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有关水平定向钻穿越乐博国际在某工程中的应用分析
RSS 打印 复制链接 宣布时间:2017-05-23 13:49:43

 有关水平定向钻穿越乐博国际在某工程中的应用分析

  摘要:由于水平定向钻进技术具有的优点,使该技术在供水管道穿越公路、广场、河流等多方面获得很好的应用,在应用中施工技术不停获得完善,显现出良好的社会效益和经济效益。本文笔者以工程实例并结合自己的事情经验对水平定向穿越施工乐博国际进行了论述分析,仅供同行参考。

  要害词:水平定向钻技术,市政工程;

  随着我国城镇化建设法式的加速,市政配套管线设施穿越已建成市政门路施工现象越来越多。水平定向穿越技术是一种比力成熟的管线施工技术,对情况的影响最小,障碍物下管线笼罩的深度大,对管线的掩护作用大,维修费小等优点,尤其适合在一些无法实施开挖作业的地域,如闹市区,都市门路、高速公路,铁路、建筑物、河流、农作物及植被掩护区等。目前已广泛应用于市政供水、电信、电力等领域。

  一 工程概况

  中兴路(姚隘路—民安路)污水管道革新工程是宁波市都市排水有限公司为改善区域污水管道的排水能力而实施的管道革新工程。原管线南起姚隘路已建污水窨井,北至中兴路与民安路交织口已建污水窨井。因计划考虑,实际施工管线为设计W4井旁已建污水窨井至中兴路与民安陆交织口已建污水窨井。主要管管径D500-D1000,管材接纳HDPE管。因考虑地下水富厚和管线庞大的不良因素,故本工程接纳定向钻施工。

  一 定向穿越施工乐博国际

  水平定向钻穿越技术作为管道无沟铺设的一种要领早在上世纪7O年代就开始在美国开始应用了,80年代后期获得迅速生长。该乐博国际是近些年来生长起来的一种新的铺设地下管线的新技术。通过盘算机控制进行导向和探测,先钻出一个与设计曲线相同的导向孔,然后再将导向孔扩大,把产物管线回拖到扩大了的导向孔中,完成管线穿越的施工历程。施工乐博国际流程如下:

  (一) 穿越施工准备

  1.丈量放线

  丈量放线的基准是线路控制桩和种种水准基标。对于交桩后丢失的控制桩和水准基标,应凭据定测资料于施工前接纳丈量要领给予恢复。丈量人员依据水准基标、定测资料对管道控制桩进行丈量放线,并在控制桩上注明桩号、里程、高程等。凭据丈量及格的控制桩测定管线中心线,并凭据施工图纸要求设置如下辅助控制桩:

  (1)标志桩:凭据设计图纸,在穿越起止点处设置明显的标志桩。

  (2)界限桩:在临时占地的两侧界限线上每50m设置一个界限桩。

  凭据轴线桩和临时占地界限桩拉百米绳,撤白灰线。划线完毕实时清点障碍物,并做好纪录。

  2.园地准备

  园地选择包罗钻机园地和布管园地。钻机园地较宽,凭据钻机设备进行乐博国际部署,必须因地制宜,综合考虑入土点,钻机,园地周边情况等因素,一般控制在40×60规模内。布管园地较狭长的,除出土点出需要30×30规模的出土园地外,还需比穿越管道长80m左右的布管园地,宽度为8m左右(能满足布管施工即可),布管线路尽量为直线。

  布管作业时管子应首尾衔接,相临管口成锯齿形离开。布管的间距应与管长基本一致,每l0~20根管应核对一次距离,发现过疏或过密时应实时调整。管子的两端应垫上沙袋或干草做支撑,支撑的位置应设在距两端管口1~1.5m 的位置上,支撑高度应为0.3~0.5m 。在坡地布管时,要注意管子的稳定性,支撑墩的宽度应加大,管子摆放要平整。坡度大于15°时,应停止市管,组装焊接时,随用随布。遇有水渠、门路、堤坝等构筑物时,应将管子布设在位置宽阔的一侧,而不应直接摆放其上。在吊管和放置历程中,应轻起轻落,不允许拖拉钢管,并保持管内清洁。每段管子布完之后,应对每段管子进行核对,以保证管子类型、壁厚、防腐层类型等准确无误。

