定向钻施工专项方案剖析

1、宿迁市区区域供水（2013年度）工程通湖大道输水管线过宿邳路定向钻施工施工方案编制人:审核人:审批人:编制单位：宿迁联合市政工程有限公司编制日期：2013年5月25日施工方案、编制依据1.给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-20082水平定向钻进管线铺设工程技术规范3. 设计图纸4. 相关地勘报告5. 其他相关资料二、工程概况该工程为通湖大道输水管线过宿邳路定向钻施工，地点在通湖大 道与宿邳路交叉口处，穿越管道为D1020*12焊接钢管，与公路夹角约 为98.64 ,过路采用机械定向钻穿越。三、人员组织1.人员组织2.工程安全保证体3.质量保证措施(1) .质量方针用我们的施工队伍

2、的能力，为顾客建造优质的工程产品。(2) .质量目标a总体质量目标：单位工程合格率100%优良率达到90%以上, 工程建设质量创国家优质工程。b工程设备、材料质量合格率100%C加强技术管理，严格按照设计图纸、技术规范及批准的施工工 艺进行施工；认真做好审核图纸、文件、变更设计、技术交底、测量 放样、复核等工作，做好监测及质量验收评定。d施工前标定测控仪，每钻进 3米进行一次停钻测量及记录，接近接收坑时 多次复测，以保证敷管精度。四、施工步骤：五、准备工作不开槽管道施工的关键是做好导向孔曲线的设计和地质勘察，导 向孔的设计和施工受许多因素的制约，其中最主要的是施工现场的地 上和地下条件，地上条

3、件包括地形，地貌以及周围建筑物、道路、河 流等：地下情况包括原有地下管线、地下水和地质结构等。经过前期 的施工准备工作，对沿线的地下管线、地下水、地质情况及现场施工 场地的施工条件已基本掌握。现场勘察内容包括：原有地下管线及设施的直径和埋深， 原有电 缆线路的走向等情况，并在地面作好标记，穿越地层的土质类型、含 水量、透水性。为了使施工过程中尽量不给交通安全、城市环境及周围群众正常 生活带来影响，在不影响正常施工的前提下在施工现场周围 （即出、 入口和泥浆池周围）用挡板加以保护和隔离。主要施工机具：32型水平定向钻机一套；导向测控仪一部；卡 车一辆，工具车一辆，挖掘机一台；牵引管管线长约120

4、米，牵引管管材为螺旋钢管DN1020*12内 压0.8MPa,接口为焊接接口，工期15天。六、导向孔钻进准备工作完成后，根据施工图纸确定本孔拖拉管线长度约120米，并确定钻机定位，管道入土口的路面上入、出工作坑（钻孔引槽） 位置，钻孔引槽尺寸根据管道埋深确定，牵引管施工多余泥浆在钻孔、 扩壁的同时清运。按照设计图开始施工。尽可能缩短钻进路径的长度，减少钻进和 回扩、回拖时间。利用导向钻机及导向仪，通过检测和控制手段使导 向钻头按设计轨道钻进。钻机应运转并调整好适合本次施工的参数， 按设计曲线要求钻导 向孔，在穿越曲线上每隔3米设数据控制点，以此控制导向孔不偏离 设计曲线。七、回扩孔导向孔钻进完

5、毕后，卸掉钻头及控向系统，安装上回扩器进行预 扩，根据我公司的经验，本次扩孔采用逐渐增大扩成孔，扩孔器的规 格最大为1500mm为了使扩完的孔成型较好，扩孔速度不能太快， 扩孔时间应大于6分钟/根，泥浆粘度保持在45-50秒之间，泥浆量 保持在孔内充满足够泥浆。八、敷设管线将最后一次扩孔的回扩器接上待铺管道， 最后用钻机将管道拖入 洞中，在钻机拖管入洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管 道和孔壁的泥浆，一次性敷设成功。扩孔完成后进行管道回拖作业，扩孔完成至管道拖拉的时间不应超过2小时。（一）、钢管焊接（1）、修口：对口前，要先修口，使钢管端面的坡口角度、钝 边、圆度等，均符合设计对口接头

