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用HDD铺设自来水主管
发布日期:2010-02-09 阅读:3408 字体:[ ] 大

Ian Clarke 编辑 


 


  要:本文介绍了承包商LA Fuller & Sons公司为普莱恩维尤市近郊一项大型自来水管线改造工程,进行的HDD铺设工程的施工各个方面的情况。


关键词:非开挖、HDD、自来水管


 


 


不久前,本部在美国得克萨斯州阿玛里洛市的承包商LA Fuller & Sons公司,为普莱恩维尤市近郊一项大型自来水改造工程的投标而面临两种选择:一是按开挖方法对该工程进行投标,该公司具有多年的开挖施工经验;二是对该工程的大部分采用水平定向钻进铺设,即按非开挖施工投标。许多承包商都按常规选用了开挖——回填的施工方式投标。


对于LA Fuller & Sons公司来说,采用开挖方案容易得多,该公司以前也从未用过定向钻机铺设自来水管。但是,该公司的老板J. MarkMike Fuller懂得非开挖施工的好处,而且看出普莱恩维尤的工程似乎更适合用定向钻进方法完成。


在详尽地对比了定向钻进与开挖施工的成本及优越性之后,Fuller & Sons公司提交了报价近400万美元的投标书,这项工程需铺设粘接式接头PVC水管长达210000英尺以上,其90%以上的工作量将采用定向钻进施工。


 


1在普莱恩维尤施工的Ditch Witch JT2720 Mach 1型钻机


 


Fuller & Sons公司战胜了仅有的另一家提交非开挖报价的公司而获得该合同,这项工程被认为是有史以来用水平定向钻进方法施工的最大的自来水主管铺设工程。在一些人看来,Fuller & Sons公司似乎在冒险采用他们从未使用过的施工方法来完成如此巨大的工程。


J. MarkMike Fuller兄弟俩投资并经营着其父65年前创办的公司,他们很清楚自己要做的事,后退是不可能的,他们确信只有细致周到的工作才可以确保取得成功。


1 Fuller & Sons公司


自上世纪80年代中期以来,Fuller & Sons公司一直从事自来水、污水和雨水管道的铺设,他们非常了解自来水管道铺设,这方面经验为他们进行非开挖施工打下了坚实的基础。此外,他们还熟悉地下管线,因为他们公司就是本地道路建设的主要工程承包商之一。


尽管从未在施工中采用过定向钻进方法,但他们非常清楚非开挖的优越性,也一直密切关注着这项技术的在市政工程中的进展。


总经理J. Mark Fuller说:“我们读过这方面的行业杂志,也与定向钻进方面的活跃人物交谈过,我们还没有投资购买定向钻进设备,是因为我们在等待合适的工程。” 普莱恩维尤市的这项工程是一个转折点。Fuller解释说:“我们一直在寻找大到足能购买定向钻进设备的工程。自来水和污水管道承包商为做小工程而把资金投入购买定向钻机是不可能的。在普莱恩维尤工程我们感到高兴的是,只要我们决定采用定向钻进,就可以实施,该工程就大到足以支付设备的费用。”


2 JT2720钻机配套的钻进泥浆循环系统


 


2成本核算


根据经验,Fuller对采用开挖施工的费用进行了估算,考虑到管子是铺设在住宅区,很明显,地面复原费用将占开挖——回填工程的一大部分。


为了对比开挖与定向钻进的成本,Fullers不得不收集资料,以便更准确地计算HDD的铺管费用。


Fuller说:“最初,HDD的未知因素是生产效率和所需劳动力。”Fuller必须精确计算出他们每天实际可以铺设多少管子,以及完成这一工作量所需的费用是多少。该工程的绝大部分,即总长约205000英尺的管线管子直径为4英寸,其它5000英尺的管子直径为6英寸和8英寸。


 Fuller说:“用定向钻进实施该工程,我们确定平均每天铺管7001000英尺。” Fuller对这项工程考虑得越细,心里就越清楚对普莱恩维尤市来说定向钻进是最好的选择,他们对完成这项工程充满信心。


Estimator Gordon Rea Fuller & Son的这项工程中扮演了一个关键的角色。Fuller说:“自1984年以来,Gordon一直是我们的首席预算员,他负责分析该工程,作出了成功的报价。我们获胜的报价和其他按定向钻进投标的承包商报价之间,只有非常小的差异,我们的报价仅仅低一点。但是,开挖施工的报价比我们高100万至150万美元!定向钻进不但大大节省了普莱恩维尤市纳税人的金钱,而且在没有开挖带来的麻烦情况下改善了他们的供水系统。”


