HDPE排水管定向钻含砂层施工技术研究

HDPE排水管定向钻含砂层施工技术研究

付道明

黑龙江龙捷市政轨道交通工程有限公司 黑龙江 哈尔滨150076

摘要：随着我国城市化的快速发展，城市基础设施建设的步伐也在不断加快，给排水管道工程也是城市基础设施建设的重要组成部分，在市政基础设施建设中， HDPE排水管定向钻施工技术应用十分广泛。但在实际施工过程中，经常会出现 HDPE排水管定向钻含砂层施工问题，这给管道工程的整体质量和安全带来了较大影响。为此，本文结合某市某道路工程项目实例，对 HDPE排水管定向钻含砂层施工技术进行了分析和探讨，通过采取合理的工艺和措施，保证了 HDPE排水管定向钻施工技术的顺利实施和 HDPE排水管定向钻含砂层施工质量，为今后同类工程提供了一定的参考和借鉴。

关键词：HDPE；排水管；定向钻；含砂层；施工技术

HDPE排水管定向钻施工是在地下管线检查井内进行，并利用钻机的机械动力，将管材推进到预定位置进行钻孔，再利用钻机钻头在地下钻孔，将管材周围的土壤和地下水从钻孔中抽出。本文对 HDPE排水管定向钻含砂层施工技术进行了分析研究，可供同行参考。

一、工程概况

本项目工程位于某市老城区，是一条城市道路，该道路由某市政公司负责建设，道路全长为3900m，路面宽度为30m，其中车行道宽26m。为确保该道路工程的顺利进行，需要对原地面下的市政排水管网进行改造，其管道设计为 HDPE排水管。由于管道埋设区域为老城区，地下土层中含有大量的细砂、中砂等细粒土，且该区域地下水位较高，因此该管道采用定向钻技术施工。根据工程设计方案及地质勘察报告显示，该管线穿越区域为砂层、砂质粉土层、粉质粘土、粉土等地层，且在管线穿越区域附近还存在大量的地下涌水。针对这些问题，在实施 HDPE排水管定向钻含砂层施工时，必须要确保管线穿越区域的工程质量和安全。为此，必须要采取有效的工艺和措施来确保 HDPE排水管定向钻含砂层施工质量。本次 HDPE排水管定向钻含砂层施工采用的工艺为“正循环扩孔后回拖”法。

二、地质条件

该道路工程项目位于某市市区，其属于市区内的城市主干道，道路两侧的绿化带和人行道都进行了铺装。本工程项目周边环境较为复杂，对施工造成影响的主要有建筑物、道路、树木和其他构筑物等，具体如下：

（1）该项目施工区域内有一栋建筑物，位于道路下方，高度约为22m。由于建筑物的存在，对本工程项目的施工造成了一定影响。

（2）在本项目施工过程中，需要穿越多处现有的房屋、桥梁等建筑物。

（3）该项目施工区域内还分布有一条河流，河流宽度约为50m左右。河流两岸均属于硬质场地。在进行管道定向钻施工过程中，由于地质条件比较复杂，需要穿越多处现有的建筑物、桥梁等构筑物。

（4）由于受到穿越河流的影响，该项目施工区域内存在比较严重的地表沉降问题。

三、施工准备

1.准备工作

（1）根据设计图纸和技术规范，对施工场地的土质、水文地质条件进行详细调查和分析，了解管道的埋深、宽度和位置；（2）确定穿越线路的方案，编制穿越施工组织设计和专项施工方案；（3）根据地形地貌进行线路平面布置，并进行线路测量。

2.管线调查

（1）详细调查管道起点，终点及穿越管线位置的地下水位；（2）根据规划设计图纸确定穿越管段的长度；（3）根据设计图纸确定穿越管段的断面形状，并进行管道断面的计算。

3.管材选择

（1）根据规划设计图纸确定管材种类及规格；（2）对管材进行强度试验，确保其符合施工要求。

4.现场测量

（1）根据设计图纸和测量技术规范对管道起点，终点及穿越管段进行准确的定位，并对坐标进行测量，同时编制出管道起点，终点及穿越管段的坐标图；（2）按照坐标图将曲线划分成若干段，每一段为一个独立的坐标系统，每个坐标系中用同一方向的直线将所有点连接成一条曲线。

