非开挖技术之定向钻进施工及其质量控制.pdf

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1、第3期(总第146期)2010年6月中圄彳放暑张CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．3(SerioINo．]46)Jun．20]0非开挖技术之定向钻进施工及其质量控制刘伟雄(深411市利源水务设计咨询有限公司，广东深圳518030)摘要：通过横穿某城际市政道路的定向钻进施工工程实例，从施工角度介绍定向钻进施工的工序流程及其做法。着重介绍了定向钻进施工技术和从监理角度探讨了质冒控制及验收方法。关键词：非开挖技术；定向钻进施工；管道铺设；质量验收中图分类号：TU990．3文献标识码：B文章编号：1004-4655(2

2、010)03—0056—021工程概况某市政工程是深圳市至汕头市一级公路改造的配套给水工程。地下给水管道横向穿过深汕路的机动车道、非机动车道、人行道及绿化带。常规明开挖施工需要封路、破路。由于深汕路车流量非常大，为避免破路铺设管道施工给繁忙的交通带来干扰和阻碍．所以决定使用非开挖技术的定向钻进施工完成地下给水管线的铺设．本工程导向过路管、水平导向拖拉铺管的给水管径为DN600，长度约97m。使用HDPE给水管(聚乙烯管道)。材质环刚度为10MPa。2定向钻进施工方法图1为定向钻进施工流程。图1定向钻进施工流程2．1泥浆配制泥浆配比是

3、否合理，对成孑L起决定性作用。施收稿日期：2010-03—3056工前，根据地质情况制定泥浆配制体系。通过控制压力、调整泥浆浓度、钻杆旋转速度，以完成正常钻进作业。针对不同地质条件和各钻进距离。调整加入的各种聚合物．保证施工过程中孔洞稳定、提高泥浆的抑制性、形成规则稳定的井壁和降低摩阻以减少钻井扭矩及推进阻力．从而达到提高机械钻速的目的。同时．要保证泥浆具有良好的孑L洞净化能力。由于此次施工需要使用泥浆马达．为了满足泥浆马达的工作压力．泥浆的黏度必须达到60s以上。流量为l000L／min。2．2导向孔钻进1)根据设计轨迹和方位。确

4、定钻机位置、固定钻机并连接泥浆系统及辅助系统。2)通过钻机上的各种仪器、仪表的读数来确认地质层面情况：根据泥浆排出情况，确定调整泥浆参数。3)导向钻进时根据设计好的钻孔轨迹．注入膨润土泥浆。严格控制导向仪方位、曲线深度，钻出精确而曲线平滑的导向孔。2．3预扩孔导向钻孔完成后．卸掉探测棒。安装上楔形挤扩器，分别用150、300、400、600、800、1000mm进行逐级扩孔(根据实际情况确定)。经二次扩孔后将卵石挤向周边形成孔洞．并根据各段不同土质配制不同浓度的泥浆．使每次扩孔时回拖力的数值和扭矩值控制在钻机正常工作参数之内。若回拖

5、力的数值和扭矩等参数过大时．可用1000mm挤扩器再进行一次洗孑L。以保证孔洞的正确形成。2．4管道回拖1)扩孑L完成后．先检查回拉管线。检查合格后根据现场情况采用发送台作为回拖管线的发送方式。中圄千放z农刘伟雄：非开挖技术之定向钻进施工及其质量控制2010年第3期最简单的发送台是以装满膨润土的包装袋作为基座．在包装袋上垫上蛇皮袋．抹上适量的黄油作润滑材料．减少主管接触面的摩擦．以在进洞前有效地保护主管的防腐层。2)管道回拖时按以下顺序进行钻具与管道连接：动力头-÷动力头保护短节_钻杆_+扩孔器一旋转接头一U型环．+拖拉头叶管线。拖

6、头与同拖管线焊接后进行回拖。施工中根据钻进时获取的资料调配不同的泥浆浓度．3)同拖的同时根据钻机参数注入适当量的泥浆．减少管道与孔壁的摩擦．确保管壁防腐层不被破坏．并能使管道与孑L壁的缝隙充分填满。通过膨润土的膨化作用完成孔壁与原土的完整结合。4)回拖管道完成后割下拖头、焊上母板．进行管口保护。2．5完工作业回拖管线完成后进行回流泥浆处理。清洗钻机：撤离现场．进行现场地貌恢复：整理竣工资料后上交监理方(或建设方)。3施工技术质量控制措施3．1防止定向钻在钻孔时呈“S”形在定向钻穿越的施工过程中．导向孔的平滑与否、能否与设计曲线一致以

7、及杜绝导向孔呈“S”形是顺利完成穿越施工的先决条件。可采取以下措施。1)测量放线过程中，用全站仪对出、入土点进行确认。2)采用有线控向系统。开钻前校验探头精度。控向电缆采用加厚耐磨绝缘层的进口电缆．确保在钻导向孔过程中的控向信号安全。3)在开钻前．用探头在地面上测得设计轴线方向对应的地磁方位角．并多点反复测量．保证精度。4)施工前进行地质条件分析．按设计曲线在坐标纸上以每根钻杆连接的方式画出穿越曲线图．给每根钻杆标号注明相应的地质情况。在钻进过程中．根据钻进位置的地层情况对泥浆黏度进行控制．随时根据地质条件调整泥浆压力、泥浆配比等参

8、数。防止地下塌陷等因素影响钻进方位角。5)钻机就位后，需精确测量出夹角的大小．计算出水平漂移量并记录下来。钻孔时每根钻杆改变的角度应<0．50，而且不能是连续的上升和下降．避免钻杆在地层中呈“S”形，保证钻孔曲线的光滑．提升导向孔的钻