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1、浅谈水平定向钻在旧晋祠路改造工程中的应用 摘要:近年来,在许多市政工程中,非开挖水平定向钻施工具有明显的经济效益和环境效益、安全效益。在城市繁华区和地下、水文地质情况复杂或者临近邻街建筑的情况下,排水管道或者其他管线的施工,需要采取非开挖方式、技术解决问题。本文结合旧晋祠路改造工程实际对水平定向钻施工应用进行具体阐述。 关键词:水平定向钻;非开挖施工;市政工程;旧晋祠路 1定向水平钻管道非开挖技术及施工的目的及意义 目前,市政工程建设中,在城市繁华区和地下、水文地质情况复杂或者临近邻街建筑的情况下,排水管道或者其他管线的施工,不能明开挖
2、施工时,需要采取非开挖技术解决问题。定向水平钻在非开挖技术行业中,具有不开挖路面、不阻断交通,不影响环境等优点,具有明显的经济效益和环境效益。本课题结合旧晋祠路改造工程项目研究定向水平钻施工在实际施工中的应用,为以后的管道施工提供非开挖参考资料和经验。 2旧晋祠路改造工程定向水平钻工程概况 旧晋祠路改造工程,污水管线施工过程中发现,①施工降水、钢板桩支撑开挖后,沟槽两侧土体严重裂缝,对周边建筑物产生不良影响,且存在安全隐患;②在局部段落因地下管线复杂、老旧,位置、走向、材质不明;③化工排洪渠常年流水不可明开挖等情况;④在局部段落管线临近建筑物;
3、⑤工期要求紧。上述段落,明挖施工存在如下不利因素:①安全隐患和环境影响;②功效低下;③施工周期长;④存在经济赔偿损失的可能。考虑在K0+472~K0+670,长204m;1+280~1+975,长700.5m两段采用水平定向钻(非开挖)施工污水。 3施工方案及过程控制 3.1沉井定位井 3.1.1沉井定位井作用 非开挖水平定向钻施工首先要符合设计要求的高程控制,为保证设计高程,在定向钻施工之前先要布设沉井定位井。定位井应位于水平定向钻的起始位置,并且最好在设计检查井位置。沉井定位井的定位很关键,其作用如下:①将已完管道与拖管段在井位处准确连
4、通;②定位井的封底高程即为设计过水面高程;③沉井定位井同时也是污水管道检查井。 3.1.2沉井定位井施工 沉井现场预制C25钢筋砼矩形沉井,为定位井,内径均为3.3m×1.5m,壁厚30cm。沉井与管道正交的每侧壁预留D=1.2m的2个预留孔,作为管道穿越用。沉井封底时要符合设计高程。 沉井的定位要考虑如下因素:要将设计好的预留孔对准已完管头,待沉井下沉到已完管顶时,将预留孔下混凝土凿除,使管头卡进预留孔,实现已完管道和拖管段落的连通。 3.2水平定向钻施工 本次穿越从桩号0+472处至桩号0+670处,在过桥铺设管道时,采取绕桥基础以外
5、画弧形穿越。采用管材为Φ800mmPE管,设计铺管长度约204m,穿越长度约265m。 3.2.1施工准备 3.2.1.1技术准备 组织全体施工人员进行技术交底和安全交底,进行施工方案要点交底,要求所有施工人员熟悉本工程特点及技术要求。现场进行管线交底和摸查。 3.2.1.2施工机具准备 要对钻机、泥浆系统、控向系统、热熔焊机等所有机具进行检测保养到位,配备易损件。 3.2.2定向钻穿越过程 现场三通一平—→开挖工作坑(3m*5m钻机侧深度按高程)开挖泥浆池(3m×4m×2m出土点)—→钻机调试安装拖拉头制作(φ800mm)—→泥浆调
6、配—→钻导向孔—→预扩孔Ф450mm—→预扩孔Ф600mm—→预扩孔Ф750mm—→预扩孔Ф900mm—→预扩孔Ф1050mm—→预扩孔Ф1200mm—→清孔Ф1050mm—→管材焊接—→拖管—→泥浆清运—→钻机撤场、地貌恢复 3.3关键过程控制 3.3.1测量放线 根据施工图、设计控制桩进行测量放线,放出线路轴线和施工作业带边界线。用经纬仪放出各个井位并给出各井位及沿途重要控制点的高程,作好记录供导向孔钻进时使用,用经纬仪放出钻进路线,每隔20m标记桩供钻进时使用。 3.3.2泥浆控制 3.3.2.1泥浆是定向穿越中的关键因素 (1)
7、按照事先确定好的泥浆配比用一级钠基膨润土加上泥浆添加剂,配出符合要求的泥浆。 (2)使用的泥浆添加剂有:降失水剂、固壁剂、黏土分散剂等。 (3)为确保泥浆的性能,保证膨润土有足够的水化时间,我们采取两套加料配浆系统,延长泥浆循环周期。 3.3.2.2水源的采用 水源采用自来水,抽入水罐内加碱软化,降低Ca、Mg离子含量,改善水质,同时提高水的pH值,水的pH值为9~10时最适合膨润土的水化。 3.3.2.3强化各施工过程泥浆性能调整 (1)斜孔段:泥浆的流动性能要好,结构性要强,保证钻屑携带和孔眼清洁;控制泥浆的失水,防止塌孔。需增大固
8、壁剂、降失水剂含量。 (2)水平孔段:要及时提高润滑剂剂量,适当降低粘度和切力,保证泥浆的流变性能良好,使钻屑顺利返出地
