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有关程度定向钻穿越工艺在某工程中的使用剖析
RSS 打印 复制链接 公布工夫:2017-05-23 13:49:43

 有关程度定向钻穿越工艺在某工程中的使用剖析

  择要:由于程度定向钻进技能具有的长处,使该技能在供水管道穿越公路、广场、河道等多方面失掉很好的使用,在使用中施工技能不停失掉美满,展现出精良的社会效益和经济效益。本文笔者以工程实例并联合本身的事情履历对程度定向穿越施工工艺举行了论述剖析,仅供偕行参考。

  要害词:程度定向钻技能,市政工程;

  随着我国城镇化设置装备摆设步调的加速,市政配套管线办法穿越已建成市政门路施工征象越来越多。程度定向穿越技能是一种比力成熟的管线施工技能,对情况的影响最小,停滞物下管线笼罩的深度大,对管线的掩护作用大,维修费小等长处,尤其得当在一些无法实行开挖作业的地域,如闹郊区,都会门路、高速公路,铁路、修建物、河道、农作物及植被掩护区等。现在已遍及使用于市政供水、电信、电力等范畴。

  一 工程表面

  复兴路(姚隘路—民安路)污水管道改革工程是宁波市都会排水无限公司为改进地区污水管道的排水本领而实行的管道改革工程。原管线南起姚隘路已建污水窨井,北至复兴路与民安路交织口已建污水窨井。因计划思量,现实施工管线为设计W4井旁已建污水窨井至复兴路与民安陆交织口已建污水窨井。重要管管径D500-D1000,管材接纳HDPE管。因思量地下水富厚和管线庞大的不良要素,故本工程接纳定向钻施工。

  一 定向穿越施工工艺

  程度定向钻穿越技能作为管道无沟铺设的一种要领早在上世纪7O年月就开端在美国开端使用了,80年月前期失掉敏捷生长。该工艺是近些年来生长起来的一种新的铺设地下管线的新技能。经过盘算机控制举行导向和探测,先钻出一个与设计曲线雷同的导向孔,然后再将导向孔扩展,把产物管线回拖到扩展了的导向孔中,完成管线穿越的施工历程。施工工艺流程如下:

  (一) 穿越施工预备

  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。对付交桩后丧失的控制桩和水准基标,应凭据定测材料于施工前接纳丈量要领赐与规复。丈量职员根据水准基标、定测材料对管道控制桩举行丈量放线,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央线,并根据施工图纸要求设置如下帮助控制桩:

  (1)标记桩:凭据设计图纸,在穿越起止点处设置显着的标记桩。

  (2)界限桩:在暂时占地的两侧界限线上每50m设置一个界限桩。

  凭据轴线桩和暂时占地界限桩拉百米绳,撤白灰线。划线终了实时盘点停滞物,并做好记录。

  2.园地预备

  园地挑选包罗钻机园地和布管园地。钻机园地较宽,凭据钻机设置装备摆设举行工艺部署,必需随机应变,综合思量入土点,钻机,园地周边情况等要素,一样平常控制在40×60范畴内。布管园地较狭长的,除出土点出必要30×30范畴的出土园地外,还需比穿越管道长80m左右的布管园地,宽度为8m左右(能满意布管施工即可),布管线路只管即便为直线。

  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同等,每l0~20根管应查对一次间隔,发明过疏或过密时应实时调解。管子的两头应垫上沙袋或干草做支持,支持的地位应设在距两头管口1~1.5m 的地位上,支持高度应为0.3~0.5m 。在坡地布管时,要细致管子的稳固性,支持墩的宽度应加大,管子摆放要平整。坡度大于15°时,应制止市管,组装焊接时,随用随布。遇有沟渠、门路、堤坝等修筑物时,应将管子布设在地位开阔的一侧,而不该间接摆放其上。在吊管和安排历程中,应轻起轻落,不容许拖沓钢管,并连结管内干净。每段管子布完之后,应对每段管子举行查对,以包管管子范例、壁厚、防腐层范例等正确无误。

