施工费用概算说明
定向钻穿越工艺和顶管穿越工艺的工程投资总费用基本都由两个部分组成：工程总投资=工作井(场地)费用+管材安装费用而每一项费用又是先算出单项的直接费，再由直接费乘以相关费率计算出工程总投资。在下面的投资分析表中，均分为工作井(场地)的费用和管材安装费用两部分，最后再合计出工程总投资。
在本文中计价的依据采用如下：
(1)中国石油天然气集团公司中油计字【2000】第106 号文发布的《石油建设安装工程预算定额》；
(2) 中国石油天然气股份有限公司油计字【2001】第108 号文发布的《西气东输管道工程临时补充计价依据》；
(3)沪建定(2001)第038 号《上海市市政工程预算定额(2000)》；
(4)沪建建(2001)第0531 号《上海市公用管线工程预算定额》；
(5)上海市当地的人工材料机械价格按照上海市建设工程标准与造价发布的指导信息；
(6)其他相关费用按照上海市有关规定。
2 施工费用估算
先以定向钻工程施工管道安装工程为例，计算定向钻工艺中管道安装工程部分的施工费用。
按照同样的计算步骤，可分别计算出定向钻工艺工作场地、顶管工艺的管道安装及顶管工艺的工作井施工费用。其中顶管考虑到顶管的深度标高为-1.0，工作井的开挖深度不会超过7 m，故工作井采用板桩井型式。费用按照板桩井的施工费用进行估算。
3 分析与结论
定向钻和板桩井顶管施工的费用估算对比见表3。从表3 中可以看出：
(1)在工艺技术许可的条件下，同样穿越100 m长度，从施工费用看，定向钻比顶管更经济；
(2)同样穿越100 m 长度，折合每米的单价，定向钻比顶管便宜；
(3)工作井(场地)在整个工程费用中的比例，当穿越长度为100 m 时，板桩井的施工费用接近总费用的一半，而定向钻工作井的投资仅占总投资的25%不到。但随着非开挖穿越长度的增长，定向钻工程能打多少米，工作井(场地)在整个工程费用中的比例是逐渐减少的，而管材的费用比例会上升。
4 小结
在工艺条件允许的条件下(工艺条件允许是指工艺技术、穿越长度、施工场地、施工周期、管材选用、工程地质等方面，都可以满足条件的情况下)，可以对比顶管和定向钻工艺的施工费用。在崇明岛本次案例中，在对比了施工费用后，定向钻工艺合计费用比顶管费用低，决定采用定向钻工艺。
水平定向钻的施工工艺
(1)管材的选择目前，应用于燃气输配的管道有钢管、PE管和铸铁管。铸铁管由于采用承插式和机械接口，加上本身柔性差，不适合用水平定向钻铺设。钢管、PE管既可拉又可弯，适合用于水平定向钻，其中盘卷PE管最为理想。
(2)现场勘察在钻进轨迹设计和施工前，应对工作区及管线经过区域进行地面和地下的勘察。地面勘察包括对地形地貌的测量，确定施工区域是否有足够的场地保证设备的安放和正常施工。地下勘察包括地质条件的勘探和地下管线及设施的探测。地质条件从根本上决定施工难易程度。岩层、碎石层、砂层、粉土层不适合用水平定向钻施工。粘性土既容易钻进，孔道成型又好，适合用水平定向钻钻进。当然这些都不是的，例如目前已实现了在岩土层钻进。土质分析判断可以通过沿设计轨迹钻勘探孔取样，具体方法可以参照有关规范。在穿越城市道路时，地下管线的情况往往是错综复杂的，咸阳定向钻工程，既有污水管、给水管、煤气管，还有高压电缆、通信电缆。在实际情况中，往往档案资料不全，原参照标志不清。在这种情况下，地下管线的探测任务尤为重要。对于金属管道和电缆，通常用电磁感应法探测，如地下管线探测仪，它是通过接收地下管线的电磁信号判断管线位置。对于非金属管线只能采用电磁波法，定向钻工程钻机，如IDS探达，它是通过分析管线反射回来的电磁波判断管位。
(3)钻机选择钻机型号应根据回拖管道所需拉力选择。回拖力估算公式为:Fh=(Ff-W)LfFf=π4D2ρngW= πDδρgg式中:Fh回拖力，N;Ff单位长度管道悬浮在泥浆中产生的浮力，N/m;W单位长度管道的重量，N/m;L管道长度，m;f管线与孔壁之间的摩擦系数，可取1.0;D管道外径，m;ρn泥浆密度，kg/m3;δ管道壁厚，m;ρg钢管材的密度，kg/m3。
(4)钻进轨迹设计地下情况探明，出土、入土点确定后，根据管道埋深，就可以设计规划钻进轨迹。钻进轨迹通常由入土点斜直线段、曲线段、水平直线段、过渡段、直线段、出土点组成。曲线段的曲率半径应大于钻杆和管道的弯曲半径，例如材料S135，长度5 m的钻杆弯曲半径为70 m左右。钢管的弯曲半径根据经验一般取大于管道外径的1 200倍。PE管有较强的柔性，能适应钻杆钻出的任何孔道。钻具的入土角较大，而曲率半径一定时，将使钻孔深度加深。入土角较小，有利于钻杆受力和管道回拖。
(5)钻进操作导向孔钻进:司钻根据导向仪传递的有关钻头参数，调整实际钻进轨迹与设计轨迹的偏差，确保正确钻进。扩孔:导向孔完成后，在出土点换上旋转接头和扩孔器进行回扩。经回扩的最终孔道直径应是管道直径的1.5～2.0倍。若一次回扩不能满足要求，可进行多次回扩，扩孔器后面应接入钻杆，以保证下一次回扩的顺利进行。拖管:拖管可与最后一次扩孔同时进行。对于PE管，作用在管道上拉力不能太大，以免拉伤PE管。对于目前普遍使用的高密度PE管，其允许拉力如表1所示。
(6)管道外防腐采用水平定向钻铺设的钢管一般深度较深，铺设后外防腐很难检测。即使发生泄漏，也不可能进行开挖抢修，因此对钢管的防腐涂层提出了很高要求。除了要有良好的电绝缘性，能耐腐蚀、抗菌外，还要有足够的机械强度;有较好的耐磨性，以防止与土壤摩擦而损伤;有良好的抗弯曲性，以确保防腐层在一定曲率半径下不致损坏。另外，若钢管采用阴极保护，就要求防腐蚀层应具有一定耐阴极剥离强度的能力。环氧粉末由于具有优良附着力、柔韧性、耐化学腐蚀性强、电绝缘性好等的优点，在穿越钢管上有广泛应用。为了提高单层环氧粉末的耐机械撞击力，防水性，现在已经有了双层环氧粉末的涂层结构和环氧粉末外加挤压聚乙烯(PE夹克)的防腐技术，保证了重要燃气输气管道的万无一失。
(7)压力试验管道回拖前应进行强度试验和严密性试验，管道回拖结束应当再进行严密性试验。随着能源结构的调整，定向钻工程是按什么收费，天然气作为一种洁净能源将逐步代替人工煤气。在天然气管网建设中，水平定向钻作为一项高精度、高效率、环保好、安全的施工技术，将得到越来越广泛的应用。
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