轨迹的形态由穿越起点(A 点)、穿越终点(B 点)、敷管深度(h)、造斜段曲率半径(R1、R2)等参数决定。其中 R1 取决于钻杆最小曲率半径(Rd)和敷管
深度(h),依据经验，Rd≥1000d(d为钻杆直径,50mm)；R2 取决于所敷管的弯曲半径,工程中取 R2≥47mm，如图 2。其计算公式如下:
式（1）、（2） 中: L 指的是造斜段距离；a 指的是钻杆入射角。
图 2 导向孔轨迹
3、集泥池。为确保周围环境卫生，钻进之前应先在两端将集泥浆池挖好，
将泥浆泵安装好，把导向钻及扩孔阶段的泥浆及时抽出。并做好相关的集泥浆池
安全防护措施，保证工程安全生产、文明施工。.
（二）钻机锚固
本工程运用履带式钻机，该机为美导向钻机
DDW-X 型(X 指的是额定推拉力的大小)。钻机主要是提供一定的扭矩和推拉力给钻杆, 以达到导向钻进和回拉扩孔铺管，施工过程中锚固要遵循平、稳、实的原则。在锚固钻机之前，应用仪器对锚固区域检测地下管线，以免把锚杆打在地下管线上。合理的锚固是钻进及回拖管道顺利完成的基础，钻机锚固能力体现了钻机在钻进和回拖施工过程中运用自身功率的能力。一台推力再大的钻机，要是在定向钻进过程中出现移动，依然会造成钻机不能按照预定的计划完成钻进工作。在回拖的时候，要是锚固不好而导致钻机发生移动，会造成拖不动管道，要是使钻机拖力进一步加大，就会使钻机的全部功率作用于机身，极易导致设备破坏和人员伤亡。
（三）钻具选择
定向钻进的重要工具之一就钻头，钻头直接影响着工程施工所要达到的效果及进度。一般钻头钻进时的旋转速度为 50-100 r/min。所以对于土层不同的运用的钻头也要不同，这样才可以有效进行钻进，并避免出现卡钻现象。依据施工经验及钻探工艺学，选择钻具可按照表 1 所示进行。
三、导向孔施工的控制
（一）钻导向孔
依据穿孔的地质情况对钻头进行选择。把导向钻头打入地下，同时对泥浆进行护孔，钻头在钻机的推力作用下不断前进。钻完每一根钻杆后，需要测量钻头的实际位置并及时对钻头的钻进方向进行调整，以确保所钻的导向孔曲线与设计轨迹线一致。反复上述步骤直到钻头在预定位置出土，最终完成整个导向孔的钻孔作业。
钻孔作业控制要点：①一定要连续施工，避免土层回裹钻杆。②导向要准确，严格按照设计轨迹施工。③认真记录，对钻进中土层阻力等情况要全面掌握，为后面的施工做好铺垫。
注浆和泥浆的处理
钻杆在回拉扩径的时候，一定要通过钻杆注入膨润土浆，从而使摩擦减少，并使回转扭矩和回拉阻力降低，膨润土浆还起到了固壁预防孔洞塌土、冷却钻头的作用。尤其是运用旋转回扩头切削下来的泥土，会在膨润土浆里完全溶融，形
成泥浆，流入出口工作坑的集浆坑里。放设泥浆泵在集浆坑内，把泥浆抽到泥浆池。
四、回拉敷设管道
1、HDPE 管的连接。采用电热熔带的方式连接 HDPE 管，具体是把要连接的两根管子保持水平状态，并将其表面的杂物清除，把电热熔带及锁紧扣带放在管道连接部位并用夹钳把锁紧扣带扣紧，之后连接热熔机与电熔带，加热时间设定后启动热熔机(绿灯亮)，热熔机的红灯亮时完成电热熔过程。将电源关掉，再一次用夹钳扣紧锁紧扣带并保持一定的冷却时间（约 15～20min），冷却后将锁紧扣带松开。这样类推把管道焊接成需要敷设的长度，为拖管做好准备。
2、HDPE 管道的加固。回拉管道过程中要牵引的管道比较长，为确保在牵引过程中不会出现拉伤、拉断管道或由于泥浆不及时排出而将管道压扁的现象，在回拉前要进行以下处理：①顺管外沿用 4 根 φ8的钢筋将管的两端紧抱，管中央有 1 根 φ10的钢筋将管两端拉住，每隔 5m在管外围运用 φ8的钢筋将外沿的 4 根钢筋环形抱住，保证拖管的整体性，避免出现断管。为确保这 5 根纵向钢筋可以整体受力，在封板上焊接钢筋，用玻璃胶将 φ10钢筋与封板封口，避免出现漏水。②在 A、B 点分别开挖一个深坑，使泥浆可以自由流入坑内，并用泥浆泵将其抽出。
结语
较之传统的施工方法，定向钻牵引技术不会对路面造成破坏，也不会使交通中断，对环境的污染小，施工周期短。并且定向钻牵引技术具备安全性和可靠性，所产生的社会效益和经济效益十分明显，伴随着人们不断增强的环保意识，水平定向钻牵引技术将会更加广泛的被推广和使用。
参考文献：
马永强 . 定向钻牵引技术安装给水 PE 管施工要点 [J]. 山西科技,2009,04:125-126.
朱勇 . HDPE 管非开挖定向钻牵引 工程伸缩计算 [J]. 供水技术,2012,05:61-64.