  3.安置钻机、加工管材拖沓的帮助配件

  将钻机就位在穿越中央线地位上,钻机就位完成后,举行体系毗连、试运转,包管设置装备摆设正常事情,在此历程中钻机锚固是要害点。钻机施工中锚固以稳,平,实为准绳。在钻机锚固前,应对锚固地区用仪器举行地下管线检测,防备将锚杆打在地下管线上。公道的锚固是顺遂完成钻进及回拖的条件,钻机锚固本领反应了钻机在钻进和回拖施工时使用自己功率的本领。一台钻机推力再大,要是钻机在定向钻钻进历程中产生挪动,仍会招致钻机无法按预定方案完成钻进事情。在回拖时,要是锚固欠好而使钻机挪动,会招致管道拖不动,要是进一步加大钻机拖力,则会呈现钻机的全部功率作用钻机机身,容易产生设置装备摆设粉碎和职员伤亡。

  (二)举行穿越施工

  l、钻导向孔

  待统统预备停当,开端钻导向孔,一样平常导向孔轨迹由三段构成即入口造斜段,直线段和出口造斜段。在钻进历程中凭据控向体系表现的数据随时调解钻头的走向。钻进入土角一样平常在8°~12°之间, 出土角5°~12°,管道曲率半径一样平常1000D~1200D。为了更好地控制导向,在造斜段一样平常每根钻杆调解一次角度,每次调解的角度一样平常不凌驾0.8°,以便回拖顺遂。当导向孔从入土角到达程度夹角为0°时的盘算穿越深度与设计埋深差别时(偏差凌驾0.5m),则应调解入土直线段的长度及其调解控向角度。同理,当导向孔从程度抵达出土角盘算出的出土点,但达不到穿越长度地位时,调解程度直线段长度;到达出土角而没有切合空中标高时,调解每组钻杆长度,及其控向角度。

  定向穿越的技能精度要求:

  A:定向钻进曲线段导向孔的现实最小曲率半径不该小于设计文件和施工方案的划定,且现实曲线与设计曲线的偏移量不大于lm。

  B:入土点、出土点的纵、横向地位容许毛病实行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光滑油滑及定向穿越精度要求,应接纳如下步伐:

  A:作好定向钻底子数据的丈量,丈量出穿越的现实方位角、丈量收支土点到出土点的现实间隔、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偏差在容许范畴之内。

  B:底子数据确保正确后,控向职员经过盘算机表现屏,严酷根据设计曲线,控制钻头钻进的偏向,控向历程要渐渐完成,不要急剧调向,以防卡钻,并防备因单根钻杆调解角度毛病过大,构成“s”形钻孔。要是单根钻杆转变的角渡过大,应实时抽回本根钻杆,重新钻进以到达钻进设计的必要。钻进历程中,如遇泥浆压力非常,应实时剖析钻进环境,须要时抽回几根钻杆,调解钻进偏向。

  需增补的是定向钻进敷管在穿越公路、铁路、河道时最小穿越层厚度应切合相干专业要求,相干专业无特别要求,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体系,接上扩孔器,从出土点向入土点举行预扩孔,扩孔的次数及扩孔器范例凭据管径及地质环境确定。细致当沿程土质纷歧,承载力不均时,由于钻杆、扩孔器本身重力的作用,易构成不匀称沉降,形成预扩孔偏移,故挑选公道的钻具和钻具组合对定向穿越可否乐成尤为紧张。扩孔器范例:中硬土接纳飞刀式扩孔器,重要是切割成孔,软土接纳桶式扩孔器,重要是挤压成孔,亦有两种同时利用,飞刀式在前,桶式在后,扩孔由小到大逐级举行,扩孔直径凭据穿越管径确定,一样平常比管径大150~200mm。比方穿越φ630mm给水管可分四次扩孔,各级扩孔辨别为φ200mm,φ400mm,φ600mm,φ800mm。对付地质环境较好时,可跳班利用扩孔器。如许不但节流扩孔工夫,还可以节流泥浆用量.

