非开挖定向钻管道施工组织设计.doc 8页

'穿越施工方法与方案穿越工程概述：在管道施工过程中，遇到过路、过河、过铁路、高速公路等不能开挖地段均采用定向钻穿越施工，此施工方法深受政府与广阔市民欢迎。该项技术是利用先进的钻掘设备配合先进的测量技术，在不对公路、铁路、河流等地表设施损害的情况下铺设、更换各种地下管道的施工技术。国外称为Trenchlesstechnology或No-Dig〔非开挖技术〕。它与传统的破路挖沟铺设管道施工方法相比，具有不破坏道路结构，不干扰路面交通，无泥尘污染，不破坏环境，铺设管道导向定位精度高，工期短，本钱低，施工安全性能好等优点。目前该技术被广泛应用在电信、电力、燃气、石油、自来水、热力、污水等地下管线铺设。在国内大中城市利用非开挖技术穿越公路、铁路、水渠、河流铺设管道已占60%左右。在具体施工过程中，先进展穿越地段工程审批，地下管线会签，然后依据会签图纸进展地下管线勘察，确定交叉与平行管线位置，绘制施工平面图与剖面图制定施工方案。施工中钻机坐在地面，钻机30米前面开挖一定深度的作业坑称之为入土点。钻机的钻杆与地面形成10-30度的夹角钻入地下，钻杆的前面安装一个专用导向钻头，此钻头内装有一个信号发生器，用于发射信号。地面的接收仪可以接收信号，并可以转换成钻头的深度、角度、方向等数据显示出来。通过各种数据利用钻头力学矢量和原理调整钻进深度、角度、方向，到达作业坑内使之达到水平或者一定角度并符合埋设管道深度的要求。通过作业坑后保持一定角度钻进。钻进曲线应满足钢管曲率半径要求。在钻进过程中，通过钻头不断向导向孔内注射化学泥浆，使之润滑和固壁，并且保护回拖管道外壁减少划伤。在钻过路面、河流之后到达接收坑称之为出土点。在接收坑内卸掉钻头安装上回扩器进展逐级别扩孔，扩孔直径应大于管径的1.2—1.5倍。孔道形成后，回扩器后安装一个回拖万向节，万向节与回拖管材之间采用卸扣联接。在回拖过程中边旋转扩孔边回拖管线，回拖过程中通过回扩器不断向孔内注射化学泥浆，使之润滑和固壁并保护管材减少磨损。到达入土点作业坑后打开卸扣，回扩器拉到地面，穿越管线便埋入地下，此路段穿越完成。 1、工程概况1.1概述定向钻穿越水平长度约为300m，管径为Φ426，采用聚氨酯保温防腐。1.2施工概况双阳区供热管道定向钻穿越工程入土点在某某岸，出土点在某某岸。穿越平均水平长度为300m。管道用管材为：螺旋焊接钢管，管道规格为：φ426。根据现场情况考察，入土点位置在某某岸空地上，钻机和辅助设备场地需要征用30米×20米空地。出土点在某某岸小区内空地上，出土点作业场地征用30米×20米的空地。出土点焊接作业带，焊接场地的作业带为350m×10m。穿越入土角为10°，出土角为12°，穿越曲线曲率半径为512m，穿越最大深度为-12m(以入土点标高为基准),河深4米。穿越供热管道采用螺旋焊管，管道规格为Φ426，采用聚氨酯保温防腐。1.3地形、地貌、地质供热管道定向钻穿越工程位于双阳区西北部，穿越地段地形起伏较小，管道纵横交织，河面较宽，落差较大，地质较为复杂。1、淤泥质粉土，褐黄色---灰色，混砂，饱和，结构松软，分布于河道X围内。2、耕表土，褐色—褐黄色，稍湿，稍密—中密状态。3、粉砂，褐色—褐黄色，湿—饱和，中密状态，混粉土。4、细砂，黄褐色—灰褐色，饱和，中密状态，夹粉土薄层。5、中砂，含砾石〔5-20%〕，灰色，饱和，中密—密实状态，上部局部为细砂夹层粉土，或为粉细纱透镜体，局部为砾砂，该层成分为石英为主，磨圆度较好。6、粉土，灰色，饱和，密实状态，局部为中密状态，夹薄层砂土或砂土互层。分布不均匀。 