论文部分内容阅读
摘要：在燃气管道建设过程中，不可避免会遇到的管道穿过公路、河流的现象，在常见的开挖和架空技术外，顶管技术也被经常使用。在顶管作业方面，水平定向钻在施工中的重要性尤为突出，水平定向钻钻孔是穿管的首要步骤，但整个穿管环节是相互关联的，在使用好水平定向钻的同时，更要注意相互关联的各个环节之间的纵向联系，是顶管作业中至关重要的事项。
关键词：燃气；管道；顶管作业
随着燃气使用范围的不断扩展，管道气既安全实用又不会占用客户过大的空间位置，是人们选择使用燃气燃料方面的理想选择。在燃气管道的作用日益彰显的同时，在燃气管道建设过程中，遇到的管道穿过公路、河流的现象也越来越频繁，而要解决燃气管道穿越公路和河流的问题，除了我门日常见到的开挖和架空外，非开挖技术虽然造价较高，比起开挖和架空但确实更加实用。这里不从商业角度展开论述，只从技术角度讨论穿管方面的水平定向钻施工中的一些技术上的注意事项。不妨从钻孔到敷设管道，再到穿管和验收这个核心环节来做探讨。
1 现场勘察等钻前技术工作开展的必要性
1、制定钻前计划
燃气管道的设计和施工的过程说透了就是是对各项现场勘察结果经过综合分析后，制作、完善和完成技术性文件，并通过技术文件指导施工作业的过程。勘察现场状况是建设工作的关键环节。首先，在定向钻作业中要根据现场情况确定桩位，编制桩号。其次，要根据现场勘察情况确定钻杆的入土位置，保证在整个钻进长度上有足够的空间调节钻杆，使其不会超过弯曲极限。再次，通过对现场的熟悉，确定变向的位置，以避开公用设施和满足斜度变化。最后，钻孔选择位置时还要考虑把对行人和车辆交通的影响减小到最低程度。
2、施工设备准备：
1）选择好定位仪器
钻具是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具的统称。钻具主要有适合各种地质的钻杆，钻头、泥浆马达、扩孔器，切割刀等机具。辅助机具包括卡环、旋转活接头和各种管径的拖拉头等。而这些工器具中，定位仪显得最为重要，因为在地面下钻孔时，就是靠定位仪来确定方位的。在定向水平钻钻孔过程中，其主要系统包括钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统，而控向系统如同人的大脑，起着总指挥的作用，而控向系统的核心部分就是定位仪。定位仪是定向钻钻孔的工具关键器具，一般选择用手持式或有线式系统的定位仪器。
2）熟悉定位系统组件
不论是何种型号的位仪器，主要由接收器、遥显仪、信号棒三个部件组成。正常的水平定向钻施工中，一般采用手持式定位设备以便于追踪钻进中的钻头。控向仪操作手在钻头行进路线的上方行走，使用手持式接收器定位鉆头。标准的手持式接收器由控向仪操作手携带，通过在钻头行进路线上方前后移动来确认钻头的位置和方向。遥显仪从接收器接收数据并在显示屏上显示，司钻手可以迅速地断定钻头的位置。信号棒安装在钻头体内，发射信号，向接收器提供钻头在地面下相对位置的数据。它包括电子装置和电池，根据所需的钻进深度可以采用不同能力或信号强度的信号棒。
2 施工过程的控制
1、钻导向孔
导向孔钻进就是从起始位置沿预定路线向目标位置钻进的过程。为了准确地沿预定线路前进，司钻手必须控制钻头体的钻进方向，有时还需要变向。变向的简单原理是：当边旋转边推进时，钻头体直线行进；当不旋转只推进时，钻头体沿弧线行进。实质上，一个完整的导向孔就是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。
2、回扩
回扩是将导向孔扩大，使其与所要铺设的污水管线直径相适应的过程。假设要铺设一根直径?110厘米的管子，就需要将孔径扩大到管径的1.5倍或者约直径?350厘米左右。使用回扩器要一次或多次穿越孔道，目的是在回拖管线通过孔道前，使导向孔达到合适的尺寸和条件。回扩是钻孔后的一个修正过程，对孔的大小，畅通都有一定的完善作用，只有经过回扩才能达到穿管的要求。
