非开挖定向钻技术在燃气管道工程施工中的应用探究

非开挖定向钻技术在燃气管道工程施工中的应用探究
发表时间：2019-06-25T16:51:37.117Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：阮鹏
[导读] 所谓非开挖技术，主要是对岩土钻掘手段进行充分利用，将地表挖沟操作省略，最终实现对地下管线的更换和修复。

佛山市三水燃气有限公司 528100
摘要：城市燃气管道属于是城市发展中的基础所在，可以为城市整体环境改善发挥自己的作用，避免大面积污染事故出现。

本文对非开挖定向钻技术内容进行总结，并从设备安装和调试、预扩孔及磨孔、拖管安装、非开挖工艺的控制要求、泥浆配比五方面，论述了非开挖定向钻技术在燃气管道工程施工中的具体应用方法。

关键词：非开挖定向钻技术；燃气管道；工程施工
前言：所谓非开挖技术，主要是对岩土钻掘手段进行充分利用，将地表挖沟操作省略，最终实现对地下管线的更换和修复。

如果是按照施工方式进行划分，主要方法有顶管法、爆管法和水平定向钻法等等。

其中，最为常用的技术为水平定向钻法，利用高压泥浆与整个施工顶进过程形成配合，应用范围极广。

1.非开挖定向钻技术简介
站在燃气管道施工角度来说，很多时候无法应用传统挖掘技术，工作人员也无法进入到施工区域之中，需要借助于机械方法实施钻掘、排土等操作，此时，非开挖定向钻技术优势便会展示出来。

该种技术具备很强的创新性，可以跨越公路、铁路等障碍物。

很多定向钻机应用，碎石操作需要钻进液的辅助。

一般来说，钻头通常会设置成斜面状态，在连续回转过程中，钻头可以保证朝着某个方向不断施加压力，必满偏斜问题出现。

除此之外，工作人员还可以将探测器或者是探头安装在钻头内部，此时，人们可以借助于跟踪信号情况来判断钻孔位置，并做好深度等参数的统计工作。

由于很多地表性质并不稳定，导致钻孔踪迹无法更好的展示出来，或者是由于钻孔深度过大，对无线电频率精度产生极大影响。

为此，研究人员将有缆式的导向系统应用其中，确保线缆和钻杆的充分连接。

2.非开挖定向钻技术的应用优势
2.1施工场地小，不会影响地面交通
实际燃气管道开挖工作的开展，其管沟的平均宽度大约为0.8m，如果将周边护栏和返土加在其中，平均宽度可以达到2.0m。

由于城市道路宽度有限，上述操作很容易为道路交通产生影响，不利于居民出行。

而在非开挖定向钻技术施工过程中，并不需要对长距离管沟进行挖掘，降低施工场地的占地面积。

该项施工技术的工作坑面积主要以3到6㎡，为了避免对施工质量和后期维护工作产生影响，各个工作坑的间距往往保持在200m左右。

除此之外，该项施工技术的施工速度较快，可以做到边施工边回填，将施工对周围的影响程度降到最低。

2.2施工障碍少
在大型城市之中，市内很多区域均保持在繁华状态，而且这些地区的发展时间较长，地下管线极为复杂，再加上相关原始材料的缺失，很难对地下管线位置进行合理确定。

如果人们对机械挖掘技术进行应用，极容易对管线产生损伤，施工成本较大。

如果能够对非开挖定向钻方法进行应用，可以有效绕开障碍物，对工作坑周围的地下管线位置进行有效确定，并将打孔深度控制在2到3m左右，将原有设备避开[1]。

2.3受地表现状影响较小
在很多日常燃气管道施工过程中，地表现状往往会对正常工作产生极大影响，如铁路、池塘以及树林等等，有时甚至还会遇到硬覆盖地面，为管道开挖施工带来很大困难。

非开挖定向钻技术最大优势主要表现在以下几方面，即地下穿越河流、公路和铁路等障碍物，确保地表面貌不会受到任何破坏。

在非开挖定向钻技术作用下，燃气管道铺设的最低埋深能够达到5到10m，不会对江河航道产生影响，更不会对堤岸河床结构产生破坏，而且该项施工操作不会受到季节性限制。

所以说，该项施工技术十分适用于城市地下燃气管道施工。

2.4施工速度快，效率较高
在非开挖铺管操作过程中，并不需要对管沟进行充分挖掘，与之相关的施工工序也可以省略，为主体施工操作提供便利条件。

例如，在某工程施工之中，东西两段管线长度大体相同，施工部门在西段应用恶劣非开挖施工操作，施工时间为15d，东段实施开挖铺管，施工工期为28d。

从上述结果对比中可以看出，非开挖铺管技术在燃气管道工程施工中具备明显优势。

之所以会出现这种情况，主要是由于非开挖铺管技术的作业面很小，而且施工操作极为简单，只需要一名机手，外加四五名辅助人员方可完成工作。

平均下来，每班的进度可以达到50m左右，甚至还可以进行连续作业。

在很多工期紧张的燃气管道工程施工中，非开挖定向钻技术成为了施工的首选。

3.非开挖定向钻技术在燃气管道工程施工中的具体应用方法
3.1设备安装和调试
在钻机就位之前，相关工作人员需要做好施工场地的平整操作，为后续设备通行提供充分条件。

