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you关水平定向钻穿越工艺在某工程zhongde应用分析
RSS da印 fu制链接 da zhong xiao 发布shi间:2017-05-23 13:49:43

 you关水平定向钻穿越工艺在某工程zhongde应用分析

  摘yao:由于水平定向钻进技shu具youde优点,shi该技shu在供水guandao穿越公路、广场、河流等多方面得到很好de应用,在应用zhong施工技shu不duan得到wan善,显现出良好de社hui效益和jing济效益。本文bi者以工程蔰ao⒔岷献约篸e工作jing验秠un蕉ㄏ虼┰绞┕すひ战辛瞬龇治觯龉┩衏an考。

  关jian词:水平定向钻技shu,市政工程;

  随着我国城镇化建设bu伐dejia快,市政pei套guan线设施穿越已建成市政dao路施工现象越来越多。水平定向穿越技shu是襤ui謆i较成熟deguan线施工技shu,dui环jingde影响zuixiao,障ai物下guan线覆盖de深度da,duiguan线debao护作用da,维修费xiao等优点,尤其适合在一xie无法实施kai挖作业de地区,如nao市区,城市dao路、高su公路,铁路、建筑物、河流、农作物及植被bao护区祋uD壳耙ya鉬an应用于市政供水、电xin、电力等领域。

  一 工程概况

  zhong兴路(姚ai路—民an路)污水guandaogai造工程是宁bo市城蕏in潘畒ou限公司为gai善区域污水guandaode排水能力er实施deguandaogai造工程。原guan线南起姚ai路已建污水窨井,bei至zhong兴路与民an路交cha口已建污水窨井。因gui划考虑,实际施工guan线为设计W4井旁已建污水窨井至zhong兴路与民an陆交cha口已建污水窨井。主yaoguanguan径D500-D1000,guan材采用HDPEguan。因考虑地蟣v醘u和guan线fu杂de不良因素,箂hi竟こ滩捎枚ㄏ蜃晔┕ぁ

  一 定向穿越施工工艺

  水平定向钻穿越技shu作为guandao无沟铺设de襤ui址椒ㄔ缭谏鲜兰7O年dai就kai始在美国kai蔶iaτ昧耍80年dai后期得到迅su发zhan。该工艺是jinxie年来发zhan起来de襤ui謝inde铺设地下guan线dexin技shu。通guo计算ji控制进行导向和探ce,先钻出一个与设计曲线相同de导向孔,然后再将导向孔扩da,把产品guan线hui拖到扩da了de导向孔zhong,wan成guan线穿詊iang氖┕uo程。施工工艺流程如下:

  (一) 穿越施工zhun备

  1.ce量放线

  ce量放线de基zhun是线路控制zhuang和各种水zhun基标。dui于交zhuang后丢失de控制zhuang和水zhun基标,应gen据定ce资料于施工莂n捎胏e量方法给予huifu。ce量人yuan依据水zhun基标、定ce资料duiguandao控制zhuang进行ce量放线,并在控制zhuang上注明zhuang号、里程、高程祋uen据ce量合格de控制zhuangce定guan线zhong心线,并按照施工图纸yao求设置如下辅助控制zhuang:

  (1)标志zhuang:gen据设计图纸,在穿越起zhi点处设置明显de标志zhuang。

  (2)边界zhuang:在linshi占地de两侧边界线上每50m设置一个边界zhuang。

  gen据轴线zhuang簍u賡hi占地边界zhuanglabai米绳,撤bai灰线。划线wan毕及shi清点障ai物,并做好记录。

  2.场地zhun备

  场地选择包括钻ji场地和布guan场地。钻ji场地较宽,gen据钻ji设备进行工艺布置,必须因地制宜,综合考虑入tu点,钻ji,场地周边环jing等因素,一般控制在40×60fanwei内。布guan场地较狭长de,除出tu点出xuyao30×30fanweide出tu场地wai,还xubi穿越guandao长80m左右de布guan场地,宽度为8m左右(能满足布guan施工jike),布guan线路尽量为直线。

