定向钻导向孔施工方案

定向钻导向孔施工方案我作为本次城区燃气管道定向钻穿越项目的现场技术负责人，从事非开挖定向钻施工快十年了，太清楚导向孔对整个工程的重要性——导向孔是整个定向钻施工的基础，轨迹准不准直接决定了后续扩孔、回拖能不能顺利完成，也直接关系到既有地下管线的安全。这次我们施工的路段位于城区核心路段，周边地下管线复杂，施工场地有限，为了保证导向孔施工的质量、安全和进度，结合现场实际勘探情况和设计要求，我牵头编制了本定向钻导向孔施工方案，所有内容都经过项目团队反复核对，结合了我们之前多个类似项目的施工经验，具体内容如下：1施工准备做好前期准备是导向孔施工不出问题的前提，我们从四个方面把准备工作做足，不留下任何漏洞。1.1技术准备我们拿到设计图纸之后，首先组织项目所有施工骨干核对了设计给出的入土点、出土点坐标，还有穿越轨迹的曲率半径、设计深度这些核心参数。本次我们穿越的管径是300毫米，设计给的曲率半径是1200倍管径，也就是360米，完全符合规范要求，也满足我们钻机的造斜能力。接下来我们把设计轨迹导入了导向仪的控制系统，然后我带着测量班用RTK重新复核了两次入土点和出土点的现场坐标，第一次复核差了不到5公分，调整之后第二次复核完全符合设计要求。说句实在话，我吃过坐标输错的亏，早几年有个项目，新来的测量员输错了一个数值，结果导向孔偏出去快两米，最后只能回填重新钻，耽误了快一周工期，所以这次我们要求至少复核两次，没人敢偷懒。1.2现场与设备材料准备我们提前把入土点和出土点的场地整理好了，入土点这边的绿化带清出了长12米宽6米的施工区域，出土点清出了长5米宽4米的区域，都推平压实，提前挖好了容量足够的泥浆池，保证整个施工过程产生的泥浆都能装下，不会外溢污染路面。设备方面，我们用的是36吨级的定向钻机，完全满足本次186米穿越的扭矩和拉力要求，提前把钻机、导向系统、泥浆泵都拉到现场，我提前带着机修工和机长挨个检查了一遍，钻机的液压系统没有漏油，各个动作都正常，导向仪的信号接收正常，探棒充满了电，电量够撑完整个导向孔施工，还备了一块满电的探棒当备用。钻杆我们一共备了220根，比需要的多了三十多根，提前把有裂纹、弯曲变形的都挑出来放在一边，绝对不用不合格的钻杆。泥浆材料我们也备足了，膨润土、增粘剂、降失水剂都到位了，提前做了泥浆配比试验，配比符合护壁和带渣要求。1.3人员配置与安全技术交底我们整个导向孔施工一共配了6名专职人员，我作为技术负责人全程在岗，负责技术复核和异常情况处置，1名机长负责操作钻机，1名专职导航员负责盯着导向数据，1名泥浆工负责配置泥浆和监测泥浆性能，2名辅助工负责现场接钻杆、现场警戒，还专门加了1名地面信号监测员——因为城区地下金属管线多，容易干扰导向信号，专门让他沿着轨迹在地面核对信号，避免数据飘移出错。施工前一天我组织所有人开了技术安全交底会，把每个人的责任都讲得明明白白，哪里不能碰，什么情况必须停下来喊我，都说清楚了，所有人也签了交底记录，不会出了问题找不到责任人。1.4既有地下管线排查这是城区施工最要紧的一步，我们提前联系了所有管线产权单位，让他们派人到现场给我们指了既有管线的位置，然后我们用探地雷达沿着设计轨迹扫了三遍，每隔半米就测一个点，把所有探测到的管线都标注在图纸上，现场也插了小红旗做标记。我们设计轨迹离最近的一根通信管线还有1.8米的净距，完全符合规范要求的不小于1米的安全距离，我们也跟产权单位打好招呼了，施工当天他们会派人到现场值守，万一有情况随时沟通，绝对不瞎钻破坏既有管线。