水平定向钻进铺管施工方法及施工工艺方案
水平定向钻施工工艺

水平定向钻施工工艺水平定向钻进技术又称HDD技术(Horizontal Directional Drilling),是近年发展起来的一项高新技术,是石油钻探技术的延伸。
主要用于穿越道路、河流、建筑物等障碍物,它与传统大开挖埋管施工方式相比,具有施工速度快、精度高、成本低等优点,广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设工程中。
一、施工工艺简介水平定向钻机由钻机系统、动力系统、导向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成。
使用水平定向钻机进行管道穿越施工,首先按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔,然后将导向孔进行来回扩孔,扩孔完成后将待铺管材沿着扩大了的导向孔进行拖拉,最终完成管线穿越工作,具体工艺如下图所示。
水平定向钻穿越施工需要两个分离的工作场地:钻机设备场地(钻进入土点工作区)和管线预制场地(钻孔出土点工作区)。
每个场地的主要施工工序如下:钻机设备场地:测量放线一三通一平一钻机设备进场一钻机组装调试一控向系统调试一钻导向孔一预扩孔一回拖一设备退场一恢复地貌。
管线预制场地:测量放线一三通一平一设备进场一运管布管一组装焊接等一设备退场一恢复地貌。
二、水平定向钻施工的优、缺点及适用范围(一)水平定向钻施工的优点1 .采用定向钻穿越施工时,地上功能能够正常使用。
例如穿越公路、铁路时,可不阻断交通;穿越河流时,可保证河流畅通,不阻断通航、排洪。
2.由于采用了非开挖施工,减少了大量工程土的开挖、运输和堆放,有利于环境保护。
同时,也相应的减少了基础埋设、地面恢复等的费用。
3.施工周期短、作业安全迅速、综合成本低,社会效益显著。
在开挖施工无法进行或不允许开挖施工的场合,可用定向钻从其下方穿越。
在城市建设高速发展的今天,避免重复开挖、修复所造成的道路拉链工程,具有较高的社会及经济效益。
(二)水平定向钻施工的缺点1 .由于水平定向钻施工是一项新的生产工艺技术,目前我国尚无统一的技术标准和施工验收规范,造成对工程设计、施工质量的把控没有官方依据。
水平定向钻

水平定向钻穿越铺管技术(“拖拉管或牵引管”)一、适用范围及其优势适用范围(1)地质条件:从理论上说,应该是除了流沙层以外的所有土质都能进行拖拉管施工。
但从实践来看,那些含有碎石、木桩的建筑回填土层也不适宜进行拖拉管施工。
因为旋转的偏向鸭嘴形钻头遇到硬物且没有打碎时,就会偏离方向;再则,松散的回填土层很难形成孔壁,容易塌方,导致标高失控。
(2)管材、管径、管长:管材可采用钢管、PE管、HDPE管等。
管径在DN3000~DN1000范围内均可;管长应根据钻机的功率和管材的自重及施工工艺而定。
如孔扩得大一点,膨润土多一些,管子的孔中呈悬浮状,阻力就小,管长就相对长一些。
优势(1)顺利穿越障碍。
采用“拖拉管”技术,可控制方向、避绕地下障碍物,河流、湖泊、公路、铁路、闹市区、建筑物等不再成为铺设管线的障碍。
(2)减少对已建基础设施的破坏且不影响城市交通。
水平定向钻机在路面下钻孔铺管,不需要破坏路面,使已建的街道免遭开膛破肚之苦。
也不影响河流航运或地面的交通秩序。
(3)加快施工进度。
采用“拖拉管”技术,钻杆自动装卸,效率更高、安全性更好,可以加快施工进度、缩短周期,管线埋藏越深,这种优势越明显。
(4)综合效益好。
避免了开挖时尘土飞扬、泥泞不堪的现象,其综合经济效益和社会效益高于开挖施工,是一种经济、高效、环保的施工方法。
二、工艺流程水平定向钻穿越铺管技术的工艺流程为:施工准备→打导向孔→扩孔、成孔→牵引管道→砌检查井→验收1.准备工作前期调查:进场后调查施工范围内地下管线情况,摸查清楚后才能进行施工。
方位定位:根据施工图纸,进行测量放样。
并根据施工范围的地质情况、埋深、管径确定管材和一次牵引的管道长度,并设计好钻杆轨迹。
2.打导向孔首先将探测棒插入导向头内,导向头后端与钢管连接,然后用顶管机给钢管施加压力,推进导向头,将导向头打入地下;导向仪可随时接收导向头的方位与深度,顶管机可根据此信息及时旋转导向头,使导向头承时改变深度和方向,在地下形成一条直径为100mm的圆孔通道,孔道中心线即为所需敷设管道的中心线。
