水平定向鉆施工工藝

1、共享知識(shí)分享快樂水平定向鉆施工工藝水平定向鉆進(jìn)技術(shù)又稱HDD技術(shù)（Horizontal Directional Drilling ），是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù),是石油鉆探技術(shù)的延伸。主要用于穿越道路、河流、建筑物等障礙物，它與傳統(tǒng)大開挖埋管施工方式相比， 具有施工速度快、精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于供水、煤氣、電力、電訊、天然氣、石油等管線鋪 設(shè)工程中。一、施工工藝簡(jiǎn)介水平定向鉆機(jī)由鉆機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及附助機(jī)具組成。使用水平定向鉆機(jī) 進(jìn)行管道穿越施工，首先按照設(shè)計(jì)曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個(gè)導(dǎo)向孔，然后將導(dǎo)向孔進(jìn)行來回?cái)U(kuò)孔，擴(kuò)孔完 成后將待鋪管材沿著擴(kuò)大了的導(dǎo)向孔進(jìn)

2、行拖拉，最終完成管線穿越工作，具體工藝如下圖所示。水平定向鉆穿越施工需要兩個(gè)分離的工作場(chǎng)地：鉆機(jī)設(shè)備場(chǎng)地（鉆進(jìn)入土點(diǎn)工作區(qū)）和管線預(yù)制場(chǎng)地（鉆孔岀土點(diǎn)工作區(qū)）。每個(gè)場(chǎng)地的主要施工工序如下：鉆機(jī)設(shè)備場(chǎng)地：測(cè)量放線-三通一平-鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)-鉆機(jī)組裝調(diào)試-控向系統(tǒng)調(diào)試-鉆導(dǎo)向孔-預(yù)擴(kuò) 孔T回拖T設(shè)備退場(chǎng)恢復(fù)地貌。管線預(yù)制場(chǎng)地：測(cè)量放線 -三通一平-設(shè)備進(jìn)場(chǎng)-運(yùn)管布管-組裝焊接等-設(shè)備退場(chǎng)-恢復(fù)地貌。、水平定向鉆施工的優(yōu)、缺點(diǎn)及適用范圍（一）水平定向鉆施工的優(yōu)點(diǎn)1 采用定向鉆穿越施工時(shí)，地上功能能夠正常使用。例如穿越公路、鐵路時(shí)，可不阻斷交通；穿越河 流時(shí)，可保證河流暢通，不阻斷通航、排洪。2由于采用

3、了非開挖施工，減少了大量工程土的開挖、運(yùn)輸和堆放，有利于環(huán)境保護(hù)。同時(shí)，也相應(yīng) 的減少了基礎(chǔ)埋設(shè)、地面恢復(fù)等的費(fèi)用。3施工周期短、作業(yè)安全迅速、綜合成本低，社會(huì)效益顯著。在開挖施工無法進(jìn)行或不允許開挖施工 的場(chǎng)合，可用定向鉆從其下方穿越。在城市建設(shè)高速發(fā)展的今天，避免重復(fù)開挖、修復(fù)所造成的道路拉鏈 工程，具有較高的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。（二）水平定向鉆施工的缺點(diǎn)1由于水平定向鉆施工是一項(xiàng)新的生產(chǎn)工藝技術(shù)，目前我國(guó)尚無統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工驗(yàn)收規(guī)范，造 成對(duì)工程設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的把控沒有官方依據(jù)。一旦發(fā)生質(zhì)量事故，對(duì)責(zé)任方的認(rèn)定也造成一定難度。2由于采用定向擴(kuò)孔拖拉，施工結(jié)束時(shí)，管材與回?cái)U(kuò)孔之間的空隙處理

