水平定向钻进管线铺设工程技术规范 探讨水平定向钻进技术在供水管道工程的应用.docx

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1、水平定向钻进管线铺设工程技术规范 探讨水平定向钻进技术在供水管道工程的应用 【摘 要】水平定向钻进铺管法是一种性价比很高的铺管方法，它在长距离的特别穿越工程中有着良好的应用。但作为一门新兴技术，在详细实施过程中仍有很多要点值得探讨。笔者结合工程实例，具体介绍了某工程供水管道穿越城市道路不开挖水平定向钻进施工工艺，就施工技术工艺及施工过程中的质量限制措施进行了具体探讨，并进行了阐述。【关键词】供水管道；水平定向钻进；施工工艺1 引言目前，随着城市化建设的不断发展，人们对城市的交通和环境的要求也越来越高。在城市繁忙的交通路段，开挖敷设地下供水管道势必会影响环境与城市交通，特殊是横穿城市主干道的地下

2、管道。管道水平定向钻进施工在管道穿越马路、铁路、建筑物、河流、湖泊、古迹爱护区、闹市区、农作物及植被爱护区施工时可以带来显著的社会效益、经济效益。采纳水平定向钻进技术是一种比较志向的施工工艺，也是地下管线施工中穿越障碍时常用的一种施工技术。实行水平定向钻进施工方法不仅会产生良好的经济效益，而且产生良好的社会效益。但作为一门新兴技术，在详细实施过程中仍有很多要点值得探讨。下面笔者结合工程实例，对在供水管道水平钻向施工的技术及施工工艺进行总结、分析并进行探讨。2 水平导向钻进原理导向钻进铺管法原理：运用水平定向钻机进行管线穿越施工，其工作过程是通过导向仪进行导向和探测，先钻出一个与设计管线相同的导

3、向孔，然后再将导向孔扩大，把产品管线回拖到扩大了的导向孔中，完成管线穿越的施工过程，实现不开挖铺管。3 导向孔的钻进过程施工过程一般分为三个阶段：第一阶段是根据设计管线尽可能精确的钻一个导向孔；其次阶段是将导向孔进行扩孔，造孔泥浆固壁；其次阶段是将管（本工程为PE管道）牵引入已造成型的孔洞中，完成管道敷设工作。导向钻进是铺管胜利的关键环节之一，这个过程须要至少两名操作人员，一名钻机操作者，操作钻机，限制钻具在地下的状况；另一名是定位探测仪操作员，负责监测、探测钻头在地下的走向、标高和进尺状况。钻头上装有可放射无线信号的探头，它可穿过地层发出一种特别的电磁波，操作员手中的探测器可以接受这些信号，

4、并经过处理后，让钻机操作者刚好了解钻头目前的位置，显示的信号包括钻头走向、深度和面对角等信号，通过仪表驾驭钻进过程中施加给钻杆的压力和回转扭矩，刚好调整钻头的方位，确保钻头根据事先设计好的轨迹钻进。钻机操作者在钻机仪表盘上，还可以看到来自探测装置反馈过来的一切信息，钻机操作者通过这些信息来调整钻头方位，操作台上的液压仪表和远距离信息显示仪表，就像操作者的眼睛一样，可以随时视察孔底状况。4 扩孔扩孔的工艺过程：预扩孔就是在实际铺设管线之前，经过一次或多次的扩孔来扩大钻孔的直径，以减小回拉铺管的阻力，确保施工顺当完成。成孔孔径要求在牵引管组外切圆的1.21.5倍。导向孔钻完成后，将钻头从钻杆上卸下

5、，安装上合适的反扩孔钻头和分动器，然后在分动器后面接上回拉钻杆，进行扩孔钻进。扩孔的速度和地质及钻机的参数等因素有关，要选用合适的扩孔工艺参数才能顺当完成扩孔工序。5 管材选择牵引管常用管材有钢管和PE管。PE管由于韧性好、耐腐蚀性强在污水和燃气领域应用广泛，但PE材料强度低，具蠕变性，存在工后收缩问题，接头处需设固定镇墩，遇重要工程还需加设套管，故中小型工程应用较多。钢管具备肯定柔性，强度远高于PE管，只要解决好腐蚀问题，牢靠性大大高于PE管。该工程为供水干管，要求保证率高，输送介质为净水，腐蚀度较轻，另外现场开阔，无其他建（构）筑物干扰，曲线平直，特别相宜采纳PE管。6 回拖管线回拖管线的

6、工艺过程：经过预扩孔后，才可以进行PE管的回拖工作，回拖管线时PE管在扩好孔的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与洞之间由泥浆润滑，这样即削减了回拖阻力。经过钻机多次预扩孔，最终成孔直径一般比管子直径大150mm，所以不会损害PE管外壁。先将拉管头与待铺管道联接起来，然后将拉管头与分动器联接，随着钻杆的回拉，管道渐渐进入孔内，直到完成全部管道的铺设。然后卸下扩孔钻头及分动器，铺管工作完成。7 泥浆钻液混合搅拌与泵送系统是钻机施工系统的重要组成部分。混合搅拌系统是将水、膨润土、聚合物等按肯定比例加入混合仓，而后进行充分搅拌形成钻液。泵送系统是由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头，并与孔中钻屑混合形

7、成泥浆在孔底流淌。泥浆是定向穿越中的关键因素，被视定向钻的“血液”，其主要作用是携带和悬浮钻屑并排到地表、稳定孔壁和降低钻进时所需的扭矩和推拉力、冷却和冲洗孔底钻具。泥浆的主要工艺性能是流变性和失水造浆性，现场限制的主要因素是泥浆的粘度、各种添加剂的配制以及泥浆的压力和流量。7.1 泥浆性能的限制和调整泥浆添加剂：为保证泥浆具有良好的流变性、高携砂性、固壁和润滑性能、在配出基浆的基础上，再按基浆重量的24比例加入的各种泥浆添加剂，运用的泥浆添加剂有：增粘剂、固壁剂和润滑剂等。粘度限制：依据穿越段地层状况，在钻导向孔阶段，泥浆粘度限制在3545S；在预扩孔和回拖阶段泥浆粘度提高510S；实际工作

8、中，泥浆的粘度随土层的不同而改变，并选用不同的添加剂。7.2 泥浆用量定向穿越泥浆压力和流量是限制原则是高流量、低压力，通过调整高压泥浆泵的档位和转速、泥浆喷嘴的直径和数量、限制钻进和回拉速度等。8 详细施工技术方案和措施8.1 工程概况某项目自来水管道工程，管材采纳给水PE管，管道直径De200，压力等级1.0MPa，管道覆土0.7m，需穿越城市主干道敷设，管道全长60m，管道采纳定向水平钻进施工。8.2 现场勘查采纳RD4000专业地下管线探测仪进行现场勘查探测，确定地下管线管网管位，绘制地下勘测图，设计施工工艺与微控铺管轨迹中心，确定施工方案。8.3 依据设计的要求、施工现场地质状况、原有地下管线和施工设备实力为依据，确定铺管中线及深度，设计导向孔轨迹。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页