水平定向钻进管线铺设工程

水平定向钻进管线铺设工程一、基本规定（一）掌握现场资料。（二）既有地下管线分布情况应查明。（三）定向钻铺管使用管材通常为钢管、PEPVC合国家有关现行标准及相应规定。（四）护，文明施工。（五）或隆起，相邻或相交管线及地下构筑物不受损坏。（六）定向钻铺管设计、施工、监理等单位必须具有专业资质。（七）时应遵守相应的安全操作技术规程。（八）定向钻铺管工程质量应符合各类地下管线的质量标准。二、工程勘察（一）一般规定1、定向钻铺管施工前应进行工程勘察。工程勘察应符合《岩土工程勘察规范》GB50021DBJ13-84的规定。2、工程勘察时，应由建设单位（甲方或业主）提供以下相关资料：（1）管线工程平面图（1：200～1：1000；既有管线地下管网图；工程技术要求。3、工程勘察应包括工程地质、水文地质、地形、地貌、地面建（构）筑物及既有地下管线探测、管线铺设路由勘察等。（二）工程地质勘察1、现场踏勘应查明地形、地貌、地面建（构）筑物对工程施工的不利条件，应查清水域覆盖面积和深度，应查实有无影响施工的干扰源。2、定向钻铺管施工应通过工程勘察取得所要穿越地层的详细资料。3、工程勘察报告中，水文地质内容应包括：地下水类型、含水层性质、测定初4、需要进行岩土试验的项目应根据定向钻施工和所铺设的生产管线的要求来确GB50021的规定执行。5、勘探取样钻孔的平面钻孔位置和深度应符合下列规定：3～5m后应进行灌浆封孔；勘探孔数量的确定应按定向钻穿越长度及地层的复杂程度确定。在均质地层上布孔，可沿穿越路由方向进行，孔距50～100m；的情况下，应加密布孔；6m；勘探孔钻进遇砂层、卵石层时，宜将该层穿透；在必须采用降底地下水位进行施工的地域应查清地下含水层的厚度。（三）既有地下管线探测1（确定探测方法）→实地调查（仪器探察、人工探察）→地下管线图绘制→报告书编写→成果验收。2性质、类型及所在的地下空间位置。3、既有地下管线的探测应符合《城市地下管线探测技术规程》CJJ61的规定。4、既有地下管线探测后，应通过地面标志物、检查井、闸门井、人孔、手孔等进行复核。（四）定向钻穿越路由勘察1、定向钻穿越路由勘察应先进行初步勘察，以判断路由的可行性，最后确定穿越路由。2、沿穿越路由绘制施工断面图。3、穿越路由应安全适用、经济合理、技术可行，并明确起、止点位置及长度。4、穿越路由勘察应遵循下列原则：输送可燃性介质管线应远离车站、桥梁及重要构筑物；工场地的有利位置；应避开高压电塔、电站、变电站等高压危险区；应避开不良地质和不利于施工的地形、地貌；三、工程设计（一）一般规定1、定向钻铺管工程一般情况下宜按两阶段设计：初步设计和图件设计。2、对重大的、技术复杂的穿越工程应进行初步设计。初步设计应根据国家现行标准、规范，在充分调查研究基础上，结合管线的使用功能和建设方意见，优化设计方案。3、定向钻铺管施工图设计应包括下列内容：工程概况：项目、地点、内容、主要工程量、计划施工周期；既有地下管线；施工方法、技术工艺；施工机具及材料；检验及验收标准。4、设计文件应提交施工图审查，审查合格后方可使用。5、设计变更应填写设计变更通知书及变更内容，并经原审图机构审查确认后方可继续实施。（二）管材1、定向钻铺设钢管应具有足够强度、韧性、良好的焊接性能和抗腐蚀能力。2钢管最小壁厚可按下表选用。管径（D）mm≤168168～273管径（D）mm≤168168～273273～426426～630630～1000管壁厚（T）mm66～88～1010～12D/T＜50注：管径大于630mm，小于1000mm的钢管设计的壁厚由计算确定。