五家渠水平定向钻施工方案(3篇)

第1篇一、工程概况本项目位于五家渠市,施工内容包括一根PE给水管,管道直径为DN300,长度为500米。
管道沿道路两侧铺设,穿越道路、河流等障碍物。
为确保施工质量、安全、环保,特制定本施工方案。
二、施工组织1.施工队伍:由具备相关资质的施工单位组成,包括项目经理、技术负责人、施工员、安全员等。
2.施工设备:水平定向钻机、液压钻机、吊车、挖掘机、平板车、焊接设备、测量设备等。
3.施工材料:PE给水管、防腐材料、焊接材料、锚杆、连接件等。
三、施工准备1.施工图纸:仔细阅读施工图纸,了解管道走向、尺寸、连接方式等。
2.施工现场:实地考察施工现场,了解地质条件、地下管线、道路等情况。
3.施工材料:提前采购所需材料,确保材料质量符合要求。
4.施工人员:组织施工人员培训,提高施工技能和安全意识。
5.施工设备:检查设备状态,确保设备完好、运行正常。
四、施工工艺1.施工流程:(1)场地平整:对施工现场进行平整,确保钻机施工时的稳定性。
(2)测量放线:根据设计图纸,进行测量放线,确定管道走向。
(3)钻孔施工:采用水平定向钻机进行钻孔施工,确保钻孔精度。
(4)管道铺设:将PE给水管铺设至钻孔内,进行连接。
(5)回填压实:对钻孔进行回填压实,确保管道稳定性。
(6)焊接防腐:对管道连接处进行焊接,并进行防腐处理。
(7)试压检测:对管道进行试压检测,确保管道质量。
2.施工要点:(1)钻孔施工:根据设计要求,选择合适的钻头和钻具,确保钻孔精度。
钻孔过程中,注意观察钻头进尺速度,发现异常情况及时处理。
(2)管道铺设:在钻孔内铺设PE给水管,确保管道连接牢固。
管道连接处应采用焊接或法兰连接,焊接质量应符合规范要求。
(3)回填压实:回填材料应选择优质土,回填过程中,注意分层压实,确保管道稳定性。
(4)焊接防腐:焊接质量应符合规范要求,防腐处理应选用符合要求的防腐材料。
(5)试压检测:试压压力应符合设计要求,试压过程中,注意观察管道是否有泄漏现象。
水平定向钻施工方案

水平定向钻施工方案一、编制依据2.1工艺流程图2.2工艺流程说明2.2.1施工准备2.2.1.1现场勘查(1)现场勘查资料既是导向孔轨迹设计的重要依据也将决定施工难易程度,同时也是计算造价的基础。
主要应确定以下内容:钻孔轴线和地面走向,地面相对高度,确定导向孔造斜长度和入钻点位置,铺管长度,布管位置;钻机等设备进出场路线、道路情况以及钻机和配套设备布置所占用的场地和空间。
(2)测量施工所在地的地形地貌、地下管线走向及埋深情况,找准入钻点的准确位置。
(3)调查落实设备进场路线、钻杆倒运路线,行人来往通行规律,应采取安全措施,确保管线工程顺利施工。
(4)复查施工所在地的污水管、自来水管、高压电缆和通讯电缆位置及埋深是否和本次工程穿越的管线交叉。
2.2.1.2穿越曲线设计导向孔穿越曲线依据管材的曲率设计;钻孔长度一般以50~300m左右为一段,并根据路面及地下构筑物的情况现场调整,选择适当的出入点、入土点。
PE管线沿正在施工修筑的路边摆放、熔接。
2.2.1.3钻机设备就位前准备(1)施工设备进场前要求场地达到三通一平,确保施工设备顺利进场。
(2)对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测,路面所有井孔都要下井查清。
(3)根据施工现场情况,确定导向孔轴线。
(4)因施工现场路面是沥青和混凝土路面,钻机地锚直接用铁桩锚固。
(5)入土端开挖2.0×1.5×1.0m的工作坑,出土端开挖4.0×2.0×1.5m的泥浆储运坑,具体位置视现场而定;如路面以下路基的构成为不宜穿越的砂砾石层,则工作坑须适当地延长并加深,以使入出土点及穿越曲线能够在土层中。
(6)为避免由于泥浆流量太大,对周围环境造成影响,施工中要及时清理泥浆。
钻机设备就位前准备2.2.1.4场地准备(1)施工设备进场前要求场地达到三通一平,确保施工设备顺利进场。