3、敷设管道
为了确保工程的顺利完成，在导向孔钻进和回扩过程中，始终保证泥浆输送畅通。在施工中随时抽取排出的废泥浆，保证不外溢，避免造成对道路和环境的污染。在回扩好的孔道中，将已经准备好的全部管道在回扩器的引导下拖入孔道中，完成管线敷设。这里需要注意的是钻机就位后，需采用地锚加固定位。
注意事项：大中型穿越管段应在拖管前进行吹扫，试压。以免造成不必要的损失。
目前穿管多用的是聚乙烯燃气管道。聚乙烯燃气管道硬度较金属管道小，因此在搬运、下管时要防止划伤。划伤的聚乙烯管道的运行中，受外力作用，再遇表面活性剂（如洗涤剂），会加速伤痕的扩展，最终导致管道破坏。此外，还应防止对聚乙烯管道的扭曲或过大的拉伸与弯曲。管道管道敷设后，留出待检查（强度与严密性试验）的接口，将管身部分回填土，避免外界损伤管道。施工结束后，清理和恢复现场。在PE管的选材上我们宜选用厚壁管。可预防在拖管过程中无法估计的个别擦伤,从而造成的壁厚减薄.管材的焊接只能采用热熔连接.如de63管的穿越必须采用盘管,而一捆盘管一般只有100m,所以大大限制了顶管的长度,故不提倡施工中采用小管径的PE管.
4、PE管材熔合要求
上面提到聚乙烯燃气管道的敷设注意事项，但在这里有必要专门就聚乙烯燃气管道的管材熔合要求再做一点说明。
熔合达到要求也是穿管的重要环节，熔合达不到要求，可能在穿管过程中出现管道的焊接处断裂的现象，一旦穿管完成发现所穿管道出现断裂，修复的过程将十分复杂，影响到整个工期。所以顶管的过程是一个综合的过程，只注重钻孔还不够，要注重各环节的有效结合。
3 水平定向钻长度的控制
因现场施工条件限制定向钻的长度一般不长于300米，这主要涉及穿越管段回拖时的最大回拖力。一般的公路过路口穿越，可采用小型的顶管机，出入土点在避开一些障碍物的情况下，以选在人行道较为合适。水平定向钻施工中的注意事项：燃气管道的焊缝应进行100%的探伤；燃气钢管的防腐应该为特加强级防腐；燃气敷设的曲率半径应满足弧度要求,且不得小于钢管外径的1500倍；在水平定向钻的管段上不得有任何附件。
4 水平定向钻的优、缺点
水平定向钻具有速度快、施工精度高等优点。水平定向钻穿越施工具有不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会破坏周边建筑物等优点，解决了传统开挖施工对居民生活造成的干扰等问题。而且具有施工周期短、人员少、进出场地速度快，施工场地调整灵活，施工安全可靠等特点，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性。水平定向钻虽然有许多优点，但对管道日后的应用及维护有几个遗留问题。首先在管网周边的用户在未预料到的情况下，施工后无法就近开口，而只能从定向钻出入点处引管，这样反而造成了浪费；其次因为是非开挖管线，在深度较深处仪器无法探测。很有可能被其它施工单位的管线顶穿。
总之，水平定向钻作业的过程是一个综合作业的过程，只注重钻孔技术还不够，更是一个各环节的有效结合过程。定向钻钻孔和后续的熔合、穿管、吹扫和强度实验等是一个整体，前后环节衔接到位，才能保证整个管道建设的质量，只有把定向钻放入到整个顶管作业中进行管控，才能保证整个工程建设的质量，也只有将这些关联的环节当作一个整体来考量，才能保证管道建设的科学性和实用性。
参考文献
[1]《城镇燃气设计规范》GB50028-2006，中国市政工程华北设计研究院等编著，中国建筑工业出版社
[2]《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005，城市建设研究院主编，中国建筑工业出版社
