水平定向钻施工方法1Word格式文档下载.docx
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泥浆配置5
导向孔钻进6
扩孔6
清孔7
回拖拉管8
管道焊接8
土方回填9
四、安全文明施工保证措施9
一、工程概况
河北长安12MWp分布式光伏发电工程外送线路采用2根10kV-3×
300电缆引至长安汽车厂开闭所内,途中需要穿越工业园区建业大道,穿越直线距离50m,采取水平定向钻非开挖方法进行施工。
利用水平定向钻进行回拖2根DN160PE管和1根DN50PE管做为缆线的套管,用于敷设2根10kV动力电缆和部分通信缆线。
被穿越建业大道上方有1条燃气管道、1条供水管道和1条10kV电力电缆,处于安全考虑采用水平定向钻钻进深度为。
10kV电力电缆交叉穿越明细级与管道保持的垂直安全距离
管道名称
埋设深度
安全距离
备注
燃气管道
现场踏勘和咨询
供水管道
电力电缆
10kV缆线最少埋设垂直距离H=S+h+s1=++=
S为管道埋深深度h为安全距离S1为预埋管道直径
二、机具准备
名称
型号
数量
PE管
DN160×
60m
2根
DN50×
1根
泥浆配置车
2台
水平定向钻机
WS-36型
1
钻杆
直径50
100mm
三、施工方法
水平定向钻穿越施工工艺流程
图4-4水平定向钻施工工艺流程图
水平定向钻施工场地布置
PE管水平定向钻穿越部位,在管道的起点设置一个工作坑,在管道的终点设置一个接收坑,并在管道发送一端布置泥浆制作系统及管道发送系统。
工
作
坑
图4-5水平定向钻施工布置图
测量放线
(1)根据施工图要求的入土点、出土点坐标放出钻机安装位置线,入土点、出土点位置放线时左右偏差不超过20cm,沿管轴线方向误差不超过40
cm,并做出明显标记。
(2)从出土点到回拖管线路必须保持直线。
工作坑开挖
开坑前要认真调查了解地上地下障碍物,以便开坑时采取妥善加固保护措施。
工作坑或接收坑开挖的深度,依据管道高程、所用扩孔钻机尺寸,以及砼垫层的厚度计算确定,施工时用水准仪测量控制。
钻机就位
由拖车头牵引钻机进入工作场,根据穿越中心线及入土角,调整钻机就位,钻机就位后,控向室相应就位。
钻孔机安装在工作坑旁边,管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定,钻杆中心与管道轴线应一致。
确定拉管机方位后,固定好钻孔机。
此时根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置,确定钻杆造斜度,入土角不超过150。
钻机安装好后,试钻运转并检测运转后的机座轴线及坡度是否有变化,借以检查钻机安装的稳固性和固定可靠程度。
钻机的安装质量和稳固性的好坏是成孔质量好坏的关键,因此必须认真细致的反复进行,直至符合要求后进入下道工序。
泥浆系统
泥浆系统主要由回收循环罐、储浆配浆罐、砂泵、泥浆除砂清洁器、泥浆除泥器、卧式沉降离心机、搅拌器、射流剪切混浆等装置组成,为钻机设备提供满足要求的的泥浆。
将泥浆设备按工作流程顺序和使用说明书依次摆放在一起,并连接其管路、走道、护栏、电源线等。
进行设备全面检查,防止运输过程出现问题,检查完成后逐个进行单机试运。
用清水进行泥浆系统整体联合试运,并调试直至正常。
泥浆配置
搭设膨润土棚。
棚内地面要高出地面,并铺上防湿塑料布。
膨润土用量主要根据管径、穿越长度及地质情况确定,并准备足够的余量,泥浆人员对上述情况详细了解和分析。
先对配置泥浆的用水进行选择和化验,水采用没有污染的清水,并化验水的PH值,以便确定添加剂的用量。
对于粘土、粉质粘土的普通土质,在水质合格的情况下直接用一级钻井膨润土,只有当地质及水质不良时才使用添加剂。
合格的泥浆标准:
比重为~cm3,含沙量≤1%,PH值=7~10;
失水率<
15%。
泥浆在循环过程中因失水,携带钻销而变稠,随时过滤及稀释。
