水平定向钻施工工艺学习教案.pptx

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1、会计学1水平水平(shupng)定向钻施工工艺定向钻施工工艺第一页，共84页。目录一、非开挖技术发展历史、现状和未来二、非开挖技术分类三、水平定向钻概述四、水平定向钻施工工艺五、水平定向钻常用(chnyn)设备六、常见的问题七、工程案例第1页/共84页第二页，共84页。一、非开挖技术发展(fzhn)历史、现状和未来1 1、概述：、概述：非开挖施工技术（非开挖施工技术（Trenchless TechnologyTrenchless Technology或或No-DigNo-Dig）是指在不开挖地表的条件下探测、检察、修复、更换和铺设各种地下公用设施（管道和电缆）的技术和方法。）是指在不开挖地表的

2、条件下探测、检察、修复、更换和铺设各种地下公用设施（管道和电缆）的技术和方法。与开挖施工法相比，非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境与开挖施工法相比，非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境(hunjng)(hunjng)、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。新技术的开发与应用取决于工程需要和市场需求。非开挖技术的发源地主要在三个国家新技术的开发与应用取决于工程需要和市场需求。非开挖技术的发源地主要在三个国家-日本、英国、美国。日本、英国、美国。第2页/共84页第三页，共84页。2 2、发展过程、发展过程 我国非开挖施工技术起步

3、较晚，但随着各类非开挖施工设备的引进和工程市场的旺盛需求我国非开挖施工技术起步较晚，但随着各类非开挖施工设备的引进和工程市场的旺盛需求(xqi)(xqi)，也极为有利的促进了我国的非开挖事业的发展。总体上来说我国非开挖技术的发展经历了以下几个阶段：，也极为有利的促进了我国的非开挖事业的发展。总体上来说我国非开挖技术的发展经历了以下几个阶段：一、非开挖技术发展历史、现状(xinzhung)和未来了解认识了解认识(rn shi)(rn shi)阶段阶段引进、推广、发展应用阶段引进、推广、发展应用阶段无序竞争的阶段无序竞争的阶段规范管理阶段规范管理阶段第3页/共84页第四页，共84页。了解了解(li

4、oji)(lioji)认识阶段：认识阶段：该阶段是在1993年后的几年时间内，在我国有关部门工作人员渴望全面了解非开挖技术，并希望将该技术引入国内施工行业，成为一门新兴的产业。在这个阶段，已经有很多部门和管理人员认识(rn shi)到非开挖是一个具有非常广阔市场前景的技术。同时在这一时期，国外从事非开挖技术的工作人员也意识到中国具有非常广阔的非开挖市场前景，国际非开挖离不开中国。中国需要国际非开挖。一、非开挖技术(jsh)发展历史、现状和未来第4页/共84页第五页，共84页。一、非开挖技术发展历史、现状(xinzhung)和未来引进推广阶段：引进推广阶段：20 20世纪世纪9090年代初前期，

5、偏重于引进螺旋钻机和小口径顶管机。年代初前期，偏重于引进螺旋钻机和小口径顶管机。20 20世纪世纪9090年代中期，引进设备集中在小型的气动矛，夯管锤和导向钻机上。年代中期，引进设备集中在小型的气动矛，夯管锤和导向钻机上。此时，我国加大了对非开挖此时，我国加大了对非开挖(ki w)(ki w)技术的宣传力度，扩大了与国际非开挖技术的宣传力度，扩大了与国际非开挖(ki(ki w)w)届的接触，通过多种形式的技术交流活动，开拓了中国工程技术人员的眼界，了解届的接触，通过多种形式的技术交流活动，开拓了中国工程技术人员的眼界，了解了国外非开挖了国外非开挖(ki w)(ki w)技术的发展及其前景，而且

6、也促使我们非开挖技术的发展及其前景，而且也促使我们非开挖(ki w)(ki w)技术产技术产业的加速发展。业的加速发展。第5页/共84页第六页，共84页。一、非开挖技术发展(fzhn)历史、现状和未来无序竞争阶段：无序竞争阶段：该阶段非开挖工程该阶段非开挖工程(gngchng)(gngchng)市场运作尚不完善，而且缺少应有的规范与定额，市场运作尚不完善，而且缺少应有的规范与定额，有很多没有技术实力的单位纷纷购置设备开始从事非开挖施工，造成一哄而起，恶有很多没有技术实力的单位纷纷购置设备开始从事非开挖施工，造成一哄而起，恶性竞争，扰乱非开挖技术的市场，也严重影响了我国非开挖技术的正常发展和推广

7、性竞争，扰乱非开挖技术的市场，也严重影响了我国非开挖技术的正常发展和推广应用。应用。规范管理阶段：规范管理阶段：在在19981998年，中国非开挖技术协会宣告成立，已经制定了一些行业性的指导性规范。随着对该项技术年，中国非开挖技术协会宣告成立，已经制定了一些行业性的指导性规范。随着对该项技术的逐步认识，建设单位也提高了管理水平，完善了对竣工资料的逐步认识，建设单位也提高了管理水平，完善了对竣工资料(zlio)(zlio)的收集工作。的收集工作。第6页/共84页第七页，共84页。一、非开挖技术发展(fzhn)历史、现状和未来发展趋势发展趋势 非开挖技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的作用