(2)对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测,路面所有井孔都要下井查清。
(完整版)水平定向钻施工方法

本工程水平定向钻施工,非开挖穿越管材选用DN500PE管。
4.3.1水平定向钻穿越施工工艺流程图4-4 水平定向钻施工工艺流程图4.3.2水平定向钻施工场地布置PE管水平定向钻穿越部位,在管道的起点设置一个工作坑,在管道的终点设置一个接收坑,并在管道发送一端布置泥浆制作系统及管道发送系统。
工作坑图4-5 水平定向钻施工布置图4.3.3测量放线(1)根据施工图要求的入土点、出土点坐标放出钻机安装位置线,入土点、出土点位置放线时左右偏差不超过20cm,沿管轴线方向误差不超过40 cm,并做出明显标记。
(2)从出土点到回拖管线路必须保持直线。
4.3.4工作坑开挖开坑前要认真调查了解地上地下障碍物,以便开坑时采取妥善加固保护措施。
工作坑或接收坑开挖的深度,依据管道高程、所用扩孔钻机尺寸,以及砼垫层的厚度计算确定,施工时用水准仪测量控制。
4.3.5钻机就位由拖车头牵引钻机进入工作场,根据穿越中心线及入土角,调整钻机就位,钻机就位后,控向室相应就位。
钻孔机安装在工作坑旁边,管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定,钻杆中心与管道轴线应一致。
确定拉管机方位后,固定好钻孔机。
此时根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置,确定钻杆造斜度,入土角不超过150。
钻机安装好后,试钻运转并检测运转后的机座轴线及坡度是否有变化,借以检查钻机安装的稳固性和固定可靠程度。
钻机的安装质量和稳固性的好坏是成孔质量好坏的关键,因此必须认真细致的反复进行,直至符合要求后进入下道工序。
4.3.6泥浆系统泥浆系统主要由回收循环罐、储浆配浆罐、砂泵、泥浆除砂清洁器、泥浆除泥器、卧式沉降离心机、搅拌器、射流剪切混浆等装置组成,为钻机设备提供满足要求的的泥浆。
将泥浆设备按工作流程顺序和使用说明书依次摆放在一起,并连接其管路、走道、护栏、电源线等。
进行设备全面检查,防止运输过程出现问题,检查完成后逐个进行单机试运。
用清水进行泥浆系统整体联合试运,并调试直至正常。
水平定向钻施工方案

水平定向钻施工方案成的明珠工业园路口至龙潭墟输水管道,西接万宝加压泵站至鳌头镇输水管道。
1.2编制依据本工程施工方案编制依据国家有关法律法规和规范标准,结合工程实际情况,制定本方案。
1.3主要工程量本工程主要工程量包括:输水管道、定向钻穿越、管道回拖等。
输水管道总长约6公里,定向钻穿越共计10处,管道回拖共计20处。
二、施工组织部署2.1施工工艺流程本工程施工工艺流程包括:测量定位放线、钻机就位和调试、钻孔导向、分级反扩成孔和管道回拖等。
2.2施工组织与管理本工程施工组织与管理包括:施工人员组织、施工现场管理、施工进度管理、施工质量管理和安全文明施工管理等。
2.3施工准备2.3.1施工平面布置施工平面布置应按照设计要求进行,保证施工现场的安全、整洁、有序。
同时,应设置施工标志牌和警示标志,指示施工区域和施工危险区域。
2.3.2材料准备材料准备应按照设计要求进行,保证材料的质量和数量。
同时,应按照材料的特性和用途分类存放,做好防潮、防晒等措施。
2.3.3设备准备设备准备应按照设计要求进行,保证设备的完好性和可靠性。
同时,应对设备进行检查和维护,确保设备的正常运转。
三、主要分部分项工程施工方案3.1测量定位放线3.1.1测量定位放线在施工前,应进行测量定位放线工作,确定钻孔位置和管道敷设位置,保证施工的准确性和安全性。
3.2定向钻穿越施工方案3.2.1钻机就位和调试钻机就位后,应进行调试工作,确保钻机的正常运转和钻孔的准确性。
3.2.2钻孔导向钻孔导向应按照设计要求进行,保证钻孔的准确性和安全性。
同时,应根据地质情况进行相应的调整和处理。
3.2.3分级反扩成孔分级反扩成孔应按照设计要求进行,保证管道的准确敷设和安全性。
同时,应根据地质情况进行相应的调整和处理。
3.2.4管道回拖管道回拖应按照设计要求进行,保证管道的准确敷设和安全性。
同时,应对管道进行检查和维护,确保管道的完好性和可靠性。