5.设备选择

（1）根据设计图纸确定穿越位置所需要的设备型号和数量；（2）根据场地布置要求确定施工设备的位置和数量；（3）根据施工进度计划确定机械设备及人员配备。

6.技术交底

（1）施工方案及技术措施经现场监理工程师审核通过后方可实施；（2）本工程主要技术人员须到岗到位。

四、定向钻施工技术

1.测量放样：根据本项目的施工现场实际情况，选择一条道路作为测量放样路线，在此过程中需要对道路的实际状况进行调查，并结合施工现场的地形地貌以及相关的工程要求和标准来制定出具体的测量放样方案，以便于后期的施工工作。

2.导向孔施工：根据放样方案，进行定向钻机的安装和调试，并进行现场试钻，在此过程中需要将实际情况进行记录和分析，然后根据相关数据来对设计的钻机进行调整和优化，以便于顺利完成导向孔施工工作。

3.扩孔施工：根据测量放样方案，对管道的管径以及实际长度进行确定和控制，在此过程中需要对管道的方向、坡度以及垂直度等内容进行控制和管理。

4.回拖力调整：在管道回拖过程中，需要将导向孔内钻杆所产生的扭矩及时施加到钻杆上，并对其施加一定的拉力。

5.回拖泥浆：在回拖过程中，需要及时注入泥浆，并且根据泥浆压力来控制回拖压力。

6.出土量控制：在定向钻施工过程中，需要根据管道回拖力进行计算和控制，当出现回拖力超过预定值时，就需要停止出土量控制工作。

五、质量控制措施

1.在定向钻施工过程中，应对钻孔轨迹进行实时监测，当出现偏差时，应及时调整钻机，保证钻机能够正常工作。

2.在施工过程中，要做好应急措施，在钻孔过程中若发现井壁出现坍塌现象，应及时采取有效措施进行处理。

3.在钻进过程中，要及时监测出渣量，当出渣量小于设计值时，应立即停止钻进，同时采取有效措施进行处理。

4.在回拖过程中，要严格控制回拖压力和回拖力，保证施工效果。

5.当导向孔的施工效果不理想时，应立即调整回拖轨迹和钻杆轴线方向，以确保钻杆轴线与设计轴线平行。

6.当施工过程中出现了严重的塌方情况时，应立即停止钻孔施工。

7.在回拖结束后，要对回拖轨迹进行认真检查。

结语：通过本文的研究，可以得出以下结论：（1）通过对 HDPE排水管定向钻含砂层施工技术的研究，提出了解决 HDPE排水管定向钻含砂层施工中出现的问题的有效方法，同时也为同类工程施工提供了借鉴。（2） HDPE排水管定向钻含砂层施工中，必须对地层进行科学合理的划分，并根据实际情况制定出详细的施工方案。在钻机钻进过程中，要根据实际情况及时调整钻进参数，控制好钻孔轨迹。同时还应做好 HDPE排水管定向钻含砂层施工中出现的问题的分析和研究工作，及时制定出合理的解决方案和措施。（3） HDPE排水管定向钻含砂层施工中，应加强对 HDPE排水管定向钻含砂层施工技术质量的控制。在钻进过程中，要严格按照设计要求进行钻孔轨迹控制，严格控制好钻机的扭矩和转速。在钻进过程中，应加强对钻杆、钻头和钻具的检查和维护工作，确保各项施工参数满足工程要求。

参考文献

[1]曹利强.盾构掘进影响下复合成层地层及环境的力学响应及其控制[D].2020.22-23

[2]熊磊晋.考虑渗滤效应的富水砂层渗透注浆机理及试验研究[D].2020.33-34

[3]徐圣集.巴拉素煤矿马头门强富水煤体注浆防渗关键技术研究与工程应用[D].2022.

[4]焦如义,刘厚平,袁春,江勇.水平定向钻套管夯击力学模拟计算[J].油气储运,2015,34(8):869-873.

[5]张宝强,江勇,曹永利,隋付东,张倩.水平定向钻管道穿越技术的最新发展[J].油气储运,2017,36(5):558-562.

[6]霍凤.仿真模拟定向钻技术在水库除险加固中的应用[J].水利技术监督,2017,25(6):53-55.