PE管道敷设水平定向钻穿越施工技术

1 引言
      随着我国经济的发展，在工程的建设过程中，新的技术和设备不断的更新在应用，其中水平定向钻进技术凭借着出入施工地速度快、成本不高、施工精度高等优势，逐渐成为PE 污水管道铺设工程建设技术应用的主要应用方式。
2 水平定向钻技术优势、特点与限制
2.1 水平定向钻技术优势
      水平定向钻穿越是对环境影响最小的施工方法。这项技术同时还可以为管道提供最的保护层，并相应减少了维护费用，同时不会影响河流运输并缩短施工期，证明是目前效率最高，成本最低的穿越施工方法。
2.2 水平定向钻施工的特点
      定向钻穿越施工具有不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响。
现代化的穿越设备的穿越精度高，易于调整敷设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，完全可以满足设计要求埋深，并且可以使管线绕过地下的障碍物。
       城市管网埋深一般达到三米以下，穿越河流时，一般埋深在河床下 9―18 米，所以采用水平定向钻机穿越，对周围环境没有影响，不破坏地貌和环境，适应环保的各项要求。
采用水平定向钻机穿越施工时，没有水上、水下作业，不影响江河通航，不损坏江河两侧堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
        与其他施工方法比较，进出场地速度快，施工场地可以灵活调整，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，并且施工占地少工程造价低，施工速度快。
        大型河流穿越时，由于管线埋在地层以下 9―18mm，地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少，所以起到自然防腐和保温的功用，可以保证管线运行时间更长。
2.3 水平定向钻技术的限制
      定向钻施工技术首先应用于美国海岸地区的冲积层穿越，现在已经能够开始在粗沙、卵石、冰碛和岩石地区等复杂地质条件下进行穿越施工。最长的穿越施工已达 6000 英尺、管道直径为 18 英寸。
2.4 水平定向钻机系统简介
      各种规格的水平定向钻机都是由钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成，它们的结构及功能介绍如下：
      钻机系统。是穿越设备钻进作业及回拖作业的主体，它由钻机主机、转盘等组成，钻机主机放置在钻机架上，用以完成钻进作业和回拖作业。转盘装在钻机主机前端，连接钻杆，并通过改变转盘转向和输出转速及扭矩大小，达到不同作业状态的要求。
      动力系统。由液压动力源和发电机组成动力源是为钻机系统提供高压液压油作为钻机的动力，发电机为配套的电气设备及施工现场照明提供电力。
       控向系统。控向系统是通过计算机监测和控制钻头在地下的具体位置和其他参数，引导钻头正确钻进的方向性工具，由于有该系统的控制，钻头才能按设计曲线钻进，现经常采用的有手提无线式和有线式两种形式的控向系统。
       泥浆系统。泥浆系统由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及泥浆管路组成，为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆。
        钻具及辅助机具。是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具。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。
3 水平定向钻施工工艺
      施工场地选择、布管；施工前检验；施工前检验是至关重要的，包括腐蚀试验，焊接检验，清管，试压和必要的其他措施，按照有关建设可以是标准和法规等具体实施要求的详细施工可以保证管道的安全运行。
3.1 扩孔
      扩孔使土壤和泥土混合均匀，以形成一个合适的空间，减少阻力同时促进管道拉回，必须基于该地质剖面、横直径、回拖阻力和其他因素合理确定扩孔孔径和次数。选择适当的扩孔器根据每个扩孔，以每次 100 至 150mm 为宜进行阶梯式增加。
3.2 施工后复验
      单项工程的完工需要验收依据，而经过测试回拖后的管道，复验能够保证其强度和密闭性。包括强度试验，密封性检测，清管，干燥等。
4 水平定向钻进技术在施工的应用
      对于水平定向钻进技术在施工的应用这一方面来说，它包含有以下几点：施工前的准备、施工进行的流程、导向钻进、扩孔以及清孔。
4.1 施工前的准备
      要对地层勘察，这是为了了解新污水处理厂配套的主干管地层情况已经地下暗流情况，对选择有效的钻进方案提供参考。其中对于地层的勘察包括有含水性、其他管道情况、地下暗流有无、基岩深度等等，这需要我们通过查阅资料、实际开挖以及钻进时获知。此外，也要选择正确有效的施工设备，这就要求要通过前面的分析后，再根据实际情况进行选择施工设备，这是尤其重要的。
4.2 导向钻进
      钻机到位之后，我们需要调整钻机导向杆到稍高过新污水处理厂配套的主干管设计管位中心的高程的地方，接着水平钻入地中，我们要在导向钻头中安装发射器，通过地面上的接收器，可以得出钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻头的温度已经点错的使用情况等有关数据，然后我们将测得的这些参数要与钻孔路线进行比较，方便更正。其中地面接受器具有显示和发射功能，我们可以通过接收孔底信息，操作人员就可以根据这反馈的信息调整钻机按照正确的路线钻进。在这实际过程要时时的根据情况随时调整，并要记录相关的数据。
4.3 扩孔以及清孔
     我们需要根据实际上的土层松散的特质，运用挤压扩孔和出土扩宽的办法进行交替。当孔径直径不大于 400m/n，主张用挤压办法；而当孔径直径不小于 400m/n，要进行进一步的扩张需要先出土；成孔孔径必须要用挤压办法进行确保其成形而且不会崩塌；还有对于回铺前要先把孔内的泥土都清除出来，保证拉管可以顺利进行。
      水平定向钻进技术越来越受到人们的认可与使用，给人们解决了不少的困难以及提高了施工的工作效率。随着开挖技术的不断进步，水平定向钻进技术也得到了市政府部门的承认，对地下管道的铺设都将其作为首选，因为这不论是从环保的方面来说还是市场需求来说这个水平定向钻进技术的应用前景都是十分好的。
5 结语
     总之，水平定向钻进技术越来越受到人们的认可与使用，有利于推动我国经济效益和社会效益，水平定向钻施工技术应在行业领域中应大力推广，从而保证施工质量和施工的顺利进行。