四、施工质量管理措施4.1质量管理措施及管理网络施工质量管理措施应按照设计要求进行,建立质量管理网络,保证施工质量的可控性和可靠性。
水平定向钻进施工方案

.施工组织设计(方案)报审工程名称:致:(监理单位)我方已依据施工合同的有关规定达成为了PE 拉管专项(方案)的编制, 并经我单位上司技术负责人审察允许, 请予以审察。
附:PE 拉管施工专项(方案)承包单位(章):项目经理:日期:专业监理工程师审察建议:.专业监理工程师:日期:总监理工程师审察建议:项目监理机构:总监理工程师:日期:亳州市魏武大道10KV 电缆下地工程PE .管拉管施工专项方案公司二0 一三年二月.PE 管拉管施工专项方案一、工程概略本工程为魏武大道10KV 电缆下地工程,因施工现场为闹市里,管道与已建成路面交织及不行明挖地段采用水平定向钻进(拉管)施工。
二、编制依照《亳州市魏武大道10KV 电缆下地工程招招标文件》《亳州市魏武大道10KV 电缆下地工程施工图》《亳州市魏武大道10KV 电缆下地工程施工组织设计》《建造施工手册》《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》《市政基础设备工程安全技术交底记录》《建造业10 项新技术( 2022 )应用指南》三、地貌本工程施工面属闹市里,地势较为平展,旁侧商店林立。
地下探明的与此次通电管线订交或者紧邻的有雨水、污水、给水、燃气、路灯与监控管线。
四、施工计划1 、机械进场前,探明所施工范围内陆下管网走向与数目。
采用形式包括挖探沟,咨询已建成管线的所属有关部门等。
2 、整理场所。
包含机械定位场所,资料堆放场所等。
.3 、资料准备。
在机械钻进前,依照图纸及招招标文件要求,从厂家采买相应规格的管材及配件,管材进场按必然比率和批次由监理目睹复检。
4 、机械准备。
拉管机及其余小型机具进场投入使用前要进行功能调试,达到施工要求方可正式使用。
机械类型机械型号机械数目发机电QJ3800B 5 台水平定向钻机XZ320XZ320DGD380B-L 2 台2 台1 台焊机 4 台潜水泵 3 寸出口 5 台配套工程车 3 台泥浆泵 5 台对讲机 6 对地下管线探测系统RD4000RD80002 套定向钻进导向系统 5 套5 、劳动力准备:类型管理人员人数5 人备注项目部专职人员及班组长.钻机操作员焊工拉管普工机械检修工10 人12 人30 人5 人钻机五台PE 管口对接五、方案内容1、平面控制放线平面控制及放线,依照现有边线,经过勘察方供给的控制点引测本工程的定位点,为保证施工各阶段控制点网,坐标及高程的正确,第一对施工现场内各控制桩加以保护。
水平定向钻顶管施工工艺

水平定向钻顶管施工工艺一)水平定向钻顶管施工方法如下:开工前做好必要的地质、水文、地下设施(电缆、管道等)、地下文物等情况的调查工作。
正对具体情况制定必要的安全技术措施的施工方法,并向施工人员交底,指定专人监护,然后组织施工。
1、现场勘察现场勘察的主要目的是查明管线路由施工区域原地下管线的分布情况、走向、埋深、管径及性质,为施工做好准备,以确保拖管施工安全。
1)本标段各种地下管线产权分属各系统部门,档案资料残缺不全,多与现状管线情况不符,根据设计图纸的要求以及以往的施工经验,先将施工区域范围原地下管线的井盖全部打开,探查原地下管线的埋深、管径、走向,结合管线的性质,认真分析管线走向,初步绘制施工区域地下管线分布图,防止发生探查失误。
2)使用管线探测仪探测施工区域原地下管线的埋深与走向,走访各专业管线产权单位,结合初步绘制施工区域地下管线分布图,认真分析地下管线分布情况,进一步细化地下管线分布图的资料。
3)对可疑地段使用探地雷达对拖管路由区域逐一进行扫描,使用计算机探地专用软件对雷达旌旗灯号进行分析,和地下管线漫衍图比对,最大限度的下降误判几率,为导向轨迹设计工作提供根据2、水平定向钻顶管导向轨迹的设计1)根据设计图纸及以了解的地下管线情形在给定管位及井位后,用经纬仪放出钻进路线上每间隔5米设置一个空中标记,在空中高程变化频繁或突变时增加空中标记,用水准仪测出每一个标记点的高程,为导航工作提供高程根据。
2)导向钻孔轨迹的设计,要充分考虑到司钻口、检查井共用一个坑口的因素,尽量减少土方开挖量。