8、。非开挖技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的作用。非开挖技术的发展必将非开挖技术的发展必将(b jin)(b jin)向规模化、规范化、国际化的方向发展。向规模化、规范化、国际化的方向发展。第7页/共84页第八页，共84页。二、非开挖(ki w)技术分类非开挖施工(sh gng)方法按其用途可分为新管铺设和管线修复两大类。非开挖(ki w)技术新管铺设管线修复管线铺设管线更换水平定向钻顶管夯管锤胀管法内衬法缠绕法喷涂法第8页/共84页第九页，共84页。三、水平定向(dn xin)钻概述 水平定向钻(Horizontal Directional Drilling)技术作为非开挖技术中最具

9、活力的一项施工技术，具有精确导向、环保、效率高、不影响交通、施工安全性好、技术综合成本低等特点。一般适用于管径1200mm以内的的钢管和PE管。但面临下述问题(wnt)：市场竞争激烈,导致价格下降；地下管网复杂,增加施工的风险。第9页/共84页第十页，共84页。三、水平(shupng)定向钻概述水平水平(shupng)(shupng)定向钻原理定向钻原理 其基本原理是施工时在钻杆前加一个(y)传感元件，通过对传感元件的地面跟踪，准确控制导向钻头的走向和深度。待导向钻头按预定位置出土后，卸掉导向钻头，换上回扩器，对导向孔进行分级扩孔，并针对不同地质条件配置不同的泥浆，对孔道进行泥浆护壁，以形成待

10、敷设管道口径的倍的泥浆孔，最后进行管道的回拖的一种先进施工工艺。相关术语和技术规定可以参考行业规范水平定向钻法管道穿越工程技术规程（CECS382:2014）第10页/共84页第十一页，共84页。水平定向钻机进行管线穿越施工(sh gng)顺序为：地质勘探及管线探测、穿越轨迹设计、钻机选型、泥浆配置、先导孔钻进、扩孔钻进、管道回拖、环境保护、地貌恢复。四、水平(shupng)定向钻施工工艺1 1、地质勘探：主要是通过地质钻探了解、地质勘探：主要是通过地质钻探了解(lioji)(lioji)地质分布情况，形成地质勘查报告，为施工提供参地质分布情况，形成地质勘查报告，为施工提供参考依据。地勘报告一

11、般由业主单位提供，根据地质勘察报告可以进行钻机及钻具组合的选择，也是我考依据。地勘报告一般由业主单位提供，根据地质勘察报告可以进行钻机及钻具组合的选择，也是我们提供工程报价的依据。们提供工程报价的依据。工程勘察应符合现行国家标准岩土工程勘察规范工程勘察应符合现行国家标准岩土工程勘察规范GB 50021GB 50021等相关标准的规定。等相关标准的规定。水平定向钻法管道穿越工程施工前应取得穿越场地的工程地质资料，包括地形、地貌、地质构造及地水平定向钻法管道穿越工程施工前应取得穿越场地的工程地质资料，包括地形、地貌、地质构造及地震、地层结构特征、岩土层的性质及其空间分布，并对管道穿越地层进行工程地

12、质评价。震、地层结构特征、岩土层的性质及其空间分布，并对管道穿越地层进行工程地质评价。第11页/共84页第十二页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第12页/共84页第十三页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺2 2、地下管线探测：城市地下管线资料残缺不全，有的资料精度不高或与现状不符、地下管线探测：城市地下管线资料残缺不全，有的资料精度不高或与现状不符等问题，以致影响地下管线规划建设的科学性和在工程建设过程中挖断、挖穿地下等问题，以致影响地下管线规划建设的科学性和在工程建设过程中挖断、挖穿地下管线的事故时有发生。地下管线探查是通过现场调查和不同的探测方法探寻各种管

13、管线的事故时有发生。地下管线探查是通过现场调查和不同的探测方法探寻各种管线的埋设位置和深度。线的埋设位置和深度。地下管线探测应根据管道穿越工程的规划、设计、施工和管理部门的要求，按现行地下管线探测应根据管道穿越工程的规划、设计、施工和管理部门的要求，按现行行业标准城市地下管线探测技术规程行业标准城市地下管线探测技术规程CJJ 61CJJ 61的有关规定执行：的有关规定执行：地下管线探测应查明拟穿越区域建地下管线探测应查明拟穿越区域建(构构)筑物的结构类型、荷载类型、基础类型。筑物的结构类型、荷载类型、基础类型。地下管线探测的范围应覆盖管线工程敷设的区域，穿越路由周围不应小于管径的地下管线探测的

