非开挖管道定向钻穿越技术探讨.pdf

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1、·226·2014年第2期2014年4月SichuanBuildingMaterials第40卷总第178期DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.02.099非开挖管道定向钻穿越技术探讨陈少彬(厦门市特水集团有限公司,福建厦门361008)摘要:根据定向钻施工方法具有不污染环境、不影3．2前期调查响交通、建设周期短、综合成本低等优点,将在今后的地项目施工前,要全面的调查并掌握拉管施工区域地表下管线施工中获得广泛的应用。针对拉管工艺在供水管道和地下地质情况,合理设计和计算管线走向和进出洞口位建设中的技术

2、特点进行了分析、仅供同行参考。置,在满足拉管施工控制需要的同时,注意满足既有企业关键词:定向钻穿越;非开挖铺管;施工技术正常生产的需要。施工调查的内容包括:一是地下管线的中图分类号:TU992．05文献标志码:B探查,主要通过查阅原始资料和地下管线探测仪探测,力文章编号:1672-4011(2014)02-0226-03求避开和避免损害既有管线;二是地质勘察,主要对管线附近地下暗浜、既往回填、地下设施以及土质情况进行调1水平定向钻进拉管概述查;三是地面下障碍物调查,地表面可满足导航设备通过,1)该工艺是一种非开挖铺管技术,通常适用于穿越河具有

3、实施控制的基本条件。流、湖泊、建筑等障碍的管道铺设以和不宜开挖的城市市3．3拉管施工工艺流程(见图1)政地下管网建设。施工准备2)该工艺适用于不含大卵石的各种地层,包括含水地层,不适用于砾石层,一般用于软弱土层;管材通常为钢定向轨迹设计回拉力计算管、PE管等,直径在200~1200mm之间,在世界上目前管道轨线测量放样记录铺设管线最长可达2600m。控制井、工作坑施工2定向钻进拉管工作原理钻机定位定向钻进拉管技术是利用定向钻机、导向钻头和导向仪等施工设备,按照设计的钻孔轨迹(一般近似弧形),采用试钻定向钻进技术先修建一个近似水平的先导孔,等先

4、导孔钻头在被穿越障碍物(河流、公路)的另一端显露出后,再导向孔钻进卸下导向钻头换上大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头钻进泥浆制备多级扩孔的待铺管线,然后进行反向扩孔,与此同时将待铺设管线直接拉入钻孔。有时根据钻机的能力和待铺设管线的直径回拉成品管材大小可先专门进行一次或多次扩孔后再回拉管线,待全部现场清理管材连接加固的钻杆被拉回时,铺管工作同时完成。撤场3应用案例图1水平定向钻进拉管施工工艺流程图3．1工程概况以厦门市杏林湾大桥段给水工程为例,该项目穿越杏3．4拉管施工技术要点林湾一条直径为0．40m、长度为900m、管材为1．6MPa3．4

5、．1导向孔轨迹的设计PE给水管。根据地勘资料管道的埋深拟设在海河床下7m,1)导向孔是扩孔拉管的母线,也是最终形成的管线根据地层及综合其他因素计算回拖力为75t,一般选择回孔。与其他管线不同,该给水管须敷设在河床下,以防今拖力的1．5倍以上,所以本项目选择一台回拖力125t的美后清淤时被损坏,对于深度和坡度允许误差均有较严格的国威猛水平定向钻机。考虑到该项目长度较长且又在海中,要求,导向在水上面因杏林湾与大海连通在导向时须固定为预防介质的干扰,采用有线导向系统。该项目采用水平到小船,避免因流水漂流而偏离预定的导向钻孔,施工复定向钻进施工工艺与

6、围堰施工相比,既经济又安全,最大杂且难度大。对于施工的场地的限制,在导向钻进时有较程度地减少对周边环境、居民的生产生活的影响,取得了小的入土角度。2)导向孔轨迹参数的确定。导向孔轨迹一般由三段组显著的经济效益和社会效益。成,第一造斜段、直线段和第二造斜段,直线段是管线穿2014年第2期·227·第40卷总第178期SichuanBuildingMaterials2014年4月越障碍物的实际长度,第一造斜段是钻杆进入铺管位置的所需铺设管道的中心线。开钻时采用轻压慢转,进人平直段过渡段,第二斜段是钻杆出露地表的过渡段如图2。采用轻压快

7、转才能保持钻具的导向性和稳定性。根据地层第二造斜段直线段第一造斜段变化和钻进深度,适时调整钻进各项参数。施工中要密切关L2LL1注钻进过程中有无扭矩、钻压突变、泥浆漏失等异常情况,发αα12现问题立即停止施工,等查明原因并采取相应措施后再施A（入土点）D（出土点）R2C′B′R1h工。导向孔完成后,对工作坑入土口、接收坑出土口的标高和方位进行检查,确保按设计轴线成孔。3．4．7扩孔施工C（直线段和第二曲B（第一造斜段和直线线段轨迹变化点）段轨迹变化点）导向孔完成后,卸下起始杆和导向钻头,换成回扩钻头图2进行回扩。回扩过程中要始终保持适当的泥浆

8、量,对泥浆各性能参数进行不定期检测,以调整泥浆性能指标。根据地层其计算公式为:的实际情况,合理控制回扩钻进速度,以利排碴。扩孔分3~L=h(2R-h);L=h(2R