3)地面始钻的导向轨迹初步设计入射角6-8出口角度12-14.遇特殊情况在调整相关参数,造斜段曲线尽量平缓,直线段轨迹在平面位置尽量走直线,在垂直位置尽量减小高程变化,遇特情况尽量走成缓和曲线以减小管线回拖的阻力。
4)导向轨迹设计要考虑在不同土质的情形下穿越其它性质管线时所必需的平安间隔(土质松软,扩孔轨迹容易下沉,土质坚硬,扩孔轨迹容易上浮)。
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水平定向钻进铺管施工方法及施工工艺方案1、施工工艺流程2、施工主要工序技术2.1、地层勘探及地下管线探测地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况,为选择钻进方法和配制钻液提供依据。
其内容包括:土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。
可采用查资料、开挖和钻探方法获取。
地下管线探测主要了解有关地下已有管线和其它埋设物的位置,为设计钻进轨迹提供依据。
一般采用物探法,按其定位原理分为:电磁法、直流电法、磁法、地震波法和红外辐射法等。
2.2、钻进轨迹的规划与设计导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。
钻孔轨迹的设计主要是根据工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位置、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等,给出最佳钻孔路线。
目前我单位有制造商提供钻机轨迹规划设计软件,通过采集所需的全部信息,利用计算机进行最优化钻孔轨迹。
大大提高了轨迹的科学性和施工效率。
2.3、配制钻液钻液在施工中起着非常重要的作用。
钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土(或沙石)屑混合,悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体,而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。
钻液具有冷却钻头(冷却和保护其内部传感器)、润滑钻具,更重要的是可以悬浮和携带钻屑,使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外,既为回拖管线提供足够的环形空间,又可减少回拖管线的重量和阻力。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
在不同的地质条件下,需要不同成份的钻液。
钻液由水、膨润土和聚合物组成。
施工中用水做钻液的主要成份,膨润土和聚合物用做钻液添加剂。
钻液的品质越好与钻屑混合越适当,所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好,回扩成孔的效果越理想,成功的概率越大。
本工程施工中施工人员配制适合地层性能的钻液,在类似工程中我们已能够熟练正确使用钻液。
特别是当施工中遇到不同地层时,能及时调整钻液的性能以适应工程要求。
2.4、钻导向孔钻导向孔的关键技术是钻机、钻具的选择和钻进过程的监测和控制。
可根据不同的地质条件以及工程的具体情况,选择合适的钻机、钻具和钻进方法来完成导向孔的钻进。
导向孔施工钻具具有钻孔、变向、通磁和输送钻液的功能。
通过人机协调控制,严格按已设计的轨迹完成导向孔施工。
钻孔施工是以高压钻液射流和钻头板切削共同完成的;钻头板以及安装板上的钻牙,在钻头旋转钻进时起辅助的切削作用,在钻杆推进时起变向作用;发射器容纳管用来放置发射器,在容纳管上开有通磁槽,并用非金属材料密封以防止高压钻液进入,发射器发射的电磁波经通磁槽向外发射。
钻杆和钻头内部应提供足够大的通道以满足对钻液流量的需求。
导向钻头的组成部分如图2所示。
图2 导向钻头钻机与钻具的选择:钻孔主要靠钻机产生的推力、旋转扭矩以及所提供的钻液的流量、压力来完成施工。