14、范围应覆盖管线工程敷设的区域，穿越路由周围不应小于管径的3 3倍，且不应小于倍，且不应小于3m3m。既有地下管线探测后，应通过地面标志物、检查井、闸门既有地下管线探测后，应通过地面标志物、检查井、闸门(zhmn)(zhmn)井、人孔、手孔井、人孔、手孔等进行复核。等进行复核。第13页/共84页第十四页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺方法：方法：要求业主提供工程现场地下管网资料；要求业主提供工程现场地下管网资料；寻找施工现场周围的工作井，查看管线的走向，情况不明通知相应负责部门寻找施工现场周围的工作井，查看管线的走向，情况不明通知相应负责部门(bmn)(bmn)到现场进行交底；

15、询问当地居民；到现场进行交底；询问当地居民；用管线探测仪进行测量；用管线探测仪进行测量；钻机出入土点挖工作坑，至少米深。钻机出入土点挖工作坑，至少米深。第14页/共84页第十五页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第15页/共84页第十六页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺3 3、穿越轨迹设计：根据、穿越轨迹设计：根据CECS382:2014CECS382:2014，水平定向钻先导孔轨迹设计应包括下列内容：，水平定向钻先导孔轨迹设计应包括下列内容：(1)(1)钻孔类型和轨迹形式；钻孔类型和轨迹形式；(2)(2)确定入土点和出土点位置；确定入土点和出土点位置；(3)

16、(3)确定各项轨迹参数，包括入土角、出土角、圆弧过渡段曲率半径、管道确定各项轨迹参数，包括入土角、出土角、圆弧过渡段曲率半径、管道(gundo)(gundo)埋深、管道埋深、管道(gundo)(gundo)水平长度、实际用管长度等。水平定向钻先导孔轨迹参数见下表：水平长度、实际用管长度等。水平定向钻先导孔轨迹参数见下表：第16页/共84页第十七页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺注：未采取措施对上覆土层(tcn)进行处理时，最小覆土厚度应大于管道管径5倍6倍以上。当穿越(chun yu)城镇河道时，管道顶部至规划河床的覆土厚度应根据水流冲刷、防止冒浆、疏浚和抛锚等要求确定，不宜

17、小于3m；水平定向钻穿越(chun yu)公路、铁路、地面建筑物时，最小覆土深度应符合各自行业标准的要求；当本行业标准无特殊要求时，最小覆土厚度应符合下表的规定：第17页/共84页第十八页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺水平定向钻法敷设的管道与建筑物或既有地下管线的距离应符合(fh)CECS382:2014的规定：（1）当敷设在建筑物基础上方时，与建筑物基础的水平净距不应小于15m；（2）当敷设在建筑物基础下方时，与建筑物基础的水平净距应大于持力层扩散角范围，扩散角不应小于45；（3）在建筑物基础下敷设管线时，应经过验算后确定深度；（4）与既有地下管线平行敷设时，管道外径大于

18、200mm时，净距应为最大扩孔直径的2倍以上；管道外径小于200mm时，净距不应小于；（5）从既有地下管线上部交叉敷设时，垂直净距应大于；如在淤泥质地层中穿越，垂直净距应大于；第18页/共84页第十九页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺（6）从既有地下管线下部交叉敷设时，垂直净距应符合下列规定：1)黏性土地层应大于扩孔直径的1倍；2)粉土地层应大于扩孔直径的倍；3)砂土地层应大于扩孔直径的2倍；4)小直径管道(D1110mm)垂直净距不得小于。（7）采用水平定向钻法敷设燃气管道时，管道与建(构)筑物或相邻管道之间的水平和垂直净距应符合现行(xinxng)国家标准城镇燃气设计规范

19、GB 50028的有关规定。第19页/共84页第二十页，共84页。4 4、钻机选型：、钻机选型：根据根据CECS382:2014CECS382:2014规定：规定：（1 1）水平定向）水平定向(dn xin)(dn xin)钻法管道穿越工程施工应综合考虑施工场地、地层条件、钻法管道穿越工程施工应综合考虑施工场地、地层条件、敷设管线直径、埋深和长度等因素，合理选择钻机类型和性能参数。敷设管线直径、埋深和长度等因素，合理选择钻机类型和性能参数。（2 2）施工所用水平定向）施工所用水平定向(dn xin)(dn xin)钻机额定回拖力可按设计回拖力计算值的钻机额定回拖力可按设计回拖力计算值的1 15

20、 53 30 0倍进行选取。倍进行选取。（3 3）水平定向）水平定向(dn xin)(dn xin)钻机的功率应与工程相匹配，可根据管道直径、穿越长度钻机的功率应与工程相匹配，可根据管道直径、穿越长度和回拖力确定。和回拖力确定。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第20页/共84页第二十一页，共84页。5 5、泥浆配制：、泥浆配制：泥浆不仅可以保持孔壁稳定，防止坍塌，还可以对铺管起到很好的润滑作用，大大减小管线与孔壁泥浆不仅可以保持孔壁稳定，防止坍塌，还可以对铺管起到很好的润滑作用，大大减小管线与孔壁之间的摩擦阻力。根据之间的摩擦阻力。根据CECS382:2014CECS382:2014规定