  3.安装钻机、加工管材拖拉的辅助配件

  将钻机就位在穿越中心线位置上,钻机就位完成后,进行辖档同接、试运转,保证设备正常事情,在此历程中钻机锚固是要害点。钻机施工中锚固以稳,平,实为原则。在钻机锚固前,应对锚固区域用仪器进行地下管线检测,防止将锚杆打在地下管线上。合理的锚固是顺利完成钻进及回拖的前提,钻机锚固能力反映了钻机在钻进和回拖施工时利用自己功率的能力。一台钻机推力再大,如果钻机在定向钻钻进历程中发生移动,仍会导致钻机无法按预定计划完成钻进事情。在回拖时,如果锚固欠好而使钻机移动,会导致管道拖不动,如果进一步加大钻机拖力,则会泛起钻机的全部功率作用钻机机身,容易发生设备破坏和人员伤亡。

  (二)进行穿越施工

  l、钻导向孔

  待一切准备就绪,开始钻导向孔,一般导向孔轨迹由三段组成即入口造斜段,直线段和出口造斜段。在钻进历程中凭据控向系统显示的数据随时调整钻头的走向。钻进入土角一般在8°~12°之间, 出土角5°~12°,管道曲率半径一般1000D~1200D。为了更好地控制导向,在造斜段一般每根钻杆调整一次角度,每次调整的角度一般不凌驾0.8°,以便回拖顺利。当导向孔从入土角到达水平夹角为0°时的盘算穿越深度与设计埋深差异时(误差凌驾0.5m),则应调整入土直线段的长度及其调整控向角度。同理,当导向孔从水平到达出土角盘算出的出土点,但达不到穿越长度位置时,调整水平直线段长度;到达出土角而没有切合地面标高时,调整每组钻杆长度,及其控向角度。

  定向穿越的技术精度要求:

  A:定向钻进曲线段导向孔的实际最小曲率半径不应小于设计文件和施工方案的划定乐博官网,且实际曲线与设计曲线的偏移量不大于lm。

  B:入土点、出土点的纵、横向位置允许偏差执行DG/TJ08-310-2005,详见下表:

  注:表中L为穿越管道长度,单元为m。

  穿越施工中为确保钻进曲线圆滑及定向穿越精度要求,应接纳如下措施:

  A:作好定向钻基础数据的丈量,丈量出穿越的实际方位角、丈量收支土点到出土点的实际距离、丈量收支土点和出土点的高程差、丈量出所用钻具的长度并控制其误差在允许规模之内。

  B:基础数据确保准确后,控向人员通过盘算机显示屏,严格凭据设计曲线,控制钻头钻进的偏向,控向历程要逐步实现,不要急剧调向,以防卡钻,并防止因单根钻杆调整角度偏差过大,形成“s”形钻孔。如果单根钻杆改变的角渡过大,应实时抽回本根钻杆,重新钻进以到达钻进设计的需要。钻进历程中,如遇泥浆压力异常,应实时分析钻进情况,须要时抽回几根钻杆,调整钻进偏向。

  需增补的是定向钻进敷管在穿越公路、铁路、河流时最小穿越层厚度应切合相关专业要求,相关专业无特殊要求,应切合给水管道的最小覆土要求。

  2.扩孔

  钻孔完成后卸下钻头及控向系统,接上扩孔器,从出土点向入土点进行预扩孔,扩孔的次数及扩孔器类型凭据管径及地质情况确定。注意当沿程土质纷歧,承载力不均时,由于钻杆、扩孔器自身重力的作用,易形成不均匀沉降,造成预扩孔偏移,故选择合理的钻具和钻具组合对定向穿越能否乐成尤为重要。扩孔器类型:中硬土接纳飞刀式扩孔器,主要是切割成孔,软土接纳桶式扩孔器,主要是挤压成孔,亦有两种同时使用,飞刀式在前,桶式在后,扩孔由小到大逐级进行,扩孔直径凭据穿越管径确定,一般比管径大150~200mm。例如穿越φ630mm给水管可分四次扩孔,各级扩孔划分为φ200mm,φ400mm,φ600mm,φ800mm。对于地质情况较好时,可跳级使用扩孔器。这样不仅节省扩孔时间,还可以节省泥浆用量.

  3.回拖

  导向孔经过预扩,到达了回拖要求之后,即接上穿越管线,进行回拖作业。最大回拖力盘算:

  回拖力Fmax=F摩+F自

  其中:1.管道在洞内自重发生的摩擦阻力

  F自=f Po L

  (Po=1000ρgπ(D2一d2)÷4)

  2.管道在洞中的粘滞综合摩擦阻力

  F摩=π D τ φ L

  公式说明:

  φ为固相含量系数(10~40)

  τ为泥浆的切应力(19.5pa)

  f为管道和孔壁之间的摩擦系数(0.2~0.6)

  Po为每米管道的重量(N/m)