特别是长距离穿越,一方面,由于管线及钻杆自重较重,钻杆与地层之间产生的摩擦阻力较大,因此,钻机的回拉力及扭矩必须足够大;另一方面,为了确保本工程的顺利进行,应尽量避免工程施工中途停钻,钻机连续运转时间相对较长,就必须要求钻机具有良好的性能,因此,在我单位的技术人员的研讨下特意为本工程似定了一台适合本工程地理条件的钻机。
2.5、回拉扩孔铺管在回拉扩孔铺管施工中的关键技术是根据不同的土层、地下水位以及最终成孔直径正确地选择回扩钻具和每次的进刀量,正确的选配钻液和确定钻液的流量。
当导向孔钻进完成后,卸下导向钻头、发射器容纳管,接上反向扩孔钻头和旋转接头,然后在旋转接头后接上回拉钻杆,进行回拉扩孔钻进。
对直径较大的孔,可进行多次扩孔钻进,使钻孔直径逐渐扩大至尺寸要求。
扩孔钻具如图3所示。
图3 钻具组成图扩孔器类型有桶式、飞旋式、刮刀式等:穿越淤泥黏土等松软地层时,选择桶式扩孔器较适宜,扩孔器通过旋转,将淤泥挤压到孔壁四周,起到很好的固孔作用;当地层较硬时,选择飞旋或刮刀式扩孔器成孔较好。
一般要求选择的最大扩孔器尺寸为铺设管径的1.2~1.5倍,这样能够保持泥浆流动畅通,保证管线能安全、顺利的拖入孔中。
水平定向钻进铺管中,泥浆作用尤其重要,因此钻孔中不可缺少泥浆。
一般地层泥浆较易漏失,泥浆漏失后,孔中缺少泥浆,钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大,导致拉力增大。
要保持在整个钻进过程中有返浆,这对回拉扩孔施工的顺利进行尤其重要,在本工程中如遇到地层条件是硬岩、泥灰岩和砾石交替变化,施工技术人员可及时调整钻液以产生不同的泥浆。
当扩孔钻进完成后,在回拉钻杆后接上回扩头和旋转接头,在旋转接头后接上拉管头和待铺设的管线进行反扩铺管。
回拉铺管的钻具组成如图4所示。
图4 回拉铺管钻具图3、工程施工3.1、施工准备工作3.1.1、地下管线测量:(1)、图纸校核:查阅工程施工地点的管线布置情况,并在现场进行校核,在现场找出图纸标示的管线。
(2)、现场探测:利用地下管线探测仪器对地下管线的分布、位置、走向、管径进行调查探测。
(3)、联系管线单位:主动联系各管线单位到现场确认和交底。
(4)、管线调查清楚以后,按照排污管线的路线描绘地下管线和地下障碍物的布置图。
3.1.2、钻杆轨迹设计根据地下管线布置图设计钻杆的钻进轨迹。
轨迹包括两个部分,造斜段和铺设段。
因为该段管为重力流截污管,必须按设计流水标高埋设,埋深的按照设计提供的流水标高确定。
(1)、造斜段距离L:L=[h(2R1-h)]0.5式中:h—埋深,R1—造斜段曲率半径,取1200d,代入数据计得L=22米(2)、钻杆入射角a:a=0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}式中各字母意义同上式,计得a=41o。
3.2、测量定位根据施工图纸要求和现场踏勘情况,放出入土点、出土点和管线中心轴线的位置,在入土点端测量并确定钻机安装位置。
同时,确定穿越管道东、西两侧管头的具体位置。
为了施工过程中不能出现任何差错。
因此首先对施工区域进行地下障碍物探测,对穿越沿线进行详细地质勘查,采取有效地措施确保穿越施工的顺利进行。
3.3、工作坑和接收坑施工工作坑和接收坑是在现场无场地条件安放机械设备的情况下设置,其结构可采用逆作法施工。
工作坑是穿越施工的临时设施,根据本工程的要求,工作坑采用逆作法施工,其规格:基坑内空尺寸为3000×1200mm,深为3000mm;接收坑也采用钢筋砼沉井施工,其基坑内空尺寸为6000×1200mm。
3.4、管道的安装组焊3.4.1、管材的选择本工程将选择(HDPE)双壁缠绕管,该管材符合以下要求:(1)、抗外压能力强,能承受较大拉力的管材,环刚度≥12KN。
(2)、具有较好的柔韧性,能较好的适应沉降,从而提高管道的抗震能力。
(3)、单位重量轻。
在牵引过程中减少与孔壁的摩擦力,提高施工效率和节约成本。
3.4.2、管材质量要求沿作业带将HDPE管顺序摆放、首尾错开,以便组对焊接;焊接采用热熔焊方式。
在管线回拖前可进行水压严密性试验和清通。
试验压力0.2Mpa,稳压10分钟;压力不下降为合格。