21、：规定：（1 1）水平定向钻进应根据地层条件、穿越管道直径和长度，制定合理的泥浆体系，选择合适的造浆材）水平定向钻进应根据地层条件、穿越管道直径和长度，制定合理的泥浆体系，选择合适的造浆材料；料；（2 2）钻孔泥浆的设计应包含下列内容：）钻孔泥浆的设计应包含下列内容：11）确定钻孔泥浆的比重、黏度）确定钻孔泥浆的比重、黏度(nind)(nind)、静切力、动切力、滤失量、泥饼厚度、允许含砂量、静切力、动切力、滤失量、泥饼厚度、允许含砂量、pHpH值等基本参数；值等基本参数；22）各种造浆材料的配合比；）各种造浆材料的配合比；33）钻孔泥浆材料用量计算；）钻孔泥浆材料用量计算；44）泥浆制备；）

22、泥浆制备；55）制定钻孔泥浆循环、净化、管理措施。）制定钻孔泥浆循环、净化、管理措施。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第21页/共84页第二十二页，共84页。（3）泥浆性能参数应根据地质情况确定，可按表规程中表选择；（4）钻孔泥浆用量计算应综合考虑最终扩孔直径、钻孔长度、扩孔次数、孔内漏失状况等因素；（5）钻孔泥浆的配方和性能参数应根据施工过程中地层条件、钻进工艺、孔内情况等因素进行实时监测和调整；（6）施工时泥浆泵的泵量应能满足施工要求；（7）水平定向钻施工过程中应保持稳定的泥浆循环；（8）泥浆应在专用搅拌容器或搅拌池中配制，从钻孔内返出的泥浆应经沉淀池或泥浆净化设备处理并调整后方可重

23、复利用；（9）当钻进过程需要长时间中断时，应向孔内定时补充新泥浆并活动钻具，以补偿泥浆漏失及防止卡钻事故(shg)的发生；（10）钻孔泥浆配制过程中应按附录B要求填写钻孔泥浆记录表。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第22页/共84页第二十三页，共84页。6 6、导向施工（先导孔钻进）：利用造斜原理，在地面导向仪引导下，按预先设计的、导向施工（先导孔钻进）：利用造斜原理，在地面导向仪引导下，按预先设计的铺管线路，由钻机驱动带导向钻头的钻杆，从入钻点至出钻点钻一个与设计轨迹尽量铺管线路，由钻机驱动带导向钻头的钻杆，从入钻点至出钻点钻一个与设计轨迹尽量吻合的导向孔。规程中规定：吻合的导向孔。规

24、程中规定：（1 1）对于距离短、埋深浅、电磁干扰弱、地面有通行条件的穿越工程，宜采用无缆）对于距离短、埋深浅、电磁干扰弱、地面有通行条件的穿越工程，宜采用无缆式导向仪进行导向钻进；式导向仪进行导向钻进；（2 2）对于距离长、埋深大、电磁干扰强或地面无通行条件的穿越工程，宜采用有缆）对于距离长、埋深大、电磁干扰强或地面无通行条件的穿越工程，宜采用有缆式导向仪进行导向钻进；式导向仪进行导向钻进；（3 3）应根据地层类型、穿越长度及钻杆尺寸选择合适）应根据地层类型、穿越长度及钻杆尺寸选择合适(hsh)(hsh)的导向钻具组合；的导向钻具组合；四、水平(shupng)定向钻施工工艺第23页/共84页第

25、二十四页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第24页/共84页第二十五页，共84页。（4）先导孔钻进施工应符合下列规定(gudng)：1）施工前钻机应进行试运转，时间不应少于15min，确定机具各部分运转正常且钻头喷嘴有泥浆流动后方可钻进；2）第一根钻杆入土钻进时应轻压慢转、稳定入土位置，符合设计入土角后方可继续钻进；3）先导孔钻进时，直线段测量计算频率宜每根钻杆一次；4）采用无缆式导向仪时，应按附录C要求记录导向数据，并绘制钻孔轨迹剖面图；5）采用有缆式导向仪时，司钻应定时观察计算机处理的随钻数据，并进行数据采集；6）控向员应及时将测量数据与设计值进行对比，引导司钻员调整钻进轨

26、迹；四、水平(shupng)定向钻施工工艺第25页/共84页第二十六页，共84页。7)钻进至既有管线临近区域时，应慢速钻进并复核先导孔轨迹，测算与交叉管线的距离，确认在安全许可范围(fnwi)后再恢复正常钻进：8)曲线段钻进时，应符合下列规定：a 一次顶进长度宜小于；b 应观察延伸长度顶角变量且该变量应符合钻杆极限弯曲强度要求；c 应采取分段施钻，使延伸长度顶角变化均匀。9)导向钻进遇到异常情况时，应停钻查明原因，问题解决后方可继续施工；10)先导孔纠偏应平缓，避免出现大的转角。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第26页/共84页第二十七页，共84页。导向孔钻进就是从起始位置沿预定路线向目