3、定向钻铺设PE管的主要设计标准应满足在给定压力条件下的流量要求和铺设过程中的荷载（摩擦力、弯曲应力、浮力、水动力、张应力等）作用的总应力以及回拉力的要求。PE80、PE100管材公称压力SDR值应按下表选用。PE80、PE100聚乙烯管材公称压力和标准尺寸标准尺寸比SDR33SDR26SDR21SDR17SDR13.6SDR11公称压力PE800.40/0.600.801.001.25（Mpa）PE100/0.600.801.001.251.60注：SDR指管径与壁厚的比值4、PE管材的物理力学性能应符合下表的要求。氧化诱导时间（200℃）min≥10氧化诱导时间（200℃）min≥1056静液压强度（环向压力）Mpa质量（g/cm3）20℃1h80℃170h/11.803.90≥0.93序号物理力学性能要求1断裂伸长率（％）≥3502纵面回缩率（110℃）％≤33氧化诱导时间（200℃）min≥2080℃静液压强度（165h）不破裂不渗透4耐候性（管材累计接受≥3.5GJ/m2老化能量后）断裂伸长率％≥350（三）导向孔轨迹设计1、定向钻导向孔轨迹设计应包括下列内容：钻孔类型和轨迹形式；选择造斜点；确定曲线段的曲率半径；计算各孔段钻孔轨迹参数。2、定向钻导向孔轨迹宜由斜直线段、曲线段、水平直线段等组成。其设计应根据生产管线技术要求、施工现场条件、施工机械等进行轨迹综合组合。3、定向钻导向孔轨迹设计可采用作图法或计算法确定。作图法：入、出土角和曲线段的确定可按下图进行。第二曲线段第二曲线段L直线段3L2ɑ2R2第一曲线段L1R1ɑ1 图5.3.3 一般形式的导向孔轨迹设计图一般形式的导向孔轨迹设计图图中：α1——α2——A——入土点D——出土点B——第一曲线段和直线段轨迹变化点C——直线段和第二曲线段轨迹变化点h——轨迹（铺管）深度L1+L2+L3——定向钻铺管水平长度计算法：入、出口角和曲线段的计算可按下列公式计算。h(2h(2R－h)11h2R1h2R1h1h(2h(2R－h)23h2R2h2R2h24、入土角应符合下列条件：入土角应根据机具设备性能确定；入土角应根据施工场地条件确定；入土角应根据穿越路由上既有地下管线（构筑物）的分布情况确定；入土角（点）距穿越障碍物起点的距离应能完成造斜段的钻进；入土角（点）应能达到铺管深度要求；8°～20°。5、出土角应根据定向钻铺设管线类型、材质、管径确定：0°～15°；α铺设较大管径的钢管第二曲线段轨迹变化点C在场地条件满足情况下，第二曲线段应在下管工作坑内，可按下图选用；α下管工作坑替代第二造斜段铺设较大管径钢管轨迹设计图PEPVC0°～20°。6、在地面上采用始钻式钻机钻进导向孔时，第一直线段轨迹应是入土角的斜直线段，该段最小距离不应小于一根钻杆长度；大型设备该段距离不宜小于10m。7、定向钻铺设的管线与建筑物或既有地下管线的距离应符合下列规定：1.5m；45°；在建筑物基础下铺设管线时，必须经过验算后确定深度；2Ø200mm0.6m；0.6m；1）11.52小直径管道（φ＜110mm）0.5m。到上述距离时，应增设有效的技术安全防护措施。8、定向钻铺设钢管最小允许曲率半径应采用以下公式计算，也可用不小于1200D估算。SR＝206D式中：Rmin－最小曲率半径（m）206－常数（Mpa•m）D－钢管外径（mm）S－K2－钢管屈服极限（Mpa）