  布guan作业shiguan子应首尾衔接,相linguan口成锯齿形分kai。布guande间距应与guan长基本襤ui拢縧0~20genguan应核dui一ci距离,发现guo疏huoguo密shi应及shidiao整。guan子de两duan应垫上沙袋huo干cao做支撑,支撑de蝖ui糜ι柙诰嗔絛uanguan口1~1.5m de蝖ui蒙希С鸥叨扔ξ0.3~0.5m 。在坡地布guanshi,yao注yiguan子de稳定性,支撑墩de宽度应jiada,guan子摆放yao平整。坡度da于15°shi,应停zhi市guan,组装焊接shi,随用随布。yuyou水qu、dao路、堤坝等构筑物shi,应将guan子布设在蝖ui每砝玠e一侧,er不应直接摆放其上。在diaoguan和放置guo程zhong,应轻起轻落,不允许拖la钢guan,并bao持guan内清洁。每段guan子布wan之后,应dui每段guan子进行核dui,以bao证guan子类xing、壁hou、防腐ceng类xing等zhun确无误。

  3.an譩ai阩i、jia工guan材拖lade辅助pei件

  将钻ji就位在穿越zhong心线蝖ui蒙希阩i就位wan成后,进行系tonglian接、shiyun转,bao证设备正常工作,在此guo程zhong钻ji锚gu是关jian点。钻ji施工zhong锚gu以稳,平,实为原则。在钻ji锚gu前,应dui锚gu区域用仪器进行地下guan线jiance,防zhi将锚杆da在地下guan线上。合理de锚gu是顺利wan成钻进及hui拖de前提,钻ji锚gu能力反觕hen俗阩i在钻进和hui拖施工shi利用本身gong率de能力。一台钻ji推力再da,如果钻ji在定向钻钻进guo程zhong发生移动,renghui导致钻ji无法按预定计划wan成钻进工作。在hui拖shi,如果锚gu不好ershi钻ji移动,hui导致guandao拖不动,如果进一bujiada钻ji拖力,则hui出现钻jide全部gong率作用钻jiji身,容易发生设备破坏和人yuan伤亡。

  (二)进行穿越施工

  l、钻导向孔

  待一切zhun备就绪,kai始钻导向孔,一般导向孔轨迹由三段组成ji入口造xie段,直线段簍ong隹谠靫ie段。在钻进guo程zhonggen据控向系tong显shide数据随shidiao整钻头de走向。钻进入tujiao一般在8°~12°之间, 出tujiao5°~12°,guandao曲率半径一般1000D~1200D。为了geng好地控制导向,在造xie段一般每gen钻杆diao整一cijiao度,每cidiao整dejiao度一般不超guo0.8°,襶uan鉮ui拖顺利。当导向孔从入tujiao达到水平夹jiao为0°shide计算穿越深度与设计埋深不同shi(误差超guo0.5m),则应diao整入tu直线段de长度及其diao整控向jiao秖uM恚钡枷蚩状铀jiang酱锍鰐ujiao计算出de出tu点,但达不到穿越长度蝖ui胹hi,diao整水平直线段长度;达到出tujiaoer没you符合地面标高shi,diao整每组钻杆长度,及其控向jiao秖u

  定向穿詊iang募約hujing度yao求:

  A:定向钻进曲线段导向孔de实际zuixiao曲率半径不应xiao于设计文件和施工方案degui定,且实际曲线与设计曲线de偏移量不da于lm。

  B:入tu点、出tu点dezong、横向蝖ui迷市砥钪葱蠨G/TJ08-310-2005,详见下biao:

  注:biaozhongL为穿越guandao长度,dan位为m。

  穿越施工zhong为确bao钻进曲线圆滑及定向穿越jing度yao求,应采qu如下措施:

  A:作好定向钻基础数据dece量,ce量出穿詊iang氖导史轿籮iao、ce量出入tu点到出tu点de实約hi嗬搿e量出入tu点簍ong鰐u点de高程差、ce量出suo用钻具de长度并控制其误差在允许fanwei之内。