[3]《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-95，建设部科技发展促进中心主编
关键词：燃气；管道；顶管作业
随着燃气使用范围的不断扩展，管道气既安全实用又不会占用客户过大的空间位置，是人们选择使用燃气燃料方面的理想选择。在燃气管道的作用日益彰显的同时，在燃气管道建设过程中，遇到的管道穿过公路、河流的现象也越来越频繁，而要解决燃气管道穿越公路和河流的问题，除了我门日常见到的开挖和架空外，非开挖技术虽然造价较高，比起开挖和架空但确实更加实用。这里不从商业角度展开论述，只从技术角度讨论穿管方面的水平定向钻施工中的一些技术上的注意事项。不妨从钻孔到敷设管道，再到穿管和验收这个核心环节来做探讨。
1 现场勘察等钻前技术工作开展的必要性
1、制定钻前计划
燃气管道的设计和施工的过程说透了就是是对各项现场勘察结果经过综合分析后，制作、完善和完成技术性文件，并通过技术文件指导施工作业的过程。勘察现场状况是建设工作的关键环节。首先，在定向钻作业中要根据现场情况确定桩位，编制桩号。其次，要根据现场勘察情况确定钻杆的入土位置，保证在整个钻进长度上有足够的空间调节钻杆，使其不会超过弯曲极限。再次，通过对现场的熟悉，确定变向的位置，以避开公用设施和满足斜度变化。最后，钻孔选择位置时还要考虑把对行人和车辆交通的影响减小到最低程度。
2、施工设备准备：
1）选择好定位仪器
钻具是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具的统称。钻具主要有适合各种地质的钻杆，钻头、泥浆马达、扩孔器，切割刀等机具。辅助机具包括卡环、旋转活接头和各种管径的拖拉头等。而这些工器具中，定位仪显得最为重要，因为在地面下钻孔时，就是靠定位仪来确定方位的。在定向水平钻钻孔过程中，其主要系统包括钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统，而控向系统如同人的大脑，起着总指挥的作用，而控向系统的核心部分就是定位仪。定位仪是定向钻钻孔的工具关键器具，一般选择用手持式或有线式系统的定位仪器。
2）熟悉定位系统组件
不论是何种型号的位仪器，主要由接收器、遥显仪、信号棒三个部件组成。正常的水平定向钻施工中，一般采用手持式定位设备以便于追踪钻进中的钻头。控向仪操作手在钻头行进路线的上方行走，使用手持式接收器定位鉆头。标准的手持式接收器由控向仪操作手携带，通过在钻头行进路线上方前后移动来确认钻头的位置和方向。遥显仪从接收器接收数据并在显示屏上显示，司钻手可以迅速地断定钻头的位置。信号棒安装在钻头体内，发射信号，向接收器提供钻头在地面下相对位置的数据。它包括电子装置和电池，根据所需的钻进深度可以采用不同能力或信号强度的信号棒。
2 施工过程的控制
1、钻导向孔
导向孔钻进就是从起始位置沿预定路线向目标位置钻进的过程。为了准确地沿预定线路前进，司钻手必须控制钻头体的钻进方向，有时还需要变向。变向的简单原理是：当边旋转边推进时，钻头体直线行进；当不旋转只推进时，钻头体沿弧线行进。实质上，一个完整的导向孔就是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。
2、回扩
回扩是将导向孔扩大，使其与所要铺设的污水管线直径相适应的过程。假设要铺设一根直径?110厘米的管子，就需要将孔径扩大到管径的1.5倍或者约直径?350厘米左右。使用回扩器要一次或多次穿越孔道，目的是在回拖管线通过孔道前，使导向孔达到合适的尺寸和条件。回扩是钻孔后的一个修正过程，对孔的大小，畅通都有一定的完善作用，只有经过回扩才能达到穿管的要求。
3、敷设管道