min K29、定向钻铺设PE管的最小允许曲率半径可采用以下公式计算：＝EDH2式中：——曲率半径（cm）E——弹性模数（Mpa）D——管外径（cm）H弯曲应力（Mpa）铺设PE管时，钻孔轨迹的曲率半径应同时满足钻杆的曲率半径。101200D（D。（四）工作坑1、定向钻铺管应根据场地条件、管线类型、管径、材质、埋深、地质条件、既有地下管线分布情况及定向钻施工的设计参数确定工作坑的形状、大小和深度。2、工作坑支护形式分有钢板桩、钢筋混凝土排桩、喷锚支护及放坡支护等，支护方法和适用条件可按下表选用。工作坑支护排桩、喷锚钢板桩放坡注：

工作坑支护方法和适用条件适用条件土质比较松软，且地下水又比较丰富；渗透系数＞1×10-4cm/s的砂性土，覆土深度较大时土质比较好，地下水又较少，深度＞3m时；渗透系数在1×10-4cm/s左右的砂性土土质条件较好，地下水又较少，深度＜3m时工作坑距建筑物较近，应采取特殊措施；行全过程位移观测；工作坑内降水方法，根据水文地质条件确定；2m工作坑支护方式应符合《建筑基坑支护技术规程》JGJ120（五）回拉力计算及定向钻机选择1、定向钻回拉力宜按以下公式计算：D2F=πLf[

-dδ（D-δ

πDL拉 4 泥 1 1 粘式中：FL－穿越长度（m）f－摩擦系数，0.1～0.3D－生产管直径（m）－泥浆密度（t/m3）泥δ（m）1K－粘滞系数，0.01～0.03粘21.5～3四、工程施工（一）一般规定1、定向钻铺管施工应符合设计要求，技术措施安全可行、减少环境污染、不破坏相邻管线与建筑物。23、材料进场时，应进行质量检验，并附有质量证明合格文件。（二）定向钻铺管钻机1、定向钻铺管钻机分类和技术性能可按下表选用。定向钻机分类及其技术性能分类小型中型大型给进力或回拉力（kN）﹤100100～450﹥450扭矩（kN·m）﹤33～30﹥30回转速度（r/min）﹥130100～130﹤130功率（kW）﹤100100～180﹥180钻杆长度（m）1.50～3.003.00～9.009.00～12.00给进机构钢绳和链条链条或齿轮齿条齿轮齿条铺管直径（mm）﹤350350～600600～1200铺管长度（m）﹤300300～600600～1500铺管深度（m）﹤66～15﹥15导向测量系统手持式导向仪手持式导向仪或随钻测量仪随钻测量仪（三）定向钻铺管施工1、定向钻铺管施工设备安装应符合下列条件：设备应安装在生产管中心线延伸的起始位置；调整机架方位应符合设计钻孔轴线；按设计入土角调整机架倾斜角度；采用砼基础或沉箱螺旋锚杆锚固定位。2用，使用前应符合以下要求：操作人员应熟悉仪器性能、适用范围、操作方法；3、孔底钻具组合应按采用导向系统、土层条件、穿越深度等要求确定；孔底钻具组合形式可参照下表选用。孔底钻具组合形式定位系统手提步履式导向仪有缆式导向仪

软土层中、硬土层软土层硬土或岩土层

钻具组合提供倾角、方位角、深度的泥浆喷射铲式钻头、探头（棒）室及钻杆组合探头（棒）室及钻杆组合铣齿牙轮钻头、预先安置的泥浆马达无磁钻铤和钻杆组合钻头、弯接头、浮动接动、装有探头（棒）马达、无磁钻铤和钻杆组合钻头、泥浆马达、浮动接头、定向接头、无磁钻铤和钻杆组合4、导向钻头类型和尺寸应按岩土类型、岩土层造斜能力、造斜配套工具等要求确定钻头类型和尺寸，可参照下表选用。岩土类型淤泥岩土类型淤泥钻头类型和尺寸较大掌面的铲形钻头粘土砂层岩层

