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水平定向钻施工方案

内容摘要:水平定向钻施工,首先确定入土点将钻机就位在穿越中心线位置上,钻机就位调试完成后,进行系统连接、试运转,检查设备是否工作正常。

来源:www.dzslgd.com 发布人:非开挖公司 发布日期:2013-10-06 18:00:23
 1.施工设备:
水平定向钻机、钻杆、发电机、泥浆泵、水罐车、硼润土
 
2.穿越施工流程
测量放线→钻机场地布置→钻机安装调试→钻导向孔→扩孔→洗孔→回拖→清理场地
 
3.测量放线
根据设计交底(桩)与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线,确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
4.定向钻施工
4.1钻机及配套设备就位
确定入土点将钻机就位在穿越中心线位置上,钻机就位调试完成后,进行系统连接、试运转,检查设备是否工作正常。
4.2测量控向参数
按操作规程标定控向参数,为保证数据准确,在穿越轴线的不同位置测取,且每个位置至少测四次,进行对比,并做好记录,取其有效值的平均值作为控向Line Az值。
4.3泥浆配制
泥浆回收装置
由于穿越经过地层主要是圆砾、卵石、花岗岩、板岩。对泥浆的要求比较高,为克服对付这种不利因素,我们将采取以下措施:
1)   水源采取就近从河道中取水,用水泵输送至水罐内,在水罐中沉淀、过滤后配浆。
2)   按照实验室确定好的泥浆配比用膨润土加上泥浆添加剂,配出适合不同地层要求的泥浆。
3)   为了确保泥浆的性能,使膨润土有足够的水化时间,增加泥浆储存罐和泥浆快速水化装置。
4)   泥浆的回收利用:钻机场地和管线组装场地各有一个泥浆收集池,泥浆通过泥浆池收集,再经过泥浆回收系统回收再使用。
4.4钻机试钻
开钻前做好钻机的安装和调试等一切准备工作,确定系统运转正常。
钻杆和钻头吹扫完毕并连接后,严格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻,检查各部位运行情况。如各种参数正常即可正常钻进。
4.5钻导向孔
要根据穿越的地质情况,选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马达,开动泥浆泵对准入土点进行钻进,钻头在钻机的推力作用下由钻机驱动旋转(或使用泥浆马达带动钻头旋转)切削地层,不断前进,每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位置,以便及时调整钻头的钻进方向,保证所完成的导向孔曲线符合设计要求,如此反复,直到钻头在预定位置出土,完成整个导向孔的钻孔作业。见示意图一:钻导向孔
钻机被安装在入土点一侧,从入土点开始,沿着设计好的线路,钻一条从入土点到出土点的曲线,作为预扩孔和回拖管线的引导曲线。
控向设备采用英国Sharewell公司生产的MGS定向系统。为防止钻孔时导向孔与设计穿越曲线的偏移,必要时将布置人工磁场(Tru-Trucker system)确保穿越的精度。
预扩孔和回拖产品管线:
一般情况下,使用小型钻机时,直经大于200毫米时,就要进行予扩孔,使用大型钻机时,当产品管线直径大于Dn350mm时,就需进行预扩孔,预扩孔的直径和次数,视具体的钻机型号和地质情况而定。
回拖产品管线时,先将扩孔工具和管线连接好,然后,开始回拖作业,并由钻机转盘带动钻杆旋转后退,进行扩孔回拖,产品管线在回拖过程中是不旋转的,由于扩好的孔中充满泥浆,所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态,管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑,这样即减少了回拖阻力,又保护了管线防腐层,经过钻机多次预扩孔,最终成孔直径一般比管子直径大200mm,所以不会损伤防腐层。见示意图二:预扩孔和示意图三:回拖管线。 
在钻导向孔阶段,钻出的孔往往小于回拖管线的直径,为了使钻出的孔径达到回拖管线直径的1.3~1.5倍,需要用扩孔器从出土点开始向入土点将导向孔扩大至要求的直径。
地下孔经过预扩孔,达到了回拖要求之后,将钻杆、扩孔器、回拖活节和被安装管线依次连接好,从出土点开始,一边扩孔一边将管线回拖至入土点为止。
在回拖时进行连续作业,避免因停工造成阻力增大。管线回拖前要仔细检查各连接部位的牢固。
为保证回拖的顺利和防腐层不受破坏,将采取以下措施:
1)   管线回拖,采用发送沟的方式进行。在挖发送沟时,计算好管线进入孔洞的这一段发送沟的坡度,确保发送沟与穿越孔洞的圆滑平缓。
2)   在回拖作业时,增加高润滑泥浆,使高润滑泥浆象薄膜一样附着于防腐层表面,保护防腐层。
3)   回拖前后,准备好补口、补伤材料和器具及电火花检漏仪,安排专人巡视管线。
5.水平定向钻施工的特点:
5.1定向钻穿越施工具有不会阻碍交通,不会破坏绿地,植被,不会影响商店,医院,学校和居民的正常生活和工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通,环境,周边建筑物基础的破坏和不良影响。
5.2现代化的穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向和埋深,管线弧形敷设距离长,完全可以满足设计要求埋深,并且可以使管线绕过地下的障碍物。
5.3城市管网埋深一般达到三米以下,穿越河流时,一般埋深在河床下 9—18米,所以采用水平定向钻机穿越,对周围环境没有影响,不破坏地貌和环境,适应环保的各项要求。
5.4 采用水平定向钻机穿越施工时,没有水上、水下作业,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
5.5与其它施工方法比较,进出场地速度快,施工场地可以灵活调整,尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性,并且施工占地少工程造价低,施工速度快。5.6大型河流穿越时,由于管线埋在地层以下 9—18mm,地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少,所以起到自然防腐和保温的功用,可以保证管线运行时间更长。
6.地貌恢复
回拖完成以后,设备退场,然后进行场地清理、发送沟回填地貌恢复。
7.施工期施工人员
项目经理 1 人、技术员 1 人、安全员 1 人、土方人员 2-3 人、钻机手 1 人、检测员 1 人、施工人员 2-3 人;
8. 定向钻穿越施工平面布置图
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