做好所有前期准备工作之后，接下来我们要对设计给出的导向孔轨迹做现场复核调整，毕竟设计是按地勘资料做的，现场实际情况难免有出入，这一步做好了能省很多后续的麻烦，具体工作内容如下：2导向孔轨迹现场复核2.1入土角与出土角的现场调整设计给的入土角是8度，出土角是6度，我们现场核对了入土点的场地，原地面就是平的，8度的入土角刚好合适，不需要调整。出土点原来设计的位置离人行道路牙只有不到1米，我们钻机出土的时候需要空间接钻头，所以我们跟设计沟通之后，把出土点往绿化带方向挪了30公分，出土角还是保持6度，调整之后轨迹整体参数没有变化，也不影响后续的管道施工，符合要求。2.2轨迹控制点的布设与精度要求整个穿越长度是186米，我们按照要求每隔10米设置一个轨迹控制点，每个控制点都在地面用RTK测好了坐标，做好了标记。导航员每钻进到一个控制点，就要停下来核对一次实际位置和设计位置的偏差，规范要求横向偏差不超过1米，竖向偏差不超过0.5米，我们给自己定的标准更高，要求横向偏差控制在30公分以内，竖向控制在15公分以内，就是为了避开既有管线，留够足够的安全余量。2.3造斜段受力校核造斜段是轨迹弯曲度最大的地方，钻杆承受的拉力和扭矩都比水平段大，我们提前算了造斜段钻杆的最大受力，我们用的钻杆每根额定抗拉强度是120吨，本次造斜段最大拉力不到40吨，远低于额定值，扭矩也只有额定扭矩的三分之一，所以不会出现断钻杆的问题，受力方面完全安全。轨迹复核调整确认无误之后，就进入正式的导向孔钻进施工环节，我们严格按照工艺步骤分步推进，每一步都留了检查核对的环节，绝不抢进度，具体施工流程如下：3导向孔钻进施工工艺3.1钻机就位与试钻进钻机拖到入土点之后，我们用枕木垫在钻机底座下面，然后用水平仪测了底座的纵横坡度，调整到坡度不超过千分之一，保证钻机平正，然后用锚桩把钻机固定死，避免钻进的时候钻机滑动移位。就位完成之后先做试钻进，慢慢钻进前三根钻杆，钻进压力控制在2MPa以内，速度控制在每分钟0.5米以内，试钻进过程中我们检查了导航信号是不是稳定，钻机的压力、扭矩是不是正常，泥浆泵出浆是不是顺畅，试钻进完一切正常，我们才开始正式钻进。3.2造斜段钻进控制造斜段从入土点开始，一直到达到设计深度，这段是控制轨迹的关键，我们要求钻进速度不能超过每分钟0.8米，每接完一根钻杆，都要测一次钻头的角度和位置，然后调整钻头方向，每根钻杆的角度变化不能超过1度，绝对不能一下子转太多角度，不然轨迹弯度过大，后续回拖的时候很容易卡管。我就吃过这个亏，早几年有个新机手着急赶进度，一根钻杆转了快2度，结果轨迹弯得不符合要求，后来回拖的时候卡管，折腾了一天才弄出来，还差点废了孔，所以这次我要求每一根钻杆都要我核对完角度才能继续钻进，没人能抢进度。3.3水平段钻进控制钻进到设计深度之后，就进入水平段，这段要求保持角度稳定，尽量不要大角度调整，我们要求每钻进两根钻杆核对一次位置，钻进速度可以提到每分钟1米，泥浆压力保持在3到4MPa。泥浆的作用是带出土屑、冷却钻头、稳定孔壁，所以泥浆性能必须控制好，我们要求泥浆工每半小时测一次泥浆的粘度和比重，粘度控制在40到50秒，比重控制在1.05到1.1，性能不合格就赶紧调整，绝对不能凑合用，泥浆不好很容易塌孔，到时候麻烦就大了。