水平定向钻进技术在PE污水管道施工中施工要点

殷建飞 黄斌

摘 要：污水管道大多在地下进行，传统的施工方法是先挖后埋，施工方法不仅效率低，而且影响路面正常的交通量。水平定向钻井技术在污水管道施工中的应用可以节省污水管道施工空间。它不需要破坏大面积的路面，不易受到外界环境因素的干扰，可靠性高，安全可靠，能有效保证污水管道施工质量。本文简要介绍了水平定向钻井技术的应用优势，分析了水平定向钻井技术的具体应用。

关键词：PE污水管道 水平定向钻进技术 施工要点

中图分类号：TU992.05 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（b）-0041-02

随着现代城市的快速发展，越来越多的人涌向城市，生活污水的排放也在增加。因此，在许多地区铺设了大量的生活污水管道。为了满足生活污水管道的施工要求而不影响正常的交通流量，可采用水平定向钻井技术。污水管道施工的优点是非常明显的，在实际施工过程中，应结合污水管道的施工设计要求，根据施工现场的具体情况，严格控制各环节水平定向钻井，优化施工过程，不断提高污水管道施工质量。

1 工程概况

本工程位于湖北省荆州市沙市区，为基础设施建设（沙市区乡镇生活污水治理项目）配套设施施工项目。本工程施工区域涉及三个镇，分别是岑河镇、锣场镇、观音垱镇，地质条件复杂，局部含有流砂层，对于直接开挖施工的难度较大，故采用定向钻施工。

2 施工工艺与技术准备

首先，施工单位应根据设计图纸、地质调查报告、工艺流程、施工合同等相关文件编制施工组织设计方案。工艺流程见图1。施工方案经监理单位核实后，监理部门应当提交建设单位审核。施工前，应要求项目技术负责人进行书面技术公开披露工作，实现分工明确。经监理人员检查确认后，技术文件作为监理现场技术控制的基础，组织技术人员根据细则开展工作，施工前，必须重视施工的难点。

3 PE污水管道施工要点与控制

3.1 PE管工艺的要点与控制

首先，施工单位应检查PE管制造商提供的产品证书、试验报告和其他相关产品的性能证书。然后检查管材的质量，并在几何尺寸满足后方可使用。由于PE管一般标准长度是9m和12m，故在实际的施工工程中PE管需要连接，管道接头采用热熔对接，焊缝宽度和卷曲高度满足要求。然后将环链葫芦牢固地连接到管子的耙头上。直到最后显示钢管约0.5m时，将管道的末端被拉入管道中。令管道牵引车调整土壤角度，等待钻、扩孔完工后的，管道再通过。

3.2 钻井过程要点与控制

3.2.1 钻井液配制的要点与控制

钻井液在残余通道的钻进、扩孔、清孔和拖动中起着关键作用，因为它起到冷却、润滑钻头、软化地层、辅助压裂地层、携钻和稳定井壁的作用。管道尾部顺利进行施工的关键是如何防止钻孔通道的收缩和塌陷。因此，根据地质条件制备科学的钻井液显得尤为重要。根据施工工艺要求，在钻机一侧设置循环池和沉淀池。在制备池中加入一定量的膨潤土、失水剂和混合水，通过均匀混合制备钻井液，使钻井液密度控制在1.08～1.1之间，失水量控制在0～1之间，pH值控制在8～10范围内，粘度控制在45～50之间。在斜截面使用的钻井液中加入适量的润滑剂，降低孔壁的摩擦系数，防止粘连。

3.2.2 钻机安装的要点与控制

在钻机的选择中，应根据施工参数反复论证主要的力学性能，如扭矩、功率和阻力。机械设备进入市场后，首先，施工单位报告设备安全技术文件，确认其是否处于安全控制的有效状态，然后检查机械操作员是否持有有效文件。最后，钻机的安装应基于设计图纸的位置、管道的轴线和工作坑的位置。在安装过程中，设备按照安装人员的统一命令安装，安全人员需要进行现场监控。安装完成后，监理建设单位应组织联合调整试验验收，经验收试验合格后方可使用。

