定向钻施工在城镇燃气管道建设中的应用研究

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1、定向钻施工在城镇燃气管道建设中的应用研究第1章绪论1.1燃气发展现状我国利用天然气历史可以说十分悠久，据有关资料记载，两千多年以前秦始皇时代，公元前211年在中国的重庆西部，当地人就钻探了深度达到150米的深井用竹竿碰撞得到的天然气，点燃后用于岩盐干燥，进入近代之后天然气才在商业领域逐渐的进行应用。最近数十年，我国石油应用工业逐步发展壮大，人们使用天然气进行生产作业和在生活中的应用逐渐推广，随着天然气应用领域逐渐扩大，日常生产生活中天然气的消费比例也逐步提高，随着我国经济发展的快速增长，对于能源的需求也随之增加，城市居民生活水平的提高，国民经济的

2、发展，为城市燃气化提供了良好的先决条件。随着经济的增长，能源在经济建设领域的作用也逐步提升，国家为加快经济增长，给能源领域的支持政策也越来越多，天然气相对于人工煤气和液化石油气的技术优势使得天然气逐步取代人工煤气和液化石油气，逐步的占领了市场。十二五期间，全国天然气管道（含支线）新建成通气的管线总长度超过4.4万公里，随着新建管线总长度的增加，新增加的管输能力超过了1500亿立方米/年。随着西气东输、陕京线、沿海主干道、川气东送等大动脉建成，将主要生产地区、储气库和消费地区连城一体，多气源供应，多方式调峰，安全稳定供气格局逐渐成型。.1.2非开挖

3、技术发展与背景随着我国经济建设的飞速发展，日益增长的城镇基础设施建设与传统的施工工艺发生了剧烈的碰撞，在确保基础设施建设速度与规模的同时，城市管网配套设施建设速度与城市建设速度不统一导致城市管网配套建设过程中需要对现存的城镇设施进行穿跨越施工。同时我国作为一个历史悠久的国家，存在着大量有历史意义的建筑，在现代化建设的进程中，一方面要加快城镇基础设施建设，另一方面也要保护好这些具有历史意义的文物保护设施，这就给传统的城镇管网建设提出了更高的要求。在配套管网工程施工时，采用传统的明开挖埋设的方法施工较为简单易行，然而在交通发达的道路、路口、河道等复杂

4、位置采用明开挖的方法施工时，影响环境并对周边生产生活造成不便，如在此类地段采用非开挖技术则能有效防止施工对地表干扰、施工安全指数高、施工速度快、穿越精度高，大大缩短工期、节约工程成本、降低工程风险。非开挖技术顾名思义，即在管线建设过程中不进行或少进行土方开挖施工的工艺技术的统称。非开挖技术共同的特点是对施工区域内的交通、环境、噪音等影响较小，但由于各类非开挖工艺的适用条件不同，往往需要根据实际情况选择适当的施工工艺。第2章定向钻的应用2.1定向钻的原理定向钻的工作原理是利用定向钻机以可控钻孔轨迹的方式，定向钻头内装有地下传感发射探头，能够对定向钻

5、头的各项钻进参数信号进行监控并发送至地面手持式定位导向仪及远端监视设备，施工技术人员可以根据实际的地质情况或地下管线情况，通过地面手持式定位导向仪控制钻头在不同地层和深度进行钻进，并通最终完成设计位置铺设地下管线的施工方法。通过导向钻进的方法，绕开障碍物，或穿越重要交通通道、河流和铁路。施工时，首先先将钻机固定在发射坑边，按照预先设计的角度通过钻机控制定向钻头沿管道设计轨迹钻进，通过导向仪对钻头进行控制，按照设计长度和深度进行钻进。在钻进过程中，为确保不会由于土压导致钻杆受到巨大阻力影响钻进，需要利用泥浆泵通过钻杆、钻头释放预先调配好的膨化水泥或

6、泥浆，同时通过膨化水泥或泥浆的固化作用形成一个先导通道，这一措施还能起到防止导向通道坍塌的作用。导向通道贯通后，将钻头进行拆卸，更换扩孔器，扩孔器连接完成后，利用定向钻钻机通过钻杆将扩孔器回拖，通过扩孔器将导向通道扩大至所需的口径。与此同时，在扩孔器回拖前，将预先焊接好的管道与扩孔器另一端相连接，回拖过程中将预先连接好的管道从对面拉入孔内，从而完成铺设管道敷设。2.2定向钻的设计工程设计图纸是工程建设的基础施工依据。为保证穿越工程设计的科学性，设计方案的确定、管线布置及设计计算需取得由地质勘测单位提供的工程测量资料及工程地质报告。工程测量资料包括

7、1:200或1:500、1:1000平面地形图与断面图，地形勘测的目的是查清施工线路上公路、铁路的宽度、路面高度、河流的宽度、河床最深部位的深度、两岸的高差以及出土点与入土点的通视情况等，勘测单位应对地面上的建筑物、构筑物和河水流速应作详细的了解，同时对施工路径上的地下隐蔽工程（例如地下人防工程）也应作详尽了解，弄清其深度、分布部位以及对导向施工的影响程度等。工程地质报告，包括1:200或1:500、1:1000地质剖面图、柱状图、岩土力学指标、地震、水文地质及工程地质结论意见，地质勘探报告是设计人确认选用何种非开挖方式的基础，不同的地质选用合适

8、的非开挖方式，即可以提高施工效率，也可以节约施工成本。穿越段地质详勘一般要求在穿越中心线两边各25m打勘察孔勘探，对于复杂的地段勘察孔必