  3.回拖

  导向孔颠末预扩,到达了回拖要求之后,即接上穿越管线,举行回拖作业。最大回拖力盘算:

  回拖力Fmax=F摩+F自

  此中:1.管道在洞内自重孕育发生的摩擦阻力

  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

  公式阐明:

  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为每米管道的分量(N/m)

  ρ为钢管密度P=7.85×10-6kg/mm3

  g为重力加快度 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,挑选符合的钻机。这里必要细致的是:穿越施工回拖力还必需小于母材管相应尺度尺寸对应的最大牵引力,PE管尤其要细致,不然要接纳强度更高的母管或变更牵引地位等步伐,同时还要严酷控制管材焊缝质量,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——尺度尺寸比,即管材公称外径与壁厚的比值。其反应管材的强度。

  回拖前应将管道安置完成,管道表里防腐层及管道预水压实验等应切合设计文件划定,并履历收及格。

  别的在预扩孔时,凭据出土角和管线的埋深,在事情管线入土点前端按肯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,并低落回拖沓力。然后把制品管线放入沟内,一样平常在沟里注满水,让制品管完全漂泊起来,或接纳公用滚轮排挤等要领,以便淘汰管线对地的摩擦力,掩护防腐层。在确认各项工序都抵达到设计尺度时开端回拖。

  4.定向钻穿越的泥浆工艺

  定向穿越泥浆是程度定向穿越的一个要害部位,是乐成穿越的紧张包管。其具有光滑钻具、冷却钻头和发射器、携带土屑、淘汰腐化、低落拖管时钢管和洞壁的摩擦系数、低落反转展转扭矩和回拉力、稳固孔壁、固孔护管等作用。在施工中应凭据穿越的地质环境选用符合的泥浆配制及用量,必要细致题目:I)在穿越历程中泥浆因失水,携带钻屑而变稠,要细致随时过滤及浓缩;Ⅱ)施工中若产生冒浆征象要实时接纳步伐,以免因泥浆缺失,拉力增大,招致工程失败。Ⅲ)穿越历程中若遇土层瓜代变革应实时调解泥浆以满意工程必要。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大概将孔内的泥沙携带出上,同时维持孔壁的稳固,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结果,防备地层坍塌,进步泥浆携带本领,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、携砂本领,同时另有很好的光滑本领,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%的光滑剂。

  在国道时,为包管门路面不沉降,还接纳以下步伐:A:施工中加大泥浆配比,增长泥浆粘度的要领来维护钻稳固。详细为:I) 回扩孔时泥浆的马氏粘度值必需包管在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孕育发生的泥浆比重应大于1.10g/cm3。Ⅱ)选用入口高度膨润土,增长泥浆的高造浆率,包管泥浆具有精良的悬浮本领。Ⅲ)为了增长钻孔的护壁结果,防备塌孔,在泥浆中按比例参加高分子聚合物,使钻孔壁构成一层掩护层到达精良的护壁功效。

  B:施工时一连举行,包管钻中的泥浆粘度一直处于一种粘滞形态,使泥浆没偶然间沉淀,包管孔内稳固性;

  C:在预扩孔时扩孔速率不克不及太快,扩孔工夫大于3分钟/根,并均速扩孔不得忽快忽慢,使孔内泥浆匀称分面。

  (三)完工扫尾

  扫尾事情内容包罗:美满穿越两侧管道,装配暂时设置装备摆设、钻机设置装备摆设及质料登场,处置惩罚废弃泥浆,平整园地,规复地貌及整理完工材料等。设置装备摆设装配前要对泥浆设置装备摆设和钻具举行仔细洗濯,钻杆及钻挺的螺纹要上油并装上掩护套 用过的泥浆要举行分散,固体物会合深埋,泥浆水排放到非养殖的河沟中。

  结论

  工程实例证明程度定向钻穿越技能在此供水管线中的使用十分乐成,与传统的顶管技能相比具有更宁静牢靠、收缩工期、节省本钱的特点,这种非开挖技能,在市政供水管线施工中已最大限制地代替顶管技能。

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