3.2.3 导向钻进的要点与控制

根据现场的地质条件，钢管的曲率半径和最大穿透深度，设计了导向孔的轨迹曲线。经研究，地角为10，开挖角度为7，斜截面为104.72m，开挖坡度为149.26m，水平横断面长度为489.02m，采用数字输入钻控制系统作为制导控制基础。轨迹曲线由放置在钻杆后端的电子测向仪控制，以测量位置参数，并及时将测量参数发送到地面控制室的接收器。处理完数据后，实现轨迹的同步显示，然后比较设计轨迹的曲线，确定钻孔的偏差程度。严格控制倾斜部分的角度是必要的。如果偏差很大，则应重新调整并重新钻孔；稳定进入点的位置和倾斜度可以正常速度钻孔。成功钻入河流校准的目标点，未挖掘点的位置符合设计坐标。

3.2.4 预扩孔的要点与控制

根据“管道定向钻孔技术规范”的要求，根据现场条件和管道类型，扩径的直径应控制在设计管道直径的1.2～1.5倍，管道交叉口的直径应达到1200mm。根据土壤质量，采用快速切屑铰刀将出土孔扩大到地面，扩孔铰刀铰接后，将钻井液压入钻铰刀中，这种情况下，铰孔结构使用5个铰刀。在铰孔过程中，应在剩余点收集钻井液。如果不满足要求，应及时调整钻井液的比例，直至满足钻井液的要求并对钻井液进行良好的检查。稳定质量的钻井液附着在孔壁土壤颗粒上，形成极低渗透性泥浆，可有效防止墙体在静压下坍塌。

3.2.5 管道回拖的要点与控制

完成孔清洁后。当管道被拖回时，入口处的管道应放在滚轮支架上。将钻杆连接到铰刀的一端，另一端通过旋转接头连接到管道的耙头，确保管道顺利地插入孔中。在复杂的地质条件下，逆流管道处于动态环境中。在钻机的连续控制下，以均匀的速度回拖；当遇到较大的张力和扭矩时，应适当降低拖曳速度，以确保平稳可靠的返回过程。直到铰刀和管道在定向钻机侧面爆裂，拖动操作结束。

4 质量检验及保证措施

（1）污水管铺设规定要求。

铺设下水道管以满足排气要求，污水管没有向上的顶点。水平最大偏差±0.3m。纵向垂直最大偏差±0.25m。在管道拉拔过程中，保持管道内壁清洁并密封内壁。

（2）在拉管过程中，操作人员根据桩的预平面位置和高度严格控制桩的钻头位置，并检查每3m的水平距离。

（3）管道内底高程的复测。

管道穿过后，应进行管道内陆高程的复合测量。装配有探测器的钻头由钻孔机拉入管道中，测试仪根据探测器发出的信号确定钻头的深度，并计算转换后管底的内部高程。将获得的结果与原始控制轨迹高程进行比较，得到每个桩位的高程偏差值。

（4）验收：根据设计及验收规范进行试验检测等验收工作。

验收物品要进行接收和记录，并由业主和监督员验收。施工前应对施工设备进行检查，施工期间应定期检查，确保测量结果正确。技术人员和质量检验员根据设计图纸和要求，按照相关规范和标准完成每个过程并记录。

5 结语

水平定向钻井施工不妨碍运输，不影响周围居民的工作和生活，施工不受季节限制。它解决了传统大型基坑施工对环境污染，运输和基础设施破坏的不利影响。通过施工单位，精心组织各种施工技术的实施，使污水排放管道顺利通过，探索了成熟道路水平定向钻井施工技术的成功经验。相信在不久的将来，通过水平定向钻井技术的积累，施工技术将会越来越完善，并将迎来更广阔的应用前景。

参考文献

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