水平定向钻穿越施工方案(3)

2018-11-19 21:59

