水平定向鉆施工工藝及報價策略
水平定向鉆施工工藝及報價策略
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，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、施工工藝簡介
水平定向鉆機(jī)由鉆機(jī)系統(tǒng)、動力系統(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)計曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個導(dǎo)向孔，然后將導(dǎo)向孔進(jìn)行來回擴(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)行拖拉，最終完成管線穿越工作，具體工藝如下圖所示。
定向鉆機(jī)施工工藝圖
水平定向鉆穿越施工需要兩個分離的工作場地：鉆機(jī)設(shè)備場地（鉆進(jìn)入土點工作區(qū)）和管線預(yù)制場地（鉆孔出土點工作區(qū)）。每個場地的主要施工工序如下：
鉆機(jī)設(shè)備場地：測量放線→三通一平→鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)場→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→回拖→設(shè)備退場→恢復(fù)地貌。
管線預(yù)制場地：測量放線→三通一平→設(shè)備進(jìn)場→運管布管→組裝焊接等→設(shè)備退場→恢復(fù)地貌。
二、水平定向鉆施工的優(yōu)、缺點及適用范圍
（一）水平定向鉆施工的優(yōu)點
1．采用定向鉆穿越施工時，地上功能能夠正常使用。例如穿越公路、鐵路時，可不阻斷交通；穿越河流時，可保證河流暢通，不阻斷通航、排洪。
2．由于采用了非開挖施工，減少了大量工程土的開挖、運輸和堆放，有利于環(huán)境保護(hù)。同時，也相應(yīng)的減少了基礎(chǔ)埋設(shè)、地面恢復(fù)等的費用。
3．施工周期短、作業(yè)安全迅速、綜合成本低，社會效益顯著。在開挖施工無法進(jìn)行或不允許開挖施工的場合，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，具有較高的社會及經(jīng)濟(jì)效益。
（二）水平定向鉆施工的缺點
1．由于水平定向鉆施工是一項新的生產(chǎn)工藝技術(shù)，目前我國尚無統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工驗收規(guī)范，造成對工程設(shè)計、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，管材與回擴(kuò)孔之間的空隙處理，不能像開槽敷設(shè)施工那樣進(jìn)行回填夯實。因此，對管材沉降要求比較高的工程在實際使用中存在著一定的風(fēng)險。
（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。可敷設(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)工程計價依據(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，計價的方法和內(nèi)容均有所不同，但涉及到報價時所需考慮計價要素基本類似，筆者根據(jù)多年來工作經(jīng)驗，以石油天然氣工程報價為例簡要介紹如下。
石油天然氣工程水平定向鉆施工報價主要包括管線預(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、及穿越的長度，預(yù)算人員還需要根據(jù)水平定向鉆施工組織設(shè)計和施工方案，并結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況計算分部、分項工程量，以保證報價的準(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
接樁測量放線：按設(shè)計圖紙（自然地面入土點到出土點）計算穿越長度套用相應(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)實際穿越管段的材質(zhì)按施工圖的設(shè)計要求進(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)場地土石方工程：鉆機(jī)場地平整、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，連頭操作坑井點降水、打支撐樁、恢復(fù)地貌等。
3．其他項目
HSE的費用：健康、安全、環(huán)保費等。
施工設(shè)備的場外運輸、設(shè)備進(jìn)退場、施工調(diào)遣費用等。
施工便道：盡管交通便利，如施工場地距公路有一段距離，仍就需要修筑便道等。
（二）影響水平定向鉆報價的主要因素
1．定向鉆穿越長度、管徑
到目前為止，定向鉆穿越的最大長度是杭州-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，穿越長度為1240m。定向鉆穿越長度、管徑的選擇與穿越使用的鉆機(jī)型號、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)：Ⅰ類土質(zhì)包括粘土層、亞粘土層和細(xì)土層；Ⅱ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；Ⅲ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，水平定向鉆報價尤其是長距離大口徑管越工程報價時必需認(rèn)真分析地質(zhì)情況，擬定合理的施工方案，以降低報價風(fēng)險。
3．穿越使用的鉆機(jī)型號及鉆具的配備情況
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)可以加快施工進(jìn)度、降低穿越時的風(fēng)險，但由此產(chǎn)生的鉆機(jī)臺班費用也較高。因此選擇合理的鉆機(jī)及鉆具直接影響到報價的高低。
4．施工現(xiàn)場環(huán)境條件
由于水平定向鉆施工需包括發(fā)送和接受兩個場地，施工現(xiàn)場的兩側(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。報價時要考慮臨時借地、臨時便橋便道、作業(yè)帶清掃、管線連頭是否需要降水、道路使用以及運輸車輛的過路過橋等費用。
5．泥漿回收及處理措施
泥漿處理費用是水平定向鉆穿越造價的一個重要組成部分，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)場處理、運到垃圾場由垃圾場集中處理、棄置無人地帶自然分化、挖坑深埋。如果施工現(xiàn)場位于污染區(qū)域，泥漿還需經(jīng)過污染測試，并按政府的要求方式進(jìn)行處理。對于施工現(xiàn)場應(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，減少泥漿外運處理的費用，達(dá)到降低總報價的目的。
四、結(jié)束語
水平定向鉆技術(shù)是一種環(huán)境影響小、工程造價低、施工速度快的非開挖施工技術(shù)。它具有實用性強(qiáng)、適用面廣、效益好等特點。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用。工程預(yù)、結(jié)算人員在編制水平定向鉆預(yù)算報價時要根據(jù)施工圖中穿越的種類、材質(zhì)，并結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況按定向鉆穿越的主要工藝、步驟來計算工程量、套用定額。總之，影響水平定向鉆施工報價的因素很多，合理的預(yù)算編制只是投標(biāo)報價的基礎(chǔ)工作，最終報價還要分析其它因素，如穿越的風(fēng)險、競爭對手、以往類似工程造價等等，所以水平定向鉆施工最終報價不是一成不變的預(yù)算價格，而是承包商在市場競爭中經(jīng)驗和實力的較量。
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