为了确保工程的顺利完成，在导向孔钻进和回扩过程中，始终保证泥浆输送畅通。在施工中随时抽取排出的废泥浆，保证不外溢，避免造成对道路和环境的污染。在回扩好的孔道中，将已经准备好的全部管道在回扩器的引导下拖入孔道中，完成管线敷设。这里需要注意的是钻机就位后，需采用地锚加固定位。
注意事项：大中型穿越管段应在拖管前进行吹扫，试压。以免造成不必要的损失。
目前穿管多用的是聚乙烯燃气管道。聚乙烯燃气管道硬度较金属管道小，因此在搬运、下管时要防止划伤。划伤的聚乙烯管道的运行中，受外力作用，再遇表面活性剂（如洗涤剂），会加速伤痕的扩展，最终导致管道破坏。此外，还应防止对聚乙烯管道的扭曲或过大的拉伸与弯曲。管道管道敷设后，留出待检查（强度与严密性试验）的接口，将管身部分回填土，避免外界损伤管道。施工结束后，清理和恢复现场。在PE管的选材上我们宜选用厚壁管。可预防在拖管过程中无法估计的个别擦伤,从而造成的壁厚减薄.管材的焊接只能采用热熔连接.如de63管的穿越必须采用盘管,而一捆盘管一般只有100m,所以大大限制了顶管的长度,故不提倡施工中采用小管径的PE管.
4、PE管材熔合要求
上面提到聚乙烯燃气管道的敷设注意事项，但在这里有必要专门就聚乙烯燃气管道的管材熔合要求再做一点说明。
熔合达到要求也是穿管的重要环节，熔合达不到要求，可能在穿管过程中出现管道的焊接处断裂的现象，一旦穿管完成发现所穿管道出现断裂，修复的过程将十分复杂，影响到整个工期。所以顶管的过程是一个综合的过程，只注重钻孔还不够，要注重各环节的有效结合。
3 水平定向钻长度的控制
因现场施工条件限制定向钻的长度一般不长于300米，这主要涉及穿越管段回拖时的最大回拖力。一般的公路过路口穿越，可采用小型的顶管机，出入土点在避开一些障碍物的情况下，以选在人行道较为合适。水平定向钻施工中的注意事项：燃气管道的焊缝应进行100%的探伤；燃气钢管的防腐应该为特加强级防腐；燃气敷设的曲率半径应满足弧度要求,且不得小于钢管外径的1500倍；在水平定向钻的管段上不得有任何附件。
4 水平定向钻的优、缺点
水平定向钻具有速度快、施工精度高等优点。水平定向钻穿越施工具有不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会破坏周边建筑物等优点，解决了传统开挖施工对居民生活造成的干扰等问题。而且具有施工周期短、人员少、进出场地速度快，施工场地调整灵活，施工安全可靠等特点，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性。水平定向钻虽然有许多优点，但对管道日后的应用及维护有几个遗留问题。首先在管网周边的用户在未预料到的情况下，施工后无法就近开口，而只能从定向钻出入点处引管，这样反而造成了浪费；其次因为是非开挖管线，在深度较深处仪器无法探测。很有可能被其它施工单位的管线顶穿。
总之，水平定向钻作业的过程是一个综合作业的过程，只注重钻孔技术还不够，更是一个各环节的有效结合过程。定向钻钻孔和后续的熔合、穿管、吹扫和强度实验等是一个整体，前后环节衔接到位，才能保证整个管道建设的质量，只有把定向钻放入到整个顶管作业中进行管控，才能保证整个工程建设的质量，也只有将这些关联的环节当作一个整体来考量，才能保证管道建设的科学性和实用性。
参考文献
[1]《城镇燃气设计规范》GB50028-2006，中国市政工程华北设计研究院等编著，中国建筑工业出版社
[2]《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005，城市建设研究院主编，中国建筑工业出版社
[3]《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-95，建设部科技发展促进中心主编