中国水利水电第三工程局有限公司陕西省西安市710024
摘要：文章以西安市架空线缆落地项目西北三路试验段为背景，简要探讨非开挖法使用水平定向钻过街拖拉的施工技术及重点注意事项，并总结了水平定向钻的在市政工程施工中的优点，为后续类似项目提供技术支持。
关键词：定向钻；钻进；拖拉
定向钻施工是利用比钻杆外径略大的箭嘴式小钻头打导向孔，钻杆从地面钻入，地面仪器通过钻头内传送器发出的信息控制钻头的方向和深度，完成准确的导向孔定位；再利用导向孔反向回扩，将设计孔径内的原状土搅碎；最后清除孔道内泥土，形成安管通道。孔道成型后利用拉力机将管节拖拽入孔道内，完成安装工作。
1施工准备
1.1场地调查
调查地下原有管线之前应了解场地周边的地形、交通情况，确定场地对施工的影响程度。线缆落地主要在城市主次干道上，人流车流密集。施工时规划好设备场地，尽量减少对周围交通的影响,并确保行人的安全。
1.2设备准备
施工前将钻机调试到施工时的最佳状态，尽量避免在施工过程中出现由于设备故障引发的误工。检查油路、水路的畅通严密，检查电路的安全性。对易损件和一旦损坏修理周期长的配件，保证有备用件。对其他附属设备达到正常使用状态。
1.3其他准备
施工期间的用水、用电在设备进入现场之前解决。
协调好施工区域内各相关管线管理单位及项目管理单位，保证技术交底的准确性和彻底性。
2钻进施工
2.1工作坑开挖
工作坑开挖前应建立好全封闭硬质围挡，注意来往车辆及行人安全，指派专职安全员协调指挥过往车辆行人，并做好警示标志。拉管工作坑结合人孔井位置确定，开挖前，采用“十”字探槽法探明作业范围管线情况，如遇管线不宜迁改，则对此井位进行调整。工作坑大小以设计为基础，结合地下原有构筑物及管线确定，综合各种因素确定开挖尺寸。
2.2钻机及配套设备就位
将钻机就位在管线穿越中心线位置上，之后进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。按操作规程标定控向参数，为保证数据准确，在管线中心线的不同位置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录。
2.3泥浆配制
泥浆是定向钻钻孔中的关键因素，泥浆的性能主要有动、静切力、失水以及润滑等性能，定向钻施工要求泥浆的性能高。根据施工经验，针对泥浆配置采取以下措施：
(1)按照事先确定好的泥浆配比用定向钻专用土加上泥浆添加剂，配出符合要求的泥浆。
(2)使用的泥浆添加剂有CMC、碱和润滑剂等，都应符合环保要求。
(3)为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，在用量不改变的情况下，采取两套泥浆储存罐，延长循环周期的措施。根据地质土层的不同，泥浆的配比也随之变化，并选用不同的添加剂，以达到预期效果。为有效地减少钻杆与地层之间的摩擦阻力，应加强对泥饼的质量控制，泥饼薄而坚韧能够稳定孔壁，减小磨阻。施工时可在泥浆中加入高性能的降滤失剂，控制失水，形成高质量泥饼。
2.4钻机试钻
开钻前做好钻机的安装和调试等一切准备工作，确定系统运转正常、钻杆和钻头清扫完毕，严格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻，钻进1～2根钻杆后检查各部位运行情况，各种参数正常后按次序钻进。
2.5钻导向孔
进行管线导向孔钻进期间，建立穿越曲线数据库，采集在控向过程中由控向系统的计算机自动生成的有关数据，如每个测量点的前后点及正位值。为保证采集数据的准确性，减少人为录入错误，采取自编的小程序，采用计算机生成的控向数据经过一、两步的转换后，自动生成Excel文件，以保证控向数据的可打印性和传输性，减少人为录入数据的错误。
导向孔钻进时钻具头部只安装略大于钻杆外径尺寸4cm的矛式钻头，对正既定孔位，检测误差达到规范要求，即可开动钻机钻进导向孔。钻进时人力扳拉推进要持力均匀，匀速前进。并应根据给进阻力的大小，判定地层内是否有硬物或土层的变化，以确定注水机给水压力和给水量。钻进时，当地层含水较大地层为砂层或粉质砂粘土，应不注水钻进，当地层较硬或无地下水时，则应提高注水压力。注水主要是起润滑和冷却钻具，减少钻进阻力作用。