  ρ为钢管密度P=7.85×10-6kg/mm3

  g为重力加速度 g=9.8N/kg

  D为钢管外径

  L为管道长度(m)

  d为钢管内径d=D-2×δ

  δ为壁厚

  凭据穿越管道回拖力盘算,选择合适的钻机。这里需要注意的是:穿越施工回拖力还必须小于母材管相应标准尺寸对应的最大牵引力,PE管尤其要注意,否则要接纳强度更高的母管或变换牵引位置等措施,同时还要严格控制管材焊缝质量,以防管材焊缝被拉裂,母材管最大回拖力盘算公式如下:

  F=14π(DN)2/3×SDR式中:

  F——最大回拖力,N

  DN——管道公称外径,M

  SDR——标准尺寸比,即管材公称外径与壁厚的比值。其反映管材的强度。

  回拖前应将管道安装完成,管道内外防腐层及管道预水压试验等应切合设计文件划定乐博官网,并经验收及格。

  另外在预扩孔时,凭据出土角和管线的埋深,在事情管线入土点前端按一定比例放坡挖一条发送沟,发送沟内不得有石块、树根和硬物等,以制止管线底部与地层摩擦,划伤防腐层,并降低回拖拉力。然后把制品管线放入沟内,一般在沟里注满水,让制品管完全漂浮起来,或接纳专用滚轮排挤等要领,以便淘汰管线对地的摩擦力,掩护防腐层。在确认各项工序都到到达设计标准时开始回拖。

  4.定向钻穿越的泥浆乐博国际

  定向穿越泥浆是水平定向穿越的一个要害部位,是乐成穿越的重要保证。其具有润滑钻具、冷却钻头和发射器、携带土屑、淘汰腐蚀、降低拖管时钢管和洞壁的摩擦系数、降低回转扭矩和回拉力、稳定孔壁、固孔护管等作用。在施工中应凭据穿越的地质情况选用合适的泥浆配制及用量,需要注意问题:I)在穿越历程中泥浆因失水,携带钻屑而变稠,要注意随时过滤及稀释;Ⅱ)施工中若发生冒浆现象要实时接纳措施,以免因泥浆缺失,拉力增大,导致工程失败。Ⅲ)穿越历程中若遇土层交替变化应实时调整泥浆以满足工程需要。工程中φ630和φ1020给水管道在穿越河流和国道时泥浆配好比下:

  A:钻导向孔阶段因要求尽可能将孔内的泥沙携带出上,同时维持孔壁的稳定,配方为:7~8%预水化钠基膨润土+0.2~0.4%增粘剂+0.3%降滤失剂。

  B:预扩孔阶段因要求泥浆具有很好的护壁效果,防止地层坍塌,提高泥浆携带能力,配方为:7~8%预水化钠基膨润土+0.3~0.5%增粘剂+0.4%降滤失剂。

  C:扩孔回拖阶段因要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力,同时另有很好的润滑能力,淘汰阴摩力和扭矩,配方为:7~8%预水化钠基膨润土+0~30.5%增粘剂+0.4%降滤失剂+0.2%~3%的润滑剂。

  在国道时,为保证门路面不沉降,还接纳以下措施:A:施工中加大泥浆配比,增加泥浆粘度的要领来维护钻稳定。具体为:I) 回扩孔时泥浆的马氏粘度值必须保证在50~55S之间,泥浆比重应大于1.03g/cm,泥浆注入土中与粘土混淆后发生的泥浆比重应大于1.10g/cm3。Ⅱ)选用进口高度膨润土,增加泥浆的高造浆率,保证泥浆具有优良的悬浮能力。Ⅲ)为了增加钻孔的护壁效果,防止塌孔,在泥浆中按比例加入高分子聚合物,使钻孔壁形成一层掩护层到达良好的护壁功效。

  B:施工时连续进行,保证钻中的泥浆粘度始终处于一种粘滞状态,使泥浆没有时间沉淀,保证孔内稳定性;

  C:在预扩孔时扩孔速度不能太快,扩孔时间大于3分钟/根,并均速扩孔不得忽快忽慢,使孔内泥浆均匀分面。

  (三)竣工收尾

  收尾事情内容包罗:完善穿越两侧管道,拆卸临时设备、钻机设备及质料退场,处置惩罚废弃泥浆,平整园地,恢复地貌及整理竣人为乐博国际料等。设备拆卸前要对泥浆设备和钻具进行认真清洗,钻杆及钻挺的螺纹要上油并装上掩护套 用过的泥浆要进行疏散,固体物集中深埋,泥浆水排放到非养殖的河沟中。

  结论

  工程实例证明水平定向钻穿越技术在此供水管线中的应用很是乐成,与传统的顶管技术相比具有更宁静可靠、缩短工期、节约成本的特点,这种非开挖技术,在市政供水管线施工中已最大限度地取代顶管技术。

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