4、，不能像開槽敷設(shè)施工那樣進(jìn) 行回填夯實(shí)。因此，對(duì)管材沉降要求比較高的工程在實(shí)際使用中存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。（三）水平定向鉆施工的適用范圍水平定向鉆適用于城市道路、公路、鐵路、河流及其它不宜在大開挖施工地段的管道穿越工程?？煞笤O(shè) 天然氣、熱力、自來水、雨污水、電力、電信、有線電視、網(wǎng)絡(luò)等各類地下管線，管材主要可分為鋼管、 PE 管、鋁塑管、銅塑管、電纜、光纜等。三、水平定向鉆施工造價(jià)構(gòu)成及主要影響因素由于水平定向鉆施工的應(yīng)用范圍較廣，因此涉及到的專業(yè)工程計(jì)價(jià)依據(jù)也較多。例如，市政定額、交通 定額和石油天然氣定額中均有相關(guān)的定額子目。由于施工工藝不同，計(jì)價(jià)的方法和內(nèi)容均有所不同，但涉 及到報(bào)價(jià)時(shí)所需考

5、慮計(jì)價(jià)要素基本類似，筆者根據(jù)多年來工作經(jīng)驗(yàn)，以石油天然氣工程報(bào)價(jià)為例簡(jiǎn)要介紹 如下。石油天然氣工程水平定向鉆施工報(bào)價(jià)主要包括管線預(yù)制、定向鉆穿越、土石方工程、三通一平、泥漿處 理等費(fèi)用，有的還包括了過渡段管線敷設(shè)及其他零星工程。招標(biāo)文件及圖紙一般只標(biāo)明或說明定向鉆穿越 的材質(zhì)、規(guī)格、及穿越的長(zhǎng)度，預(yù)算人員還需要根據(jù)水平定向鉆施工組織設(shè)計(jì)和施工方案，并結(jié)合施工現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)際情況計(jì)算分部、分項(xiàng)工程量，以保證報(bào)價(jià)的準(zhǔn)確性和合理性。（一）水平定向鉆穿越主要工程量1安裝部分接樁測(cè)量放線：按設(shè)計(jì)圖紙（自然地面入土點(diǎn)到出土點(diǎn)）計(jì)算穿越長(zhǎng)度套用相應(yīng)專業(yè)定額。鉆機(jī)安拆、調(diào)試：不分土質(zhì)，套用相應(yīng)專業(yè)定額，分大、中、小

6、三種鉆機(jī)。鉆具安拆：導(dǎo)向孔、擴(kuò)孔、回拖的鉆具安拆， 不分土質(zhì)， 按鉆機(jī)類型和穿越管徑劃分套用相應(yīng)專業(yè)定額。鉆導(dǎo)向孔：按土質(zhì)、鉆機(jī)類型和穿越長(zhǎng)度套用相應(yīng)專業(yè)定額。預(yù)擴(kuò)孔：按土質(zhì)、鉆機(jī)類型套用相應(yīng)專業(yè)定額。管線回拖：按土質(zhì)、鉆機(jī)類型套用相應(yīng)專業(yè)定額。穿越管段的預(yù)制安裝：根據(jù)實(shí)際穿越管段的材質(zhì)按施工圖的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)制、安裝、防腐并套用相應(yīng) 定額。2土建部分預(yù)制場(chǎng)地的土石方工程：管線作業(yè)帶平整、穿越預(yù)制管段發(fā)送溝開挖回填、發(fā)送溝恢復(fù)地貌等。鉆機(jī)場(chǎng)地土石方工程：鉆機(jī)場(chǎng)地平整、鉆機(jī)工地泥漿池開挖及回填、恢復(fù)地貌等。連頭土石方工程：連頭操作坑開挖及回填，連頭操作坑井點(diǎn)降水、打支撐樁、恢復(fù)地貌等。3其他項(xiàng)目