当遇有硬质障碍物时应缓慢持力给进，当不能钻穿通过时，应记录钻具长度，确定障碍物的具体位置。如地面条件允许可从地面下挖探洞人工下去处理。地面条件不允许时，则只有整体偏移钻孔轴线。一般单个硬物通过持续压力注水钻进和搅磨即可通过，此时给进力应均匀不可强行推进，以防止钻孔偏移。障碍物的位置在钻进过程中应详细记录。导向钻进是用轻压、慢转，注意控制钻头温度，不可使探头过热。
控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到管线穿越。开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，泥浆与司钻重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好。
2.6预扩孔
采用逐级扩孔预扩孔，导向孔完成，钻头出土后及时拆卸，装上检查合格的扩孔器进行预扩孔，根据设计选择不同的扩孔钻头，最后用清孔器清孔，清孔以慢稳为主，切忌速度过快，同时，做好每一遍扩孔的记录，以便于下一级扩孔借鉴，使扩孔具有可追溯性，清孔完成后，需紧接拉管工序，中间不能长时间停留。
2.7管线回拖
管子在清孔完成前摆放好，管子走向与轨迹走向平行，连接好拉管头，在引管槽尾部垫好麻包，喷上高润滑泥浆，以免管子被划伤，待清孔完成以后开始拖管。拖管之前检查扩孔器尾部拉头、万向节、U型环、拉管头的良好状况，如达不到标准的立即报废并使用新件。
由于个别管段孔数较多，为顺利施工可采取分孔回拖方式进行回拖，最终达到所需孔数。拖管到达位置后继续向前回拖一小段距离，司钻人员卸掉钻机回拉力，观察管子在不受拉力状况下的收缩状况，避免管子回缩以后进入孔中。
在回拖时连续作业，避免因停工造成阻力增大。管线回拖前应仔细检查各连接部位，保证回拖顺利。排管回拖前，保证管线和穿越轴线一致，减少管线进入孔洞时的侧向摩擦力，确保管道完好。将熔接好的管材放到发送沟，保证管道尽可能与地面脱离，管道在沟中呈漂浮状态，以减小回拖时的摩擦力。回拖时增加高润滑泥浆，使泥浆像薄膜一样附着于管道表层，起到保护作用。在扩孔回拖时，把扭矩控制在合理范围内。扭矩过大，钻杆卸扣困难。把扭矩控制在适宜的范围内，以保证扩孔回拖顺利。
2.8注浆加固
管道拉通后，为避免地面沉降，需要进行注浆加固。采用孔内注浆的加固措施。具体做法为在拖拉管施工前在管前端连接两根与管同长度的注浆花管，在管道就位后，通过花管注浆，补充、加固管道周围空隙。
各项工序完成后，及时进行场地清理。
3施工中需重点注意的问题
3.1施工前规划
施工前一定要有详细规划，规划出施工先后顺序以及人、材、机配置，以便于组织人员及生产安排；同时现场实施应严格按照施工计划落实，避免出现机具、人员施工不均衡情况发生。
3.2地下管线普查、确认
城市现有道路地下管线较为复杂，牵扯部门较多。施工前必须进行管线探测和对管道周边沿线各障碍物的排查，经实地调研，勘测，保证后续施工的顺利进行。具体可采用周边管线调查结合物探方式进行，工作井范围采用人工探槽确认。特别是过街拖拉管施工，受定向钻弯曲半径、管线埋深限制，必须精确核实管线情况。
3.3做好工序衔接
工作坑开挖、钻机及配套设备就位、泥浆配置、钻机试钻、钻导向孔、预扩孔、管线回拖、注浆加固、回填、路面恢复等工序的的衔接与组织一定要配合好，避免出现施工中断。
4结语
水平定向钻拖拉管施工对施工条件要求不高，进出场地周转速度快，施工场地可以灵活调整，对地面环境产生的影响较小，并且施工占地少，工程造价低，施工速度快，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，在市政工程中已广泛应用。
参考文献
[1]张德全.基于市政工程中非开挖拉管施工技术的作用研究[J].江西建材，2014（23）；
[2]朱林，PE管水平定向钻最大拖拉力的探讨，煤气与热力，2018,38（11）；