为此要对泥浆粘度用马式漏斗进行测定,一般每两小时测一次。
遇有复杂地质和异常情况,随时测定。
地质较好的位置,减少测定次数,测定结果做好记录。
泥浆的处理:
首先通过泥浆回收循环系统装置对泥浆池中的泥浆进行回收处理,达到节约泥浆材料,降低穿越成本,减少废弃泥浆量的目的。
穿越完成后,对无法回收的泥浆用重力沉降法进行沉淀,晒干水份并将剩余的泥浆用泥浆罐车运到指定地点进行深埋处理。
导向孔钻进
导向孔钻进时钻具头部只安装略大于钻杆外径尺寸4cm的矛式钻头,对正既定孔位,检测对中误差达到规范要求,即可开动钻机钻进导向孔。
钻进时人力扳拉推进持力均匀,匀速前进。
并根据给进阻力的大小,判定地层内是否有硬物或土层的变化,以确定注水机给水压力和给水量。
钻进时,当地层含水较大地层为砂层或粉质砂粘土,不注水钻进,当地层较硬或无地下水时,提高注水压力。
注水主要是起润滑和冷却钻具,减少钻进阻力作用。
当遇有硬质障碍物时缓慢持力给进,当不能钻穿通过时,记录钻具长度,确定障碍物的具体位置。
如地面条件允许可从地面下挖探洞人工下去处理。
地面条件不允许时,整体偏移钻孔轴线。
一般单个的硬物通过持续的压力注水钻进和搅磨即可通过,此时给进力应均匀不可强推进,防止钻孔偏移。
障碍物的位置在钻进过程中应详细记录。
每个钻进班组做台班记录,详细记录钻进长度、轴线偏差、机座校核、土质软硬、障碍物、作业人员等情况。
钻进按上坡方向进行,以利排水和最后出土,并有利于保证钻孔质量。
钻进先导孔工艺见图示。
图4-6先导孔钻时示意图
导向钻进是非开挖定向钻进铺管的关键环节。
导向钻按设计的深度、标高,随时监控,适时调整。
钻进中采用轻压、慢转,注意控制钻头温度,切不可使探头过热。
扩孔
导向孔钻进至接收坑,经测量检验,偏差在允许范围内时,卸下矛式钻头换装鱼尾式或三叉式扩孔钻头,开动回拉钻机扩孔。
扩孔时人工给进均匀,匀速回拉。
同时注水机连续注适量水,通过钻具搅拌孔内泥土造泥浆,用以保护成孔孔壁,保保持围岩稳定,同时起到润滑作用。
根据现场地质情况,采用刮刀式扩孔器。
扩孔器尺寸为铺设管径的~倍,这样既能够保持泥浆流动畅通又能保证管线的安全、顺利的拖入孔中。
图4-7扩孔钻头图
扩孔时地层土质较软时宜快速给进回扩,地层土质较硬时匀速缓慢进行。
回扩钻孔工艺见图示:
图4-8回扩孔钻进示意图
施工过程中,注意地下水位的变化,钻进施工时是否正常,注意土质变化及拉管机的压力,出现异常及时采取措施。
在每级扩孔过程中,为防止扩孔跑偏轨迹,采用回拖扩孔。
扩孔时为保证管道可以顺利回拖,使钻孔直径达到管径的倍以上,并用泥浆护壁,防止钻孔坍塌,保证土体对管壁无损坏。
清孔
在回扩钻孔时,在钻头尾部配装拉链(杆),钻孔回扩到达工作坑时,卸下扩孔钻头,在拉链(杆)一端换装拉泥盘,进行拉泥成孔工作。
此项工序主要是拉运出扩孔搅碎的孔内土,形成光滑圆顺的安管通道。
拉泥时,首次拉泥采用环形盘,反复来回拖拉后,如阻力减轻则在拉泥盘上加装横挡,再次入孔拉泥,逐次加封横挡,直至拉泥盘全封闭,并能轻松顺利拉出为止。
当地层土质较硬,以粘质土为主时,先采用环形盘较窄的拉泥盘拖拉,使拽拉阻力变小拉泥盘拉出顺利后,再换上环形盘较宽的拉泥盘拖拉钻孔。
拉泥盘环形盘的大小及加装横挡封闭的选择,根据地层土质确定。
最终成形的孔道内壁光滑圆顺,拖孔器拉泥清孔工艺见图示。
图4-9孔道清泥示意图
回拖拉管
PE管焊缝和管道强度检验合格后,即可进入拉管施工。
首先用现场制作的“PE管封套”将管头密封,然后在管头后端接上回扩头,管后接上分动器进行接管,将管子回接到工作坑后,卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆,堵上封堵头。
施工时,拉管机操作人员根据设备数据均匀平稳的牵引管道,切不可生拉硬拽。
安管工艺见图示。
图4-10管道拖拉安装示意图
管道焊接
