小区地热供暖工程二次管网拉管施工方案

小区地热供暖工程二次管网拉管施工

专

项

施

工

方

案

施工单位：工程处

拉管施工专项施工方案

一、导向钻进原理

导向钻进铺管法原理：使用水平定向钻机进行管线穿越施工，其工作过程是通过导向仪进行导向和探测，先钻出一个与设计曲线相同的导向孔，然后再将导向孔扩

大，把产品管线回拖到扩大了

的导向孔中，完成管线穿越的

施工过程。施工过程一般分为

三个阶段：第一阶段是按照设

计曲线尽可能准确的钻一个

导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩

导向钻进铺管法原理图图1孔；第二阶段是将产品管线（一般为

PE管道或钢管）沿着扩大了的导向孔拖到钻孔中，完成管线穿越工作。

本次施工工序见下图：

管道铺设工序流程图图2

导向

1.导向孔的钻进过程

导向钻进是铺管成功的关键环节之一，这个过程需要至少两名操作人员，一名钻机操作者，操作钻机，控制钻具在地下的状况；另一名是定位探测仪操作员，负责监测、探测钻头在地下的走向和进尺情况。钻头上装有可发射无线信号的探头，它可穿过地层发出一种特殊的电磁波，操作员手中的探测器可以接受这些信号，并经过处理后，让钻机操作者及时了解钻头目前的位置，显示的信号包括钻头走向、深度，造斜率和面向角等信号，以便及时调整钻头的方位，确保钻头按照事先设计好的轨迹钻进。钻机操作者可以在钻机上，通过仪表掌握钻进过程中施加给钻杆的压力和回转扭矩，在钻机仪表盘上，还可以看到来自探测装置反馈过来的一切信息，钻机操作者通过这些信息来调整钻头方位，操作台上的液压仪表和远距离信息显示仪表，就像操作者的眼睛一样，可以随时观察孔底情况。

钻机使用76CM的钢管为钻杆

钻杆从地面入口倾斜度约为22度

钻杆地面距离下料钻3M钻孔深度约为

如图可依次类推

注：此数据为一般粘类土质的土

2.施工要点和施工注意事项

1)为确保本工程成功地完成定向钻进的导向工作，要严格按照设计规划好的穿越曲线钻进，主要是控制好钻进曲线不同位置的深度和造斜率。在不超过管道弹性敷设半径或钻杆弯曲极限的范围内，操作员应确保按设计的轨迹钻地，如果前一段钻进没有完全符合设计曲线，所出现的差值可以通过下一段来修正，并记录实际钻孔与钻孔的偏差，通过计算来调整钻进的参数。

2)设计钻孔轨迹时重点考虑以下影响因素：待回拖管线的材质、尺寸、曲率半径；钻杆弯曲极限；地层条件；地上、地下障碍物状况；

3)导向孔钻进时，采用带斜面的非对称钻头。若一边旋转一边推进，钻孔呈直线延伸，即钻出一个直孔，若钻头只推进不旋转，由于地层给斜面钻头的反力的作用，使钻头朝斜面法线的反方向钻进，即实现造斜功能，钻出曲线或造斜孔。钻机操作人员根据地表的接收器探测出钻进参数（钻头的位置、深度、倾角和工具面向角等），判断钻孔位置与设计曲线的偏差，并随时进行调整，以确保穿越曲线按

照设计的走向钻进。

4)钻机配有控向探测仪器，其作用就是及时探测钻头在地下的实际位置，并将探测结果传输到地面接收显示器和司钻操作台上的远程显示器，司钻根据这结显示的数据进行方向调整和纠偏。

5)在改变方向的过程中，钻孔的转角或转弯半径应该控制在一定的范围内（R=50D，即导孔轨迹的弯曲半径应大于8m），只考虑钻杆的弯曲半径即可，使实际的钻孔曲线尽量平缓，以利于回拖。

