长距离水平定向钻在连江粗芦岛供水工程中的应用

刘建斌

（福州城建设计研究院有限公司）

长距离水平定向钻在连江粗芦岛供水工程中的应用

刘建斌

（福州城建设计研究院有限公司）

随着经济的不断发展和科学技术的不断进步，越来越多的高新技术渗透到工程建设中，水平定向钻属于现代科技下的产物，对工程的建设发挥着至关重要的作用，尤其是在长距离穿越江、河中更好的体现其优势，解决传统管道施工中存在的问题。长距离水平定向钻是对传统施工技术的突破，要想使其更好的运用到供水工程中需要不断的发展和完善。本文以连江粗芦岛的供水工程为例，叙述了水平定向钻的施工工艺，分析了长距离水平定向钻在粗芦岛供水工程中的应用，以供参考。

长距离；水平定向钻；供水工程

在供水工程中最常见的就是管线工程的施工，需要穿越河流和道路，给施工人员带来了很大的困扰，传统的施工技术主要是通过开挖沟槽的方式进行管道的铺设，这种方式不仅会对生态环境造成破坏，还在一定程度上增加了施工的成本，而且很容易出现管道损坏的情况，影响供水系统的正常运行；水平定向钻施工工艺是对传统施工技术的突破，利用先进的技术和设备对不同的地层和深度进行管道铺设，这一施工方法不仅提高了施工效率，降低了施工成本，还在一定程度上保障了施工质量。本文以连江粗芦岛的供水工程为例，分析了水平定钻在长距离施工中的方法、工艺等各个方面，并且通过不断的改进和完善使其在供水工程中得到广泛应用。

1　工程概况

粗芦岛位于连江县的南部，处于闽江口的入海处，距离大陆较远，供水管道的铺设需要穿越河流；粗芦岛的东西长度达到了6.2km，南北宽度达到了2.19km；住宅的分布和居民的分布呈现散落的状态，建筑布局混乱复杂，从而导致供水工程的施工受到一定的限制；粗芦岛属于重要的工业区，对用水的需求量大，需要大量的的供水来满足居民生活和工业生产需求。本次工程的起点为连江县的道澳村，终点为粗芦岛将要修建的水厂，途径浦井村、长沙村、下歧村等沿线村落，最后还需要穿越南侧的海域，穿越南侧的海域施工线路远，工程量大，所以采用长距离水平定向钻的方式进行施工；由于施工的距离较长，而且穿越的地层性质为风化凝灰岩和淤泥层，很容易出现管道堵塞的现象，所以管道的质量型号以及施工方法都需要结合地层的实际情况进行选择，例如选择Q345B型号的卷管，钢管的厚度要达到规定的要求，穿越管道的外径要符合施工的需要等。

2　长距离水平定向钻在连江粗芦岛供水工程中应用的施工程序

2.1测量放线

测量放线是为了确定穿越曲线，为了保证穿越曲线的精确和水平定向钻施工的顺利，测量放线应根据施工图纸的设计准确判断，尽可能的减少误差。①将图纸中出土点、入土点的平面坐标放到施工现场中，这也就要求施工现场在对出入土点进行测量的时候要精确，不管是左右的偏差还是沿管轴线方向的误差都要控制在允许的范围内；②用水准仪对各控制点的地面标高进行测量，各控制点之间的间距应该合理，然后对测量的数据进行标记，保证从出土点到入土点呈直线状态[1]。

2.2导向孔

导向孔的钻进是水平定向钻施工的关键步骤，直接影响了整个供水工程的质量和运行状态。首先是导向孔钻具的选择，钻具的质量和型号都要符合施工的需求，比如说粗芦岛的地层具有一定的复杂性，在钻具的选择上使用镶齿钻头等来进行导向孔的钻进；在钻进前要对施工现场的地质情况进行勘测，对粗芦岛的地层资料进行分析，根据实际的情况确定控向方案，在确立方案后对泥浆和司钻的设计参数进行分析，综合上述的所有数据全面的考虑和分析，包括钻孔大小、深度、成孔情况等，从而保证导向孔的施工达到规定的要求；导向系统的确立，导向孔的钻进很容易出现偏移的情况，与穿越线之间的设计出现一定的误差，为了避免这些情况，要严格按照设计的要求和操作规范进行施工，并且选择控向准确的导向系统，如图1所示。

图1　

2.3扩孔

扩孔作业是在导向孔钻进后进行的，调整孔的大小深度等情况。在工具的选择上要根据扩孔的级别选择不同的工具，连江粗芦岛南侧海域的施工距离长，难度大，在扩孔上采用六级扩孔方法和工具进行施工；扩孔的次数要根据孔的大小进行判断，一般来说每一次扩孔都需要使用不同等级的扩孔器，从而保证扩孔的直径大于管道的直径，顺利的进行管道铺设；在扩孔的同时会产生大量的钻屑和渣土，尤其是粗芦岛地层是淤泥层，在扩孔的时候很容易发生堵塞现象，所以要及时的进行清孔，从而保证扩孔的顺利[2～3]，如图2所示。