本工程中的PE管采用热熔焊接,管道接口质量的好坏直接影响到拉管施工的成功进行,因此要严格按以下操作步骤执行。
(1)对口
将塑料管或管件放入夹具内夹牢,用刷子和棉布块将管口的氧化层、油污、尘埃清除干净。
将两管端的接口对正,对口间隙不得超过,用卡尺检查两对口的端面是否平行,必须保证两连接管接口时的两个端面完全重合,不得有缝隙。
同时调整好对口的两连接管间的同心度,其误差小于管壁厚的10%。
对口达到要求后,将夹具夹紧。
(2)加热接口:
用热平板模加热两个管口,将加热温度及加热压力调至需要位置。
对接焊的最佳焊接温度为200~240℃,一般确定为210±
10℃。
经加热后的两个管口熔化,当加热至熔融状态即完成了吸热过程。
焊接时注意以下要点:
热熔连接加热时间和加热温度符合热熔连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定。
当指示灯亮时,最好在等10分钟使用,以使整个加热板温度均匀。
热熔连接保压冷却时间,不得移动连接件或连接件上不得施加任何外力。
热熔对接连接,两管段各伸出卡具一定的自由长度,校对连接件,使其在同一轴线上,错边不大于壁厚的10%。
温度适宜的加热板置于机架上,闭合卡具,并设系统的压力。
达到吸热时间后,迅速打开卡具,取下加热板。
避免与熔融的端面发生碰撞。
迅速闭合卡具,并在规定时间内,匀速地将压力调节到工作压力,同时按下冷却时间按钮。
达到冷却时间后,在按一次冷却时间按钮,将压力降为零,打开卡具,取下焊好的管子。
卸管前将压力降至为零,若移动焊机,拆下液压软管,并做好接头防尘工作。
(3)冷却接口:
接口完成后,在卡具上稳住对口,让其自然冷却,其时间确定为~×
壁厚(mm)分钟,再放至地上还须再冷却,方可进行另一端对口的组对和熔热接口。
打开夹具后卸除卡具,对熔融接合口的外观进行检查,对口热熔环向高度、宽度成形均匀、美观、其高度、宽度应适宜。
合格的焊缝应有两翻边,焊道翻卷的管外圆周上,两翻边的形状、大小均匀一致,无气孔、鼓泡和裂纹,两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。
土方回填
工作坑及时进行回填,不得含砾石、垃圾。
施工期间清除工作泥浆过滤后,用泥浆车外运。
4、安全文明施工保证措施
施工开工前,专职安全员必须对施工区内的周围环境、地下管线、地质情况进行全面考察和详细了解。
对穿越区内地下管线、防空设施、水渠等必须熟知位置、走向、深度,在施工组织设计中要采取相应技术措施,确保施工安全,对钻进工作区内的地下管线、防空设施等指令专人妥善处理。
开工前,向施工人员认真地进行安全技术措施交底,在整个施工过程中有效的贯彻执行施工组织设计中的安全技术措施,同时必须建立安全技术交底制度,必须防止那种只讲形式,不求实际效果的作法。
穿越工程开始前,对定向钻进行试钻,并进行设备调试运转,对定位系统进行调校,发现异常现象及时研究处理,确认安全可靠后方可施工。
施工人员必须戴安全帽,上下钻杆时必须戴防护手套,应注意安全,防止事故发生。
穿越过程中,司钻手注意压力表的指数,发现异常立即停机检查,特别是压力突然上升,经检查排除故障后方可继续施工。
在穿越过程中,定向手时刻注意钻杆的穿越方向、深度。
如发生偏差,及时进行纠偏,确保钻杆沿设计穿越曲线进行钻进。
如发生卡钻现场,立即撤出卡钻区,停钻检查,找出解决方法,确保安全后方可施工。
机械开挖时,施工人员应站在安全区。
人工开挖时,使用工作应牢固,作业人员应保持安全距离。
挖土前根据挖土深度及地质情况做好边坡放坡或边坡支护工作。
施工材料和施工设备不要放置在坑边,否则就必须对土坑边坡采取加围措施。
在雨季施工要注意基坑周围的排水。
拖管前,均应由项目经理检查吊装设备及辅助设施是否安全无损,安全可靠,拖管工序有专人指挥,严禁管了下方有人。
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