  B:基础数据确baozhun萬an螅叵蛉藋uan通guo计算ji显shi屏,严格按照设计曲线,控制钻头钻进de方向,控向guo程yao逐bu实现,不yao急剧diao向,以防卡钻,并防zhi因dangen钻杆diao整jiao度偏差guoda,形成“s”形钻孔。如果dangen钻杆gai变dejiao度guoda,应及shi抽hui本gen钻杆,重xin钻进以达到钻进设计dexuyao。钻进guo程zhong,如yu泥浆ya力yi常,应及shi分析钻进qing况,必yaoshi抽hui几gen钻杆,diao整钻进方向。

  xu补充de是定向钻进敷guan在穿越公路、铁路、河流shizuixiao穿越cenghou度应符合相关zhuan业yao求,相关zhuan业无特殊yao求,应符合给水guandaodezuixiao覆tuyao求。

  2.扩孔

  钻孔wan成后衐uan伦晖芳翱叵蛳祎ong,接上扩孔器,从出tu点向入tu点进行预扩孔,扩孔deci数及扩孔器类xinggen据guan径及地质qing况萬anāWi当沿程tu质不一,cheng载力不均shi,由于钻杆、扩孔器自身重力de作用,易形成不均匀chenjiang,造成预扩孔偏移,故选择合理de钻具和钻具组合dui定向穿越能否成gong尤为重yao。扩孔器类xing:zhong硬tu采用飞刀式扩孔器,主yao是切割成孔,ruantu采用tong式扩孔器,主yao是jiya成孔,亦you两种同shishi用,飞刀式在前,tong式在后,扩孔由xiao到da逐级进行,扩孔直径gen据穿越guan径萬anǎ话鉨iguan径da150~200mm。li如穿越φ630mm给水guanke分四ci扩孔,各级扩孔分别为φ200mm,φ400mm,φ600mm,φ800mm。dui于地质qing况较好shi,ke跳级shi用扩孔器。这yang不仅节省扩孔shi间,还ke以节省泥浆用量.

  3.hui拖

  导向孔jingguo预扩,达到了hui拖yao求之后,ji接上穿越guan线,进行hui拖作业。zuidahui拖力计算:

  hui拖力Fmax=F摩+F自

  其zhong:1.guandao在洞内自重产生de摩擦阻力

  F自=f Po L

  (Po=1000ρgπ(D2一d2)÷4)

  2.guandao在洞zhongde粘滞综合摩擦阻力

  F摩=π D τ φ L

  公式shuo明:

  φ为gu相含量系数(10~40)

  τ为泥浆de切应力(19.5pa)

  f为guandao和孔壁之间de摩擦系数(0.2~0.6)

  Po为每米guandao祅ao亓(N/m)

  ρ为钢guan密度P=7.85×10-6kg/mm3

  g为重力jiasu度 g=9.8N/kg

  D为钢guanwai径

  L为guandao长度(m)

  d为钢guan内径d=D-2×δ

  δ为壁hou

  gen据穿越guandaohui拖力计算,选择合适de钻ji。这里xuyao注yide是:穿越施工hui拖力还必须xiao于母材guan相应标zhun尺cundui应dezuida牵引力,PEguan尤其yao注yi,否则yao采qu强度geng高de母guanhuo变huan牵引蝖ui玫却胧瑂hi还yao严格控制guan材焊缝质量,以防guan材焊缝被la裂,母材guanzuidahui拖力计算公式如下:

  F=14π(DN)2/3×SDR式zhong:

  F——zuidahui拖力,N

  DN——guandao公称wai径,M

  SDR——标zhun尺cunbi,jiguan材公称wai径与壁houdebi值。其反映guan材de强秖u

  hui拖前应将guandaoan装wan成,guandao内wai防腐ceng及guandao预水yashi验等应符合设计文件gui定,并jing验shou合格。

  另wai在预扩孔shi,gen据出tujiao和guan线de埋深,在工作guan线入tu点前duan按一定bili放坡挖一条发送沟,发送筪e诓坏脃ou石块、树gen和觕an锏龋yuan苊鈍uan线底部与地ceng摩擦,划伤防腐ceng,并jiang低hui拖la力。然后把成品guan线放入筪e冢话阍诠dao镒⒙贸善穏uanwan全漂浮起来,huo采用zhuan用滚lun架kong等方法,襶uan慵跎賕uan线dui地de摩擦力,bao护防腐ceng。在确认各项工xu都到达到设计标zhunshikai始hui拖。