中等掌面的铲形钻头较小掌面的铲形钻头，掌面宽度应比探头室直径大12mm以上，铣齿钻头或马掌面冲击钻头镶焊硬质合金、中等尺寸弯接头钻头孔底动力钻具5、钻杆使用应符合下列要求：扭矩、钻机顶力及回拉生产管时总拉力要求；1200钻杆丝扣应保持洁净，旋扣前应涂上丝扣油；6、导向孔施工应符合下列要求：钻机开启后应进行试运转，确定机具各部分都运作正常后方可钻进；可实施钻进；0.5～1.0m/钻孔轨迹剖面图。机处理的随钻数据，且应进行采集。曲线段钻进时，应按地层条件调整推进力，避免钻杆发生过度弯曲；造斜段顶进时，一次顶进长度宜小于0.5～1.0m，同时应观察延伸长度顶变化均匀；应及时纠偏。7、终孔孔径应为设计铺设生产管径的1.2～1.5倍，终孔孔径可按下表选用。生产管径和终孔孔径的关系生产管直径D（mm）钻孔扩孔直径（mm）备注﹤200D+100200～600D×（1.2～1.5）经验数据﹥600D+（300～400）8、扩孔钻头（扩孔器）小眼孔正常喷浆时，方能开始扩孔，严禁干扩。9、按配套扩孔钻头由小到大逐级扩孔。中、大型钻机在松软土层中扩孔，可跨越一级钻头直径扩孔。10、扩孔钻头类型选择可参照下表选用。钻头类型挤压型扩孔钻头切削型扩孔钻头组合型扩孔钻头牙轮型扩孔钻头

扩孔钻头适用的地层适用地层松软地层软土层地层适用范围较广，属普通型扩孔钻头硬土和岩石11、扩孔中出现钻机扭矩、拉力异常时，应进行“洗孔”。12进行。13、应根据地形地貌及铺管长度、材质、管径等因素，确定是否需要开挖发送沟（道）1m孔内坍塌。14验和检测后，应及时清理现场泥浆、渣土及废弃物，并按要求回填压实工作坑。15、定向钻进应按不同地层条件配制泥浆，泥浆性能指标应符合下列要求：表选用。地质（s）泥浆粘度表地质（s）项目管径粘土亚粘土粉砂细砂中砂粗砂砾砂岩石导向钻孔/35～4035～4040～4545～5050～5540～50φ426以下35～4035～4040～4545～5050～5540～50φ426～φ71140～4540～4545～5050～5555～6045～55拖φ711～φ101645～5045～5050～5555～6060～8050～55φ1016以上45～5050～5555～6060～7065～8555～65PH8～10；定向钻进在砂土和卵砾石中施工，配制泥浆应加入适量润滑剂；定向钻进施工过程应保持稳定的泥浆环流；处理要求：经沉淀池或泥浆净化设备处理后再利用；废弃泥浆应妥善处置。定向钻施工应根据施工阶段选择泥浆压力和流量。（四）安全施工1、进入施工现场生产人员必须进行安全培训教育，并了解施工现场地下设施和高空设施的位置和类型，做好危险源辨识，消除事故隐患。2、建立健全安全制度，认真检查，监督执行。3、在高压电线、易燃、易爆及重要设施附近施工时，应取得相关主管部门的配合和支持，采取相应的安全防护措施，确保施工安全。4、穿越城市道路、公路、铁路、河流时，制定有效防护措施，并应派专人负责看护和指挥交通。5、施工场地应设置安全警示屏障，避免非施工人员进入现场，施工用电应设置漏电保护和防雷接地措施。6、施工人员应着装安全标志服，佩戴安全帽、手套、工作鞋及防护口罩等劳保品。7、夜间施工应安装有效的照明设备和耀眼的现场装置。8、现场施工各岗位人员必须保持良好的工作联系，用对讲机或其他通信方式联系工作时，信号不清晰时不得随意判定信号内容。9、钻机设备放置在边坡上施工，应采取措施防止滑落、翻倒，雨天施工时应有防滑措施。10、生产管的焊（连）接过程应遵守相应的安全制度。11、施工现场应具有消防措施和设备。五、工程质量验收（一）一般规定1、施工单位应由质检人员对工程质量进行检验，由建设单位、监理机构应对工程质量进行监督和检查。2、生产管材应符合下列要求：应有产品合格、技术质量证明文件；外观无缺陷、裂纹、弯曲、变形；材质的物理性能应符合国家现行有关标准规定；设备应与选用管材相匹配。3、铺设后管线纵、横断面位置应符合设计要求。4、定向钻铺设不同生产管类型，应按符合相应管道的要求进行验收。（二）试验与检测1、复测导向钻孔起迄点的平面位置和高程。2、导向孔轨迹测