6、要求：坡口角度 a=60+-50;间隙 b=2.04.0MM;锐边 p=1.02.0MM。（2）、对口：对口时要使内壁齐平，采用长 300MM的直尺在接 口内壁周围顺序找平、贴靠时，错口偏差为0.2倍壁厚，且不大于2MM（3） 、纵向焊缝：对口时纵向焊缝要错开，间距不站于30CM 焊缝应放在管道中心线上半圆的45度左右处。（4）、环向焊缝：环向焊缝距支架净距不小于100MM相邻焊缝 间距不小于200MM不得出现十字焊缝。（5）、不同壁厚的对口 ：管壁厚度相差大于 3MM时，要将厚壁 钢管的接口边缘削成坡口、使其与对接的钢管壁厚一致，坡口切削长 度不小于4倍壁厚的差值。（6）、对口后，管子要垫牢

7、固，避免变形。（7）、管道边接时，不得强力对口，要用加热管子、加垫等消 除接口偏差。（8）、弯管起弯点至接口的距离不小于100MM（9）、纵向焊缝不宜在底部，加固环的对接纵缝与纵向焊接要 错开，间距不小于100M M加固环距环向焊缝不小于50MM（10）、不得在干管的纵、环向焊缝处接支管或开孔，直线上加 短节管长度要大于1M严禁在短节上或管件上开孔。(11) 、管道闭合焊接，应在气温较低时进行。(12) 、管道安装工作有间断时，要及时封闭敞开的管口。(13) 、接口焊接处试压后，要再补作防腐层。(14) 、工作环境有风力大于5级、雨天、相对湿度大于90%寸, 末采取保护措施，不得焊接。管材运至

8、现场放置在所排井位的一侧。 根据现场的实际情况，选 用25T的汽车吊，卸管以及排管用的吊车地撑点落在沟槽 2.0M以外 的实地上，装卸过程中，严禁用钢丝绳穿心吊运，起吊时轻起清落， 防止碰撞损坏管端，卸管及排管用的钢丝绳吊索应用允许大于管重5倍的相应直径。成品管道运至沟槽边待用的管节应垂直槽边放置并垫稳。吊车卸管时应有专人指挥，操作人员集中思想，听众指挥。 排管时应清除基础表面污泥、杂务、积水，复核好高程样板(龙 门板)的中心位置和标高。管节在沟槽内移动时，操作人员应紧密配 合，防止碰撞；排管时，应以管底标高为准。在窨井处排管时，应控 制好窨井的内净尺寸。九、注浆泥浆的使用和造浆根据本工程地质

9、勘察报告管线所在土层的性 质，在扩孔时米用清水造浆。扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、 携砂能力，同时还有很 好的润滑能力，减少阻摩力和扭矩，其基本配方为：3-5%预水化钠基 膨润土 +0.2%化学泥浆，施工用水pH值应控制在6-8。在钻机拖管入 洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管道和孔壁的泥浆。 在 工程施工过程中如果土质情况有变化，泥浆配方作应用调整。十、回拖管线注意事项1. 孔径达到拖管要求后，要求以尽快速度回拖管线，防止孔径缩减， 给施工造成困难，拖管前于套管前后端装置管堵，防止泥浆进入套管 内。2. 施工进度是对设备能力、设备数量、人员施工经验、土质条件、场 地条件等的综合

10、体现，因此施工进度应结合实际情况，作出相应调整。3. 管线拖至预定位置后，于管线前端挖工作坑至一定深度，取掉扩孔 器及分动器，然后准备转场，进行下个工作地的准备工作。4. 预扩孔完成以后，成品管道即可拖入钻孔。5. 管道预制应在钻机对面的一侧完成。6. 旋转接头可以避免成品管道跟着扩孔器旋转，以保证将其顺利拖入 钻孔。7. 需要大量泥浆配合。十一、标高保证措施在整个工程施工过程中，标高问题贯穿始终，也是重要的技术参 数，因此本公司将施工质量中标高的控制放在首位。 为确保工程质量， 着重承诺：严格按照国家有关标准施工、服务；工程移交前，经确认 工程质量100%合格后交付建设单位。采用金地 800