27、标位置钻进的过程。为了准确(zhnqu)地沿预定线路前进，司钻手必须控制钻头体的钻进方向，有时还需要变向。变向的简单原理是：当边旋转边推进时，钻头体直线行进；当不旋转只推进时，钻头体沿弧线行进。实质上，一个完整的导向孔就是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第27页/共84页第二十八页，共84页。定位仪器定位仪器定位仪器一般采用手持式（无缆式）或有缆式系统。在大多数水平定向钻施工中，定位仪器一般采用手持式（无缆式）或有缆式系统。在大多数水平定向钻施工中，通常使用通常使用(shyng)(shyng)的是手持式控向仪器。的是手持式控向仪器。下面的分别对三个部

28、件进行专门介绍。下面的分别对三个部件进行专门介绍。接收器接收器遥显仪遥显仪信号棒信号棒正常的水平定向钻施工(sh gng)中，一般采用手持式定位设备以便于追踪钻进中的钻头。控向仪操作手在钻头行进路线的上方行走，使用手持式接收器定位钻头。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第28页/共84页第二十九页，共84页。接收器接收器包含接收天线和处理信号用的电子装置。数据显示在显示屏上。标准的手持式接收器由控向仪操作手包含接收天线和处理信号用的电子装置。数据显示在显示屏上。标准的手持式接收器由控向仪操作手携带，通过在钻头行进路线上方携带，通过在钻头行进路线上方(shn fn)前后移动来确认钻头的位置和

29、方向。前后移动来确认钻头的位置和方向。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第29页/共84页第三十页，共84页。遥显仪遥显仪从接收器接收数据并在显示屏上显示，司钻手可以迅速从接收器接收数据并在显示屏上显示，司钻手可以迅速(xn s)地断定钻头的位地断定钻头的位置。置。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第30页/共84页第三十一页，共84页。信号棒信号棒信号棒安装在钻头体内，发射信号，向接收器提供钻头在地面下相对位置的数据。它包括电信号棒安装在钻头体内，发射信号，向接收器提供钻头在地面下相对位置的数据。它包括电子装置和电池子装置和电池(dinch)，根据所需的钻进深度可以采用不同能力（信号

30、强度）的信号棒。，根据所需的钻进深度可以采用不同能力（信号强度）的信号棒。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第31页/共84页第三十二页，共84页。7 7、回扩施工、回扩施工(扩孔钻进扩孔钻进)：一般采用逐级扩孔，将钻孔扩大到管道回拖所需孔径，回扩终孔直径：一般采用逐级扩孔，将钻孔扩大到管道回拖所需孔径，回扩终孔直径一般为回拖管道外包直径的倍。一般为回拖管道外包直径的倍。首先进行扩孔设计：首先进行扩孔设计：穿越管道直径大于穿越管道直径大于250mm250mm或地层或地层(dcng)(dcng)土质为中砂、粗砂及砂砾土时，宜进行多级扩孔；土质为中砂、粗砂及砂砾土时，宜进行多级扩孔；应根据地层

31、应根据地层(dcng)(dcng)条件和钻机能力合理选择扩孔程序，管径越大，扩孔次数越多，钻机能力小，条件和钻机能力合理选择扩孔程序，管径越大，扩孔次数越多，钻机能力小，也应增加扩孔次数。管道穿越沉降严格控制地区时，管道与孔壁环空间隙内的泥浆应采用水泥砂也应增加扩孔次数。管道穿越沉降严格控制地区时，管道与孔壁环空间隙内的泥浆应采用水泥砂浆置换。浆置换。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第32页/共84页第三十三页，共84页。规定：规定：（1 1）扩孔钻进应根据地层特点、工程规模、钻机能力、钻杆规格及扩孔器类型进行）扩孔钻进应根据地层特点、工程规模、钻机能力、钻杆规格及扩孔器类型进行合理设计

32、；合理设计；（2 2）当设计的终孔直径较大或施工设备能力有限时，宜分多次将钻孔直径扩至设计）当设计的终孔直径较大或施工设备能力有限时，宜分多次将钻孔直径扩至设计要求；要求；（3 3）扩孔钻进前应确认扩孔器喷嘴畅通；）扩孔钻进前应确认扩孔器喷嘴畅通；（4 4）扩孔钻进应符合下列规定：）扩孔钻进应符合下列规定：1 1）应按设计的扩孔极差给定钻进参数及泥浆排量；）应按设计的扩孔极差给定钻进参数及泥浆排量；22）扩孔过程中，如发现扭矩、拉力异常，应降低进尺速度，判断孔内状况）扩孔过程中，如发现扭矩、拉力异常，应降低进尺速度，判断孔内状况并调整相关技术参数；并调整相关技术参数；33）一级扩孔完成后，应结