3.4出土段钻进与出洞核对钻进距离出土点还有5根钻杆的时候，我们就开始慢慢调整角度，按照设计的出土角慢慢往上抬，跟造斜段一样，每根钻杆的角度变化也控制在1度以内，保证轨迹平滑。一直到导向钻头从预定的出土点位置钻出来，这个时候我们第一件事就是用RTK测出土点的实际坐标，核对偏差，本次施工我们提前预判了各种情况，测出来横向偏差是20公分，竖向偏差是8公分，完全符合我们的控制要求，也符合规范要求，这一步就算完成了。导向孔钻进过程中，难免会遇到各种异常情况，我们提前梳理了常见的问题，制定了对应的控制和处置方案，确保遇到问题不慌，能快速处理，具体内容如下：4质量安全控制与异常情况处理4.1轨迹偏差控制要求钻进过程中如果发现横向偏差超过30公分，或者竖向偏差超过15公分，必须立刻停钻，不能继续往前钻进，要慢慢调整钻头方向，每次调整不超过半度，一点点往设计轨迹靠，绝对不能一下子调太多，不然容易扭断钻杆。如果偏差方向是朝向既有管线，就算偏差不大也要停下来调整，绝对不能冒险往前钻，安全永远是第一位的。4.2常见信号干扰的处理方案城区施工最常见的问题就是信号干扰，地下的金属管线、电力线都会干扰导向信号，导致数据飘移不准。如果遇到信号不稳定，我们首先让地面信号监测员沿着轨迹每米测一次信号，跟导航仪的数据对比，排除干扰，如果还是不准，我们就换不同频率的备用探棒，重新测试，要是换了探棒还是不行，我们就在偏差疑似位置挖一个探坑，人工核实钻头位置，确认之后再继续钻进，绝对不能靠着不准的信号瞎钻。之前我们有个项目就是信号干扰硬钻，差点碰了10千伏的电力管线，现在想起来都后怕，所以我们这次把丑话说在前面，不准就是不准，必须弄清楚了再走。4.3卡钻、塌孔等异常情况处置钻进的时候如果发现钻机压力突然升高，钻杆转不动，就是卡钻了，这个时候绝对不能硬顶硬拉，容易断钻杆，我们要做的是慢慢转动钻杆，同时加大泥浆泵量，循环泥浆冲一冲，慢慢活动钻杆，试着解除卡钻，如果还是不行，就慢慢退回一两根钻杆，扫孔之后再慢慢往前钻进。如果遇到泥浆携带不出渣，压力持续升高，怀疑是塌孔，就立刻停钻，保持泥浆循环，往泥浆里加入增粘剂，提高泥浆的护壁性能，循环一两个小时稳住孔壁之后，再慢慢钻进，不能急。4.4现场施工安全管控我们施工区域在城区路边，所以入土点和出土点都用封闭式围挡围起来了，摆好了警示标志，晚上还开警示红灯，避免无关人员进到施工区。钻机操作只有机长能碰，其他人员没事不能靠近操作位，接钻杆的时候辅助工要站在安全位置，不能站在钻杆正前方，防止钻杆滑出来伤人。泥浆都抽到我们提前挖好的泥浆池里，施工完统一拉走处理，绝对不能让泥浆流到马路上污染环境，影响交通。导向孔施工完成之后，我们要按照流程做验收，确认合格之后才能进入下一道工序，具体验收流程如下：5导向孔施工验收5.1施工单位自检导向孔钻完之后，我们首先做自检，我把整个钻进过程的所有数据都导出来，包括每个控制点的实际位置、偏差数值、钻进压力、泥浆性能，都整理好了，然后再重新核对一遍整个轨迹的偏差，确认所有偏差都在控制范围内，穿越长度也符合设计要求，没有碰既有管线，自检合格之后，填写好施工记录和自检记录。5.2报请各方验收自检完成之后，我们就报请监理单位、设计单位和建设单位到现场验收，提供我们的施工记录、自检记录，各方现场复核之后，确认合格签字，我们就可以开始下一步的扩孔施工了，如果验收提出问题，我们就按照要求整改，整改合格之后再重新验收，绝对不会带问题进入下一道工序。方案总结总的来说，我干