3.5、钻机就位和调试3.5.1、钻机安装在入土点和出土点的连线上。
钻机导轨与水平面的夹角一般比设计的入土角大1°。
因为在钻孔时,钻杆来回抽动,钻杆要下沉,所以事先留1°的余量。
3.5.2、钻机安装牢固、平稳,经检验合格后进行试运转,并根据穿越管径的大小、长度和钻具的承载能力调整拖拉力。
3.5.3、对控向系统进行仔细准确校正,校正至完全准确。
3.6、泥浆配制钻液在施工中起着非常重要的作用。
钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土(或沙石)屑混合,悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体,而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。
钻液具有冷却钻头(冷却和保护其内部传感器)、润滑钻具,更重要的是可以悬浮和携带钻屑,使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外,既为回拖管线提供足够的环形空间,又可减少回拖管线的重量和阻力。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
3.6.1、采用清洁的淡水来配制泥浆,用水量为1.5m3/min。
3.6.2、泥浆由膨润土加泥浆添加剂与水搅拌而成。
3.6.3、泥浆的粘度符合下列要求:(1)、根据地质情况和管径大小确定泥浆粘度。
泥浆粘度值表3.7、钻液混合搅拌与泵送系统3.7.1、钻液混合搅拌与泵送系统是钻机施工系统的重要组成部分。
混合搅拌系统是将水、膨润土、聚合物等按一定比例加入混合仓,而后进行充分搅拌形成钻液。
泵送系统是由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头,并与孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。
其发展趋势是能够回收泥浆,经再生处理可反复循环使用,既节省资源又实现环保。
搅拌系统应具有搅拌快速均匀、提供大流量泥浆、可调节泥浆配比、搅拌与输送同时进行等功能,搅拌系统装置包括料斗、汽油机泵、搅拌罐、车载泥浆泵、相关管路等。
3.7.2、水平定向钻的泥浆泵送系统由随车泥浆系统与泥浆搅拌系统组成;泥浆搅拌系统用于泥浆混配、搅拌、向随车泥浆系统提供泥浆,随车泥浆系统将泥浆加压,通过动力头、钻杆、钻头打入孔内,以稳定孔壁,降低回转扭矩、拉管阻力,冷却钻头、发射探头,清除钻进产生的土屑等。
3.7.3、泥浆污染的防范措施泥浆是水平定向穿越的血液。
其主要功能包括润滑、冷却钻头钻具、稳定孔壁和悬浮、携带泥屑等。
由于在较大口径管道的水平定向穿越泥浆使用量非常之大(一般都在3000m3/条次以上),除出、入土两端的泥浆池存储的泥浆需要之外,穿越沿程的冒将、跑浆可能造成路面的污染。
因此,在施工中主要的防范措施是控制泥浆压力、减少泥浆总量、及时清收和控制跑冒的泥浆,选择适宜的弃浆场所,有效地覆盖作业场地。
泥浆循环、处理泥浆程序见框图所示。
出、入土端泥浆坑内的泥浆用返输泵分别通过循环管或直接返输进泥浆处理装置,经过处理后的部分清浆可以重复使用。
弃渣外运至当地有关部门指定的地点存放。
如对穿越沿线由于地层或其它原因造成的跑、冒泥浆,采用人工及时清收或就地控制,最后统一处理。
3.8、导向孔钻进、回扩和管线回拖3.8.1 导向孔钻进(1)、导向孔根据设计曲线钻进。
施工过程中,谨慎处理控向数据,并适当控制钻进速度,保证导向孔光滑,钻孔导向剖面示意图如图5所示。
EW图5 钻孔导向剖面示意图(2)、每根钻杆折角约为0.27度;由于每根钻杆方向改变量较小,为保证左右方向,在出、入土点之间每隔10米设一明显标记。
每钻进一根钻杆,方向探测3次。
对探测点要做好标记。
认真记录钻进过程中的扭矩、推力、泥浆流量、泥浆压力、方向改变量。
(3)、导向孔完成后,根据钻孔轨迹和数据记录,确定此导向孔是否可用。
导向孔曲线与设计曲线的偏移量半径不大于2m。
出土点沿设计轴线的纵向偏差不大于穿越长度的1%,横向偏差不大于穿越长度的1%。