33、合扩孔过程中扭矩、拉力及返浆情况对孔内清洁）一级扩孔完成后，应结合扩孔过程中扭矩、拉力及返浆情况对孔内清洁状况进行判断，若孔内钻屑量偏多，宜进行洗孔后再进行下一级扩孔；状况进行判断，若孔内钻屑量偏多，宜进行洗孔后再进行下一级扩孔；44）应按要求填写扩孔钻进记录）应按要求填写扩孔钻进记录(jl)(jl)。（5 5）扩孔完成后，应根据孔内清洁程度确定是否进行清孔。）扩孔完成后，应根据孔内清洁程度确定是否进行清孔。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第33页/共84页第三十四页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第34页/共84页第三十五页，共84页。挤压(jy)式扩孔器（普通）三牙

34、轮扩孔器（岩石）四、水平(shupng)定向钻施工工艺第35页/共84页第三十六页，共84页。8 8、管道回拖：扩孔完毕，在出钻口坑一端的钻杆上，再装扩孔器与管前端通过万向节、特制拖、管道回拖：扩孔完毕，在出钻口坑一端的钻杆上，再装扩孔器与管前端通过万向节、特制拖头等连接牢固头等连接牢固(log)(log)，启动钻机回拉钻杆进行拖管，将预埋管线拖入孔内，完成铺管工作。，启动钻机回拉钻杆进行拖管，将预埋管线拖入孔内，完成铺管工作。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第36页/共84页第三十七页，共84页。管道回拖施工要求；（管道回拖施工要求；（CECS382:2014CECS382:2014）

35、(1)(1)管道回拖前，应做好下列准备工作：管道回拖前，应做好下列准备工作：1)1)对钻机地锚进行检查，确保回拖过程中不出现地锚松动；对钻机地锚进行检查，确保回拖过程中不出现地锚松动；2)2)对钻机、泥浆泵等设备进行检修保养；对钻机、泥浆泵等设备进行检修保养；3)3)吊管设备进场就位；吊管设备进场就位；4)4)对钻杆和管道的连接件进行检查，确保工作可靠；对钻杆和管道的连接件进行检查，确保工作可靠；5)5)做好管道地表减阻措施；做好管道地表减阻措施；6)6)对已连接完成的管线长度、焊缝、防腐进行检查；对已连接完成的管线长度、焊缝、防腐进行检查；7)7)管道回拖组合管道回拖组合(zh)(zh)连接

36、后，应进行泥浆试喷，确保泥浆通道畅通连接后，应进行泥浆试喷，确保泥浆通道畅通四、水平(shupng)定向钻施工工艺第37页/共84页第三十八页，共84页。(2)采用管道发送沟减阻时，应符合下列规定：1)应根据地形、出土角等确定发送沟开挖深度和宽度；发送沟的下底宽度宜比穿越管径大500mm；2)管道发送沟内应注水，最小注水深度宜大于穿越管径的1/3；3)应在回拖前将穿越管段放入发送沟。(3)采用托管架减阻时，应符合下列规定：1）应根据穿越管段的长度和重量确定托管架的跨度和数目；2）托管架的高度设计应满足(mnz)预制管段弯曲曲率的要求；3）托管架的强度、刚度和稳定性应满足(mnz)设计要求。四、

37、水平(shupng)定向钻施工工艺第38页/共84页第三十九页，共84页。（4）管道进入钻孔时应确保管道轴线与钻孔轴线在出土端的延长线重合，避免管道与钻孔形成夹角(ji jio)。（5）管道回拖作业应符合下列规定：1）回拖过程应连续施工，特殊情况下需中断时，中断时间不宜超过4h；2）回拖速度应均匀，避免造成孔内压力激动；3）回拖过程中宜保持泥浆循环；4）应按要求填写回拖记录。（6）管道回拖完成后，应进行以下工作：1）管道回拖完成后，应对管道两端进行封堵；2）管道敷设后应对管道实际轴线进行测量；3）两端造斜段环空应视情况进行注浆加固处理。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第39页/共84页第

38、四十页，共84页。四、水平(shupng)定向钻施工工艺第40页/共84页第四十一页，共84页。五、水平(shupng)定向钻常用设备水平定向穿越水平定向穿越(chun yu)(chun yu)设备及设备及其组成其组成主机主机(zhj)(zhj)钻具钻具泥浆系统泥浆系统导向系统导向系统第41页/共84页第四十二页，共84页。主机主机(zhj(zhj)五、水平定向(dn xin)钻常用设备第42页/共84页第四十三页，共84页。钻钻钻钻 具具具具(zun(zun(zun(zun j)j)j)j)五、水平定向钻常用(chn yn)设备第43页/共84页第四十四页，共84页。泥浆泥浆(njing)(

39、njing)系统系统五、水平定向钻常用(chn yn)设备第44页/共84页第四十五页，共84页。导向导向(do xin)(do xin)系统系统Eclipse有线导向(do xin)系统Eclipse无线导向(do xin)系统地磁导向系统五、水平定向钻常用设备第45页/共84页第四十六页，共84页。五、水平定向(dn xin)钻常用设备以上为现世面上常见钻机类型，奥格DD-330、威猛D80、DL380、DDW1200黄、海FDP-15C、ZT-25等水平定向钻机，能定向穿越口径(kujng)DN1200mm的任何钢管及PE管。第46页/共84页第四十七页，共84页。六、常见(chn ji