3设备


合同一到手,Fuller & Sons就开始采购所需的HDD设备。正确地选择适合于该工程的定向钻进设备,是达到预定的生产效率的关键因素。Fuller说:“我们希望设备具有回拉大管子的能力,但因为大多数管子的直径为4英寸,我们不想花太多的钱去购买超过需要的设备。此外,由于受施工场地的限制,设备小型化也是很重要的。”


 


3采用HDD技术使管线施工对普莱恩维尤市的干扰降到了最低


 


Fullers在寻求设备过程中,逐渐把注意力集中到了两家领先的HDD制造商上。Fuller说:“我们与67家工程承包商谈过,问他们的经验所用过的哪种设备更好。”了解这些人的选择之后,Fullers认为,对于本项工程,回拉力为27000磅的Ditch Witch JT 2720 Mach 1型钻机是最好的选择,它能够达到预计的生产效率,使工程能够按核算的成本完成。


为了搞好定向钻进作业,Fullers公司雇佣了一位有经验的HDD专家Josh Franklin,作为HDD机台的负责人。Fuller说:“Josh在机台里是很重要的组成部分,他具有定向钻进方面的经验,曾经使用过我们购买的这种HDD的前一种型号钻机,他的知识使其他人员少走了很多弯路。在工程开始的第一星期,他们就获得了高产。” 施工于20014月开始,合同规定应在24个月内完工。Fuller说:“实际上我们花很少时间就可以完成钻进工作,但是连接管线花费了不少额外的时间。”


工程施工中只有很少的开挖,如钻孔入土点和出土点需开挖一个小坑;太短距离的新管铺设也无法钻进;管子连接时也需要开挖1015英尺的沟槽。


定向钻进铺设工作正在分段进行,要铺设的新管已经连接好放在街道的两边。


施工工艺包括:钻进导向孔,把扩孔器和管子连接到钻杆上,再把管子拉入地下铺设。导向孔从地面钻入,所以只需在入土点和出土点开挖一个小坑。


C-900粘接式接头PVC管是连接在钻杆上回拉铺设的。在受场地限制时,一次只能回拉铺设长度20英尺的管子。


4地层


当地地层以粘土为主,但是也有少量的石块,非常适于钻进。HDD钻机的机长Franklin说:“我们的铺管施工没有预扩孔。刚开始铺设两根直径4英寸和8英寸的管子时,我们进行了预扩孔,但是发现没有必要,因此就加大了导向孔直径,回扩时同步拉管。” 导向孔钻进采用了直径5英寸的Ditch Witch Tuff钻头。


整装式JT2720 Mach 1型钻机配有一台125马力(93KW)柴油发动机,最大回拖力为27000磅,主轴扭矩3200英尺磅,转速最高225rpm。一台FM13钻井液混合系统与钻机配套使用。一台FX30真空吸挖机用于保持从钻孔中出来的钻进液不溢出地表,并且可在钻进开始前对地面进行“软”挖掘,以便确定已有地下管线的准确位置。新管的铺设线路大部分都是平行于旧的直径2英寸的主水管。


工程领班Chris Cornell说:“对直径4英寸的管子,在其他人进行管子连接的辅助工作跟得上时,定向钻进的平均效率可超过700英尺/天。粘接式接头PVC管适合于用定向钻进铺设是本项工程获得成功的重要因素。”由Certain Teed集团公司制造的PVC管采用粘接连接,其连接紧密,在拖管铺设中不会脱开。


施工工作在精确地按计划的日程表进行,普莱恩维尤市的官员和公众都对这种施工方式表示满意。据Fuller说,该工程证明水平定向钻进铺设自来水主管是可行的,并且它还可以用于铺设污水管。Fuller说:“哪里的地层条件合适、设备优良、工人训练有素,哪里的施工就可以合理规划并顺利执行,定向钻进完成工程的成本就可以低于开挖施工。我们会看到更多的城市采用这项技术。”


5市政工程


Fuller强调:“市政工程对定向钻进的要求与其它市场是大不相同的,它的要求比那些只需尽可能迅速地把管子铺设在地下的简单工程要多得多。普莱恩维尤市的工程证明,非开挖施工的报价已经非常接近,因此自来水管和污水管的铺设业务竞争会很激烈,为了盈利,承包商必须在施工的每一个环节都做到高效率。”


 


                                              张燕     李山    译自<No Dig International>


                                                                             摘自《非开挖信息技术网》


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