7、HSE 的費(fèi)用：健康、安全、環(huán)保費(fèi)等。施工設(shè)備的場(chǎng)外運(yùn)輸、設(shè)備進(jìn)退場(chǎng)、施工調(diào)遣費(fèi)用等。施工便道：盡管交通便利，如施工場(chǎng)地距公路有一段距離，仍就需要修筑便道等。（二）影響水平定向鉆報(bào)價(jià)的主要因素1定向鉆穿越長(zhǎng)度、管徑到目前為止，定向鉆穿越的最大長(zhǎng)度是杭州 -寧波天然氣輸氣管道錢塘江穿越工程，管徑為 813mm ，穿 越長(zhǎng)度為 2454.15m 。穿越的最大管徑是西二線東段渭河主河槽穿越工程，管徑為 1219mm ，穿越長(zhǎng)度為 1240m 。定向鉆穿越長(zhǎng)度、 管徑的選擇與穿越使用的鉆機(jī)型號(hào)、 穿越預(yù)制管段發(fā)送溝開挖回填有直接關(guān)系。2穿越地段的地質(zhì)情況適合水平定向鉆施工的地質(zhì)主要包括為三類地質(zhì)：1類

8、土質(zhì)包括粘土層、亞粘土層和細(xì)土層；H類土質(zhì) 是指地表為粘土層、 中粗砂層、 砂層、細(xì)砂層、中間帶有膠泥粘土層及亞粘土層、 粗砂層、 礫徑小于 30mm 含量在20%的礫石層；山類土質(zhì)是指硬度在 30MPa以下的巖石層及砂巖層。地質(zhì)情況直接影響施工的成 敗，水平定向鉆施工過程中常見的問題是成孔難、控向難、而且容易出現(xiàn)孔壁塌方、卡鉆、鉆桿斷裂甚至 回拖管段和鉆具滯留在孔內(nèi)等狀況。因此，水平定向鉆報(bào)價(jià)尤其是長(zhǎng)距離大口徑管越工程報(bào)價(jià)時(shí)必需認(rèn)真 分析地質(zhì)情況，擬定合理的施工方案，以降低報(bào)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。3穿越使用的鉆機(jī)型號(hào)及鉆具的配備情況水平定向鉆的施工成本與采用的鉆機(jī)及鉆具有直接關(guān)系。拉力扭矩較大的鉆機(jī)可以加

9、快施工進(jìn)度、降低 穿越時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，但由此產(chǎn)生的鉆機(jī)臺(tái)班費(fèi)用也較高。因此選擇合理的鉆機(jī)及鉆具直接影響到報(bào)價(jià)的高低。4施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件由于水平定向鉆施工需包括發(fā)送和接受兩個(gè)場(chǎng)地，施工現(xiàn)場(chǎng)的兩側(cè)都需要布置設(shè)備，為縮減成本應(yīng)盡可 能利用原有的道路或直接利用管線作業(yè)帶。報(bào)價(jià)時(shí)要考慮臨時(shí)借地、臨時(shí)便橋便道、作業(yè)帶清掃、管線連 頭是否需要降水、道路使用以及運(yùn)輸車輛的過路過橋等費(fèi)用。5泥漿回收及處理措施泥漿處理費(fèi)用是水平定向鉆穿越造價(jià)的一個(gè)重要組成部分，泥漿處理的方法不同，工程的成本也不同。 常見的泥漿處理方法有現(xiàn)場(chǎng)處理、運(yùn)到垃圾場(chǎng)由垃圾場(chǎng)集中處理、棄置無人地帶自然分化、挖坑深埋。如 果施工現(xiàn)場(chǎng)位于污染區(qū)域，泥漿還需經(jīng)過污染測(cè)試，并按政府的要求方式進(jìn)行處理。對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)優(yōu)先 考慮采用泥漿回收系統(tǒng)，重復(fù)利用泥漿來滿足施工的需要，從而降低泥漿材料消耗，減少泥漿外運(yùn)處理的 費(fèi)用，達(dá)到降低總報(bào)價(jià)的目的。四、結(jié)束語水平定向鉆技術(shù)是一種環(huán)境影響小、工程造價(jià)低、施工速度快的非開挖施工技術(shù)。它具有實(shí)用性強(qiáng)、適 用面廣、效益好等特點(diǎn)。在未來的城市地下管線工程中，定向鉆技術(shù)將得到越來越多的運(yùn)用。工程預(yù)、結(jié) 算人員在編制水平定向鉆預(yù)算報(bào)價(jià)時(shí)要根據(jù)施工圖中穿越的種類、材質(zhì)，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況