一般来说，实际设备和材料的存放场地应高出正常地面15mm左右，其边沟设计不得低于0.3m×0.3m。

当轴线设计好之后，人们可以根据入土点和入土角度，并与实际钻机位置相结合，为后续工作开展创造有利条件。

当钻机设备和固控设备安装工作结束后，人们便可以继续开展设备的测试和检查操作，提升设备运行的安全程度。

除此之外，在控向设备仪器安装好之后，工作人员还需要对其进行合理调试，让导向孔深度与实际工作要求相符。

3.2预扩孔及磨孔
首先，在预扩孔操作过程中，最为常用的机械类型为沟神7020型向钻机，可以为预扩孔操作创造有利条件，而且还能在扩孔操作时打入泥浆，借助于各项压力将扩孔级别扩大。

一般来说，预扩孔主要应用的是导向钻机来完成。

其次，在扩孔次数的确定上，相关工作人员需要将钻机回转压力和回拖压力明确出来，具体扩孔级别如下：第一步，应用380mm螺旋扩孔钻头开展扩充操作；第二，应用480mm螺旋扩孔钻头重复上述操作。

一般来说，在扩孔操作开展之前，工作人员还要确保泥浆循环系统的稳定性检查。

以沟神7020型导向钻机为例，与之相配套的泥浆搅拌系统工作流量可以达到15m3/h，一天的循环流量最少可以达到120m3。

在入土点和出土点上，工作人员可以对泥浆坑进行挖掘，并做好泥浆专用设备的选择操作，还要确保现场始终处于文明施工状态[2]。

3.3拖管安装
整个拖管安装涉及到的内容和程序很多：第一，在拖管本身打造上，主要以专门回拖器应用为主，边打泥浆边回旋，避免成品管受到
破坏；第二，在旋转分动器制作上，同样需要使用特制结构；第三，扶正器和工作管之间的连接要展示出明显的紧密性特点，保证工作管和拉管器连接具备较强的安全性；第四，在泥浆选择上，应该以低比重、高粘度特点为主，并在其中加入合理的泥浆处理剂以及管孔润滑剂，以此来降低回拖阻力，这样一来，整个钻机工作负载也能得到全面控制；第五，当煤气管焊接工作结束之后，相关工作人员还要对其牢固性进行全面检查，并与回拖器把持良好的连接状态；第六，在回拖工作开展时，需要保证回拖煤气管全部放下，每隔10m还要放置一个托辊，避免回拖操作导致煤气管外壁出现伤害。

3.4非开挖工艺的控制要求
任何非开挖工艺在实施过程中均存在一定的风险，但如果做好地质勘查工作，人们便可以对不同地区的地质风险进行充分了解，并借助于地勘报告研究，避免相关风险出现。

一般来说，该项控制工作的开展，需要一定的数据支持，只有这样，才能实现管道设计轨迹的全面优化，将轨迹科学性展示出来。

除此之外，非开挖工艺具备较高的技术性，相关施工人员需要具备丰富的工作经验。

站在具体工作角度来说，管理人员应根据实际情况，做好施工安排工作，从现场观察到扩孔、回拖，均需要将工作要求展示出来，做好细节的充分把握。

3.5泥浆配比
孔的设计在燃气管道工程施工中具有重要作用，人们需要根据实际工作经验，避免塌方问题出现。

因此，在导向孔设计过程之中，工作人员需要根据具体的地质构造，做好泥浆配比制定操作，根据不同地质选择不同泥浆配比方案，之后对实际管道铺设距离进行充分考量，让整个孔道之中的阻力降低。

很多时候，地表土质以黏土为主，为了避免该种土质对燃气管道工程施工产生影响，管理人员需要提前制定应急措施，确定出最为合适的非开挖定向钻施工方法。

当所有钻杆被拖回之后，证明整个铺管工作顺利完成[3]。

总结：综上所述，非开挖定向钻技术在燃气管道工程施工中的应用，可以避免对现代城市发展产生影响，其施工优势不可替代。

但从实际工作角度来看，该项技术依然存在很多不足之处，行业指导规范不完善，导致其施工操作没有一个统一标准。

为此，在后续工作开展过程中，相关部门需要加大对该方面的研究力度。

参考文献：
[1]张君来.非开挖定向钻施工技术的应用研究[J].决策探索(中),2019(01):30-31.
[2]李岩朋.非开挖定向钻技术在大口径管道施工中的应用[J].水利建设与管理,2018,38(11):46-49.
[3]周清.关于城市集中供热管道非开挖定向穿越施工技术的应用探讨[J].工程技术研究,2018(11):170-171.。