6)钻机场地准备好钻机到达现场安装调试完毕后，开始钻导向孔。导向孔的钻进质量或成败取决于下述因素：

a．钻头实际的左右位置偏离，深度和最小离地间隙（或最小地面覆盖）。

b．导向孔将提供实际的钻进土壤状况的资料，为正确决定预扩孔或回拖和子的工艺提供依据。

c．完成的导向孔曲线应该圆滑并逐渐转向，以便满足回拖管子的要求。

7)为顺利完成导向孔曲线的钻进，关键要十分注意以下各点：

a．正确地钻进第一根钻杆是非常重要的。先在钻头入土处挖一个小坑，使坑的平面与钻头进入方向垂直，并确信泥浆已经搅拌好已经具备开钻条件。

b．钻头转向6点钟的位置，开动钻液泵。确信钻头喷嘴中有钻液流动。开始朝前推进并穿透地面保持钻头进入地面的斜度。第一根要没有任何转向直钻。

c．接上第二根钻杆之前，要将这根钻杆转动并将钻头抽回入口坑，再将该钻杆旋转钻入地下。因为导向板总是大于钻头，这样重复钻进一次会形成更好的导向孔，并且可以在钻杆和孔壁间维持一个环形空间。

8)钻进前都要确认泥浆泵是开着的。并观察压力表指示。应及时调整钻液流量，以便入口坑有泥浆流回这有助于操作员判断环形空间是否仍然畅通。

如果钻液压力表指向了最大值并停止在该位置，这可能说明钻头喷嘴堵塞住了。这时将钻头拖回将堵塞物清除。在清理喷嘴或卸下喷嘴之前，要确信钻机上泥浆压力已经卸掉。

9)在钻孔的全程，定位员要决定钻孔的斜度、深度和与计划路径相关的实际钻孔路径。然后由操作员调整钻位置来达到。在朝前推进至旋转的过程中，密切注意遥控显示器上斜度的变化是非常重要的。

10)对于任何一根钻杆，抽回再重复钻进有利于在钻孔中维持环形空间也有利于充分混合泥土，并且钻液可以流过整根钻杆。重复钻进技巧的运用有利于在导引孔中维持一个良好的环形空间。

11)钻机操作员要注意观察，在出口坑没有钻液流出，意味着由于缺乏钻进经验或者使用了不适当的钻液，而导致了钻孔中环形空间的堵塞。随着钻孔长度延长，由于进入地下的钻杆摩擦力增加，从而旋转压力将会增大，旋转压力充分增大，可能是土层吸水并在钻杆四周膨胀的标志。如果这种情况发生，需要重新调整钻进泥浆和添加剂

的性能和比例，或者重新钻导向孔。

12)在整个钻孔过程中，必须时刻保证钻机操作员和定位员之间的良好的通讯联系。

(一)预扩孔

1.预扩孔的工艺过程

预扩孔就是在实际铺设管线之前，经过一次或多次的扩孔来扩大钻孔的直径，以减小回拉铺管的阻力，确保施工顺利完成。最终成孔直径一般比管子直径大200毫米（或是管径的1．5倍）。

导向孔钻完成后，将钻头从钻杆上卸下，安装上合适的反扩孔钻头和分动器，然后在分动器后面接上回拉钻杆，进行扩孔钻进。扩孔的速度和地质及钻机的参数等因素有关，要选用合适的扩孔工艺参数才能顺利完成扩孔工序。

2.预扩孔的原则和需要注意的事项

1)预扩时，回扩头后面带的不是管子而是钻杆，钻杆是通过万向节与回扩头连接被拖入钻孔中的；

2)在将后面的钻杆安装之前，要确信钻机是被锁定的；

3)当扩孔完成，拉完足够的钻杆后，将钻机锁定，用液压管钳在出口点卸开钻杆接头，接上回扩头、万向接和钻杆转换连接杆；

4)按照安全操作步骤进行预扩。保持机组成员与操作员密切联系，确保整个连接过程的安全。

5)扩孔时视工作坑反浆情况，合理调配泥浆的粘度、比重、固