7、粗砂，局部为砾砂与圆砾，灰色，饱和，夹粉细砂与粉土薄层，下部含卵石〔粒径20-60mm，含量10-30%mm〕，呈次圆一次菱角状。8、粉土，局部为粉质粘土，呈硬塑—坚硬状态，灰色，湿—饱和，密实，局部混砂或与粉西砂互层。该层厚度较大，为第三系泰康组，半成岩状态，未钻穿。2、工程施工程序防腐层检漏验收试压吹扫通球扫线补口补伤熔管与检测布管运管回拖管线扩孔清孔预扩孔钻导向孔钻机试钻测量控向参数钻机与配套设备就位现场围挡地锚坑、作业坑开挖平整钻机场地测量放线施工作业带开拓现场勘察3、钻机场地施工方案3.1钻机场地施工程序 钻机场地地貌恢复，设备转场。联系建设单位、监理单位组织验收，按建设单位要求绘画竣工图纸。3.2定向钻施工设备3.2.1主要施工设备性能表ZT—50型钻机连续运行功率178KW旋转最大扭矩18000N.m最高转速65--105rpm入土角调节X围5—14度出土角调节X围10—25度最大推/拉力55吨行驶速度X围0－45.7m/min钻机马达转数0-90RPM钻机外形尺寸8900mmX2400mmX2500mm 穿越能力Φ325/600m、Φ800/300m钻机结构整体履带式钻机总重量21T泥浆泵最大流量600升/分液压钳最大上扣扭力24000N。M液压钳最大卸扣扭力24000N。M泥浆技术措施3.2.7泥浆控制：泥浆是定向穿越中的关键因素。穿越过程中地层有：淤泥质粉土、耕表土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、卵砾石。我们将针对不同的地层采用不同的泥浆，由于穿越地段地质情况比拟复杂，对泥浆的要求比拟高，为克制这种不利因素，我们将采取以下措施：a.水源就近取用河水或井水，在水罐中沉淀、过滤后配浆。b.按照事先确定好的泥浆配比用一级高效膨润土加上泥浆添加剂，配出符合要求的泥浆。c.使用的泥浆添加剂有：防塌剂、减粘剂和润滑剂等。所加添加剂采用环保型添加剂，符合环保要求。d.为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，在用量不改变的情况下，我们采取增加泥浆储存罐的数量，在一般工程中我们使用1个配浆罐和5个泥浆搅拌罐。e.回流泥浆的处理：钻机场地和管线组装场地各有一个作业坑返浆收集池，泥浆通过排浆池收集，经沉淀之后处理。g.泥浆在各个阶段所起的作用如下：〔1〕钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，减少推进阻力；〔2〕预扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁效果，防止地层坍塌，提高泥浆携带能力；〔3〕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，减少摩阻和扭矩；*淤泥质粉土 地层较稳定，成孔性较好，岩屑易造浆、分散，防泥包掴是关键问题，解决了防泥包掴问题也就解决了流变性稳定问题。尽量采用低粘土含量泥浆，控制适当低的粘度、切力，提高泥浆中的SDX大分子聚合物浓度，以提高泥浆抑制性防泥包；参加SDJ防漏失；同时，SDX和SDJ参加泥浆中后，还能降低摩阻以减少钻进扭矩与推进阻力，从而达到提高机械钻速目的。施工时要求泥浆G1≥2Pa以利携渣，粘度在40～50s之间有利于提高泵排达到提高携渣效率的目的。】a.入孔泥浆与泥浆性能孔径泥浆性能ρg/cm3FVSPVmPa.sYPPaYP/PVG1PaG2PaFLml5"4％土+0.1％SDX+0.1%SDJ1.0344~549~145~80.5~0.602~45~9≤15室内验证结果1.0348126.50.542.56.512b.