40、n)的问题 在定向钻铺管施工过程中，经常发生一些生产事故，给施工单位、建设单位及管线业主带来严重的经济损失1、钻杆方面 1)钻杆丝扣扭损 钻杆的倾角远大于了钻机塔架的倾角，加钻杆时由于两根钻杆的夹角不同，丝扣不能对正，斜着往上拧，丝扣严重受损；2）钻杆磨损 定期对钻杆进行检查，如磨损，钻杆损伤、严重弯曲(wnq)等，并做相应标记，3）擅自加大动力头丝锥强度 动力头丝锥强度提高，那薄弱环节就不在该处而在孔内的钻杆上了，动力头丝锥保住了，却把孔中的钻杆扭断了。第47页/共84页第四十八页，共84页。六、常见(chn jin)的问题2 2、导向方面、导向方面 导向工作是定向钻铺管中的一个重点。虽然从

41、施工流程来看只是一个施工环节，但是整导向工作是定向钻铺管中的一个重点。虽然从施工流程来看只是一个施工环节，但是整个工程从扩孔、清孔、拖管都无一不受导向轨迹的影响。在导向施工前要做到个工程从扩孔、清孔、拖管都无一不受导向轨迹的影响。在导向施工前要做到“胸有成竹胸有成竹”，事先计划好所需的轨迹数值，使整个轨迹尽量形成一条平滑的曲线，不宜猛纠硬调。，事先计划好所需的轨迹数值，使整个轨迹尽量形成一条平滑的曲线，不宜猛纠硬调。3 3、拖管中断、拖管中断 拖管时由于客观原因限制，中途需要停顿，这时要隔一段时间向孔中送一次冲洗液，不拖管时由于客观原因限制，中途需要停顿，这时要隔一段时间向孔中送一次冲洗液，不

42、能使孔内壁的残留钻屑失水能使孔内壁的残留钻屑失水(sh shu)(sh shu)后抱死管材。后抱死管材。第48页/共84页第四十九页，共84页。六、常见(chn jin)的问题4 4、钻机的固定方面、钻机的固定方面 回拉管材时，钻机是不能移动的，而回拖管径较大时，钻机的自重无法与铺管的回拉力相抗衡，回拉管材时，钻机是不能移动的，而回拖管径较大时，钻机的自重无法与铺管的回拉力相抗衡，因此钻机必须用地锚固定住。因此钻机必须用地锚固定住。25T25T钻机的地锚，一般是用大锤打锚杆，把钻机前支撑架固定在地面钻机的地锚，一般是用大锤打锚杆，把钻机前支撑架固定在地面上。如果回拉力很大，在必要情况下，采用钢

43、丝绳套住钻机大梁，然后埋后地锚将钻机拉住，条上。如果回拉力很大，在必要情况下，采用钢丝绳套住钻机大梁，然后埋后地锚将钻机拉住，条件允许情况下可以租用挖掘机用钢丝绳拉住钻机。件允许情况下可以租用挖掘机用钢丝绳拉住钻机。5 5、钻具方面、钻具方面 扩孔器与分动器连接处有起固定作用的螺母，螺母一端专门设有插销孔，组装钻具时必须在插扩孔器与分动器连接处有起固定作用的螺母，螺母一端专门设有插销孔，组装钻具时必须在插销孔中穿入铁丝作为插销，以防止螺母在回拉铺管过程中松动脱落。销孔中穿入铁丝作为插销，以防止螺母在回拉铺管过程中松动脱落。U U形环属易损件，一般情况下使用的是国外进口产品，因为有些国产形环属易

44、损件，一般情况下使用的是国外进口产品，因为有些国产U U形环强度不如进口形环强度不如进口U U形环形环的强度大，容易拉断，使用寿命短，耐久性也不好。的强度大，容易拉断，使用寿命短，耐久性也不好。U U形环上的固定螺母要用扳手拧紧，并且要插形环上的固定螺母要用扳手拧紧，并且要插上插销，防止松动脱落。上插销，防止松动脱落。上述两处是很容易被忽略的，要特别引起重视，否则可能上述两处是很容易被忽略的，要特别引起重视，否则可能(knng)(knng)会造成严重的事故导致拉管会造成严重的事故导致拉管失败。失败。第49页/共84页第五十页，共84页。六、常见(chn jin)的问题6 6、扩孔方面、扩孔方面