  4.定向钻穿詊iang哪嘟ひ

  定向穿越泥浆是水平定向穿詊iang囊桓龉豭ian部位,是成gong穿詊iangnao貀aobao证。其具yourun滑钻具、冷却钻蚮an头⑸淦鳌⑿鴗u屑、减少腐蚀、jiang低拖guanshi钢guan和洞壁de摩擦系数、jiang低hui转扭ju和huila力、稳定孔壁、gu孔护guan等作用。在施工zhong应gen据穿詊iang牡刂蕅ing况选用合适de泥浆pei制及用量,xuyao注yi问题:I)在穿越guo程zhong泥浆因失水,携带钻屑er变稠,yao注yi随shiguolv及稀释;Ⅱ)施工zhong若发生冒浆现象yao及shi采qu措施,以免因泥浆萣iВ琹a力增da,导致工程失败。Ⅲ)穿越guo程zhong若yutuceng交替变化应及shidiao整泥浆以满足工程xuyao。工程zhongφ630和φ1020给水guandao在穿越河dao和国daoshi泥浆peibi如下:

  A:钻导向孔阶段因yao求尽ke能将孔内de泥蒫heng錾希瑂hi维持孔壁de稳定,pei方为:7~8%预水化钠基膨runtu+0.2~0.4%增粘剂+0.3%jianglv失剂。

  B:预扩孔阶段因yao求泥浆具you很好de护壁效果,防zhi地ceng坍ta,提高泥浆携带能力,pei方为:7~8%预水化钠基膨runtu+0.3~0.5%增粘剂+0.4%jianglv失剂。

  C:扩孔hui拖阶段因yao求泥浆具you很好de护壁、携砂能力,同shi还you很好derun滑能力,减少yin摩力和扭ju,pei方为:7~8%预水化钠基膨runtu+0~30.5%增粘剂+0.4%jianglv失剂+0.2%~3%derun滑剂。

  在国daoshi,为bao证dao路面不chenjiang,还采用以下措施:A:施工zhongjiada泥浆peibi,增jia泥浆粘度de方法纁iぷ晡榷ā>咛逦篒) hui扩孔shi泥浆de马氏粘度值必须bao证在50~55S之间,泥浆bi重应da于1.03g/cm,泥浆注入tuzhong与粘tu混合后产生de泥浆bi重应da于1.10g/cm3。Ⅱ)选用进口高度膨runtu,增jia泥浆de高造浆率,bao证泥浆具you优良dexuan浮能力。Ⅲ)为了增jia钻孔de护壁效果,防zhita孔,在泥浆zhong按bilijia入高分子ju合物,shi钻孔壁形成一cengbao护ceng达到良好de护壁gong能。

  B:施工shilian续进行,bao证钻zhongde泥浆粘度始终处于襤ui终持妥刺瑂hi泥浆没youshi间chendian,bao证孔内稳定性;

  C:在预扩孔shi扩孔su度不能太快,扩孔shi间da于3分钟/gen,并均su扩孔不得hu快hu慢,shi孔内泥浆均匀分面。

  (三)jun工shou尾

  shou尾工作内容包括:wan善穿越两侧guandao,拆卸linshi设备、钻ji设备糰n牧贤顺。韋ei弃泥浆,平整场地,huifu地貌及整理jun工资料祋uI璞覆鹦肚皔aodui泥浆设备和钻具进行认真清洗,钻杆糱ai晖eluo纹yao上you并装上bao护套 用guode泥浆yao进行分离,gu体物集zhong深埋,泥浆水排放到非养殖de河沟zhong。

  结论

  工程蔰aoっ魉蕉ㄏ蜃甏┰郊約hu在此供水guan线zhongde应用非常成gong,与传tongde顶guan技shu相bi具yougengan全ke靠、缩短工期、节约成本de特点,这种非kai挖技shu,在市政供水guan线施工zhong已zuida限度地qudai顶guan技shu。

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