11、无线地下定位系 统，该系统包括地面接受器及遥显，地面接受器通过接收钻头内无线 探棒发射的信号，探测钻头的具体位置，遥显上显示钻头钟面值及温 度和接受器探测的钻头深度；钻机操作人员根据接收器探测结果， 在 导向人员指挥下，对钻头偏离设计轨迹及时进行调整， 确保钻头沿设 计轨迹钻进。1. 在设计施工曲线时，每隔3米在该处地表点测量该点的标高并 标示出，要求测量前先清除地表杂物。2. 仔细清查钻进轨迹中的地下管线情况，掌握地下管线的埋深、 管线材料，根据实际情况编制施工方案。3. 导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度；4. 精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置；5. 导向孔每3米

12、测一次深度，如发现偏差应及时调整，以确保导 向孔偏差在设计范围内；6. 司钻应严格按照测量员的指令进行操作。我公司从事非开挖工程，有一套完整的施工经验，能对遇到的各 种复杂情况作出准确的判断和处理。 从而保证在施工过程中能按照设 计的标高进行钻进和回扩管子。工程检查验收：1. 每道工序完成以后，有施工班组进行自检，再经过技术员同意 后才能进入下一道工序；2. 管线铺设完工后，由贵方进行验收，并填写工程平面图，工程 断面图，数据记录表。十二、定向钻进施工技术要求1.导向孔导向孔钻进一般采用小直径全面钻头， 进行全孔底破碎钻进。在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构。 在钻具 内或

13、紧接其后部位，安装有测量探头。钻进过程中，探头连续或是间 隔叶测量钻孔位置参数，并通过无线或有线方式实时地将测量数据发 送到地表接收器。操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图 表，米取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。2. 回扩导向孔完成后，必须将钻孔扩大至适合生产管铺设的直径。 一般, 在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉进行回扩，在其后不断地加接钻杆。根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和 地层情况，回扩可一次或多次进行。推荐最终回扩直径按下式计算：D 二K D式中：D 一适合生产管铺设的钻孔直径D生产管外径K1经验系数，一般

14、K=1.21.5，当地层均质完整时，K1取小值， 当地层复杂时，K1取大值。3. 回拉回扩完成后，即可拉入待铺设的生产管。管子最好预先全部连接 妥当，以利于一次接入。当地层情况复杂，女口：钻孔缩径或孔壁垮塌， 可能对分段拉管造成困难。回拉时，应将回扩钻头接在钻杆上，然后 通过分动器连接到管子的拉头上，分动器可防止管线与回扩钻头一起回转，保证管线能够平滑地回拉成功。钻进液/泥浆定向钻机米用泥浆作为钻进液。 钻进液可冷却、润滑钻头、软化 地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和 回拉时润滑管道还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。常用 的钻进液/泥浆是膨润土和水的混合物。 导

15、向孔施工完成后，泥浆可 稳定孔壁，便于回扩。4.轨迹设计参数：(1) 、覆盖深度完成地质勘察，确定了穿越的轨迹，就可确定穿越的覆盖深度， 需要考虑的因此包括钻孔施工对地面道路影响， 以及对该位置已有的 管线的影响。推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终回扩直径的6倍以上。(2) 、入、出土角820度的入、出土角适用于大多数的穿越工程。对地面始钻式， 入土角和出土角应分别6度至20度之间。对坑内始钻式，入土角和 出土角一般应采用0度或近似水平。(3) 、辅助参数入土点或出土点与欲穿越的第一个障碍物之间的距离应至少大 于3根钻杆的长度。与水体的最小距离应至少为 5-6M，以保证不发 生泥浆喷涌。从钻进技术方面考虑，第一段和最后一段钻杆柱应是直线的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆柱的长度应至少为 1OM(4) 、钻孔轨迹控制钻进导向孔时，每23M进行一次测量计算。在这些测量计算的基础上作出钻孔轨迹图。还可应用测控软件进行轨迹控制。拖拉管施工工艺流程施工原理及示意图1将钻机的钻杆和导向头在有线