配制工艺〔1〕按标准，先按地面容积预配10方泥浆开钻，就近取淡水9方，经化验后使用，参加钠土0.4吨，SDX40公斤，SDJ40公斤。〔2〕处理剂参加方案孔尺寸〔in〕泥浆排量〔l/s〕处理剂参加速度(包/15min)土粉SDXSDJ5"16230.580.5817240.610.6118260.650.6519270.680.68*耕表土 地层疏松，胶结差，成孔差或放置时间长容易塌孔。钻孔中容易出现泥浆窜漏情况，施工中采用适当高的粘切，较低泥浆失水，致密泥饼，要求泥浆滤液粘度高，尽量减少泥浆滤液进入地层降低胶结力，进入浅层中的SDX和SDJ增强近井壁的胶接能力，增强地层强度，有效支撑孔壁，从而达到稳固孔壁的目的。同时，具有封堵能力的SDJ进入地层后亦可有效的堵塞地层中的孔道，阻止泥浆窜入地层，从而防止因泥浆窜流掏空地层而造成的坍塌情况。a.入孔泥浆与泥浆性能井径泥浆性能ρg/cm3FVSPVmPa.sYPPaYP/PVG1PaG2PaFLml5"5％土+0.1％SDX+0.1%SDJ1.0354~7012~178~130.6~0.753~68~12≤13室内验证结果1.036314100.714.58.510.4a.配制工艺〔1〕按标准，先按地面容积预配10方泥浆开钻，取淡水9方，经化验后使用，参加钠土0.5吨，SDX40公斤，SDJ40公斤。〔2〕处理剂参加方案孔尺寸〔in〕泥浆排量〔l/s〕处理剂参加速度(包/15min)土粉SDXSDJ5"16290.580.5817310.610.6118320.650.6519340.680.68*粉砂、细砂、中砂、粗砂含砾地层浅层粘土层在沉积过程中形成的含砾石〔或姜结石〕地层易造成卡钻事故。如果粘土层中含有少量的砾石〔或姜结石〕，因粘土地层相对稳定，在钻孔中可通过控制钻进速度逐渐将砾石挤入地层中，从而防止卡钻。如果地层中出现大量的砾石〔或姜结石〕，如此需配合调整泥浆性能以保证孔道安全。首先，需提高泥浆的粘切，特别是较高的初始切力，利用其优异的悬浮能力与“糊壁〞能力减少砾石层的崩塌速度，防止卡钻发生；其次，提高泥浆的粘土含量，利用大量粘土颗粒进入砾石层间形成的胶结作用，达到稳定孔壁的作用；第三，利用泥浆把聚合物带入地层提高粘结力，增强地层自身强度，达到稳固孔壁作用。泥浆与泥浆性能孔径泥浆性能ρg/cm3FVSPVmPa.sYPPaYP/PVG1PaG2PaFLml 5"6％土+0.03％SDX+0.15%SDJ1.0465~8212~189~150.65~0.846~97~15≤15室内验证结果1.047314110.7989.512a.配制工艺〔1〕按标准，先按地面容积预配40方泥浆开钻，取淡水39方，参加钠土2.4吨，SDX12公斤，SDJ60公斤。〔2〕处理剂参加方案孔尺寸〔in〕泥浆排量〔l/s〕处理剂参加速度(包/15min)土粉SDXSDJ5"16350.170.8617370.180.9218390.190.9719410.211.034、地貌恢复方案4.1在工程验收前，把作业带内与设备、车辆行走过的公共通道、围挡中的所有施工材料和杂物清理干净。4.2油桶等废弃物要收集起来清走，不得放入作业坑中进展掩埋。4.3对施工中损坏的围栏进展修复，使业主或土地所有者满意。5、工程竣工验收5.1工程正式验收前，施工单位组织有关人员按设计和施工规X要求和规定对其施工工程进展全面的检查。5.2当全部工程根本完工并圆满通过合同规定的所有竣工检验时，施工单位可将竣工上报建设单位。6、施工平面图〔见附页〕'