45、1 1）孔内的清洁状况）孔内的清洁状况 如果没有清孔或清孔不彻底，拉管时会带出大量的残余泥土，影响施工场地，并如果没有清孔或清孔不彻底，拉管时会带出大量的残余泥土，影响施工场地，并且会大大增加拉管的回拖阻力。且会大大增加拉管的回拖阻力。拉管时，拉力和扭矩都会很大，必须再次清孔，直到孔内残留物较少为止，然后拉管时，拉力和扭矩都会很大，必须再次清孔，直到孔内残留物较少为止，然后才能进行回拉铺管作业。所以要保持孔内清洁，不要残留过多才能进行回拉铺管作业。所以要保持孔内清洁，不要残留过多(u du)(u du)钻屑。清孔时，钻屑。清孔时，用挤压式扩孔钻头，操作钻机慢拉快转。利用扩孔器的结构形状使钻孔得

46、到径向挤密，用挤压式扩孔钻头，操作钻机慢拉快转。利用扩孔器的结构形状使钻孔得到径向挤密，既能形成完好的孔壁，也对孔壁有一定的保护和巩固作用，多余的土体被挤压或拉出既能形成完好的孔壁，也对孔壁有一定的保护和巩固作用，多余的土体被挤压或拉出孔外。孔外。第50页/共84页第五十一页，共84页。六、常见(chn jin)的问题6 6、扩孔方面、扩孔方面2 2）孔内的畅通情况）孔内的畅通情况 孔内返浆与孔内的畅通情况有一定的关系。如果没有返浆现象，可能会导致孔内返浆与孔内的畅通情况有一定的关系。如果没有返浆现象，可能会导致(dozh)(dozh)拉管失败，要拉管失败，要分析实际原因。如果孔内不畅通，泥浆

47、中水也漏失，则剩下钻屑越积越厚，管线易被分析实际原因。如果孔内不畅通，泥浆中水也漏失，则剩下钻屑越积越厚，管线易被“抱住抱住”，给拉管造，给拉管造成很大的阻力。在正常拉管情况下，一般会有返浆现象出现。一般是开始返浆发生在尾部，当回拉到只剩成很大的阻力。在正常拉管情况下，一般会有返浆现象出现。一般是开始返浆发生在尾部，当回拉到只剩下三四根钻杆时，前面才会出现返浆。下三四根钻杆时，前面才会出现返浆。在砂层中拉管，返浆中携带有大量残存的砂粒等钻屑冒出。而在粘土层中，返回的泥浆比原冲洗液在砂层中拉管，返浆中携带有大量残存的砂粒等钻屑冒出。而在粘土层中，返回的泥浆比原冲洗液泥浆更浓。返浆的出现说明孔内畅

48、通，拉管很容易成功。泥浆更浓。返浆的出现说明孔内畅通，拉管很容易成功。第51页/共84页第五十二页，共84页。六、常见(chn jin)的问题7 7、泥浆方面、泥浆方面1 1）铺管过程中孔内要始终充满足够的泥浆。）铺管过程中孔内要始终充满足够的泥浆。泥浆不仅可以保持孔壁稳定，防止坍塌，还可以对铺管起到很好的润滑作用，大大泥浆不仅可以保持孔壁稳定，防止坍塌，还可以对铺管起到很好的润滑作用，大大(d(d d)d)减小管线与孔壁之间的摩擦阻力。减小管线与孔壁之间的摩擦阻力。2 2）关于泥浆的配比）关于泥浆的配比 非开挖泥浆的非开挖泥浆的PHPH值一般应该保持在值一般应该保持在9 91111。根据砂层

49、、粘土层等各种不同的土层情况，应。根据砂层、粘土层等各种不同的土层情况，应采用不同的配合比，回拉铺管中泥浆的作用要引起足够的重视。采用不同的配合比，回拉铺管中泥浆的作用要引起足够的重视。第52页/共84页第五十三页，共84页。六、常见(chn jin)的问题8 8、塌孔、塌孔1 1）塌孔的原因）塌孔的原因 地质因素：非开挖施工在不稳定地层中施工时，当泥浆压力不能平衡地层压力时，就会地质因素：非开挖施工在不稳定地层中施工时，当泥浆压力不能平衡地层压力时，就会发生塌孔。土层被钻具钻开时，孔壁被挤压产生的应力与泥浆液柱压力产生压差发生塌孔。土层被钻具钻开时，孔壁被挤压产生的应力与泥浆液柱压力产生压差

50、(y ch)(y ch)，当压差当压差(y ch)(y ch)大于岩土屈服强度时就会产生剥落、塌孔，泥浆侵泡下这些现象会更加严重。大于岩土屈服强度时就会产生剥落、塌孔，泥浆侵泡下这些现象会更加严重。物理因素：扩孔速度过快，泥浆泵压力过大，钻孔内泥浆压力骤增；导向孔曲率半径过物理因素：扩孔速度过快，泥浆泵压力过大，钻孔内泥浆压力骤增；导向孔曲率半径过小，钻杆或扩孔器旋转挤压孔壁，带动泥浆冲蚀孔壁；导向孔上部地层漏失，地层压力释放，小，钻杆或扩孔器旋转挤压孔壁，带动泥浆冲蚀孔壁；导向孔上部地层漏失，地层压力释放，孔内泥浆液柱压力降低，导致塌孔。孔内泥浆液柱压力降低，导致塌孔。第53页/共84页第五