图2　

2.4回拖

在管道焊接缝检验合格后才能进行回拖，在回拖前要做好准备工作，包括补口、补伤材料的准备、电火花的检漏设备和人员安排等，以便在回拖的过程中出现故障时能够及时补救；在回拖过程中对管线要采用发送沟的方式进行回拖，发送沟的尺寸要根据管道的大小来确定，坡度要根据穿越孔洞的情况进行计算，从而保证回拖的顺利；同时还要对回拖过程中的各项数据进行详细的记载，包括回拖的速度、拖力、泥浆流量等各方面的数据都要记载，不仅能够在出现不合理的情况时及时报告，采取解决措施，还为以后的研究和施工提供一定的参考依据，所以要对施工的各个部分都进行详细的记录。

2.5泥浆配制

泥浆是施工中的主要材料，对管道的铺设和钻孔起着关键性的作用，所以泥浆的配制要符合施工的要求。泥浆的原材料质量要有足够的保障，如果泥浆的原材料出现问题，施工的各个环节都会出现质量问题，从而影响回拖的正常运行；配合比要根据施工现场的地质情况、穿越长度等进行适当的调整，使泥浆的强度和粘接性达到各环节的要求，比如说钢管能够与钻孔很好的结合；在对泥浆进行搅拌的时候要达到施工的要求，比如说粗芦岛供水工程对泥浆的要求是呈糊状，在搅拌的速度和方法就要进行适当的改变，达到施工的要求；在注入的过程中借助高压灌注机与扩孔同步进行，泥浆的用量应该根据孔的大小适当的增加或减少，从而保证结构的稳固性[4]。

3　水平定向钻在连江粗芦岛供水工程中的应用

3.1钢管外壁采用常温型三层PE加强级防腐

经过调查分析发现粗芦岛的地质具有一定的复杂性，土壤的腐蚀性较轻，钢管在堆放和存储的过程中很容易受到腐蚀，出现漏水现象，不仅影响了供水系统的正常工作，还在一定程度上造成了资源的浪费，为了避免出现这些问题，钢管外壁要采用常温型三层PE加强级防腐。常温型三层PE加强级防腐层，将熔结环氧粉末涂层和挤压聚乙烯两种防腐性质较好的成分进行结合，从而提高防腐效果；而且常温型三层PE加强级防腐层的厚度和附着力强度都较高，受到腐蚀的危害较小，能够抵抗管道运输过程中腐蚀性土壤的侵袭，为管道的供水提供良好的保障，所以对于粗芦岛的施工采用常温型三层PE加强级防腐层是必不可少的[5]。

3.2过江管道施工采用水平定向钻技术

由于粗芦岛南侧的海域属于淤泥地层，如果采用沉管法施工不仅会造成管道堵塞和管槽回淤，还会因为管道埋设较浅而受到损坏，从而影响供水的正常运行，所以对于粗芦岛过江管道的施工采用水平定向钻的方式更具优势，长距离水平定向钻可以满足连江粗芦岛的海域过海段较长的施工需求，还可以增强管道埋设的深度，防止管道受到损害而带来的一系列问题，所以对于粗芦岛的施工采用长距离水平定向钻技术有利于供水工程的建设和发展[6]。

4　结束语

综上所述，随着产业的不断扩大和人们生活水平的逐渐提高，对供水的需求量越来越大，供水工程的建设也就成为了顺应社会潮流的必然趋势；随着供水工程的不断发展和进步，越来越多的施工技术逐渐涌现，水平定向钻是对传统技术的创新，在供水工程中的应用也就成为了供水发展的必然选择，为供水工程的发展提供了一定的保障。笔者提出，连江粗芦岛南侧的海域施工路线较长，传统的开挖技术不能满足供水的需求，需要运用更现代化的长距离水平定向钻解决管道道穿越的障碍和施工的故障，为了保证供水的正常运行，需要不断的改进和完善这一施工技术。希望通过本文的简单分析，能够帮助相关工作人员更好的开展工作。

[1]张春宇.水平定向钻法在某给水工程中的应用[J].水利科技与经济，2015，15（2）：116～117.

[2]陈海荣，刘建伟.城区给水工程中非开挖施工技术的应用[J].河南建材，2011，32（2）：8.

[3]陈雪静.市政给水工程中水平定向钻穿越技术施工初探[J].中国经贸，201218（14）：157.

[4]金勇.水平定向钻铺管工程潜在安全隐患及对策分析[J].中国科技纵横，2014，21（13）：92.

[5]何晓峰.水平定向钻进技术在供水管道施工中的应用[J].价值工程，2010，29（7）：116.

[6]黄文宁.水平定向钻进技术在市政供水管道施工中的应用[J].现代商贸工业，2010，22（21）：342～343.

U445.55

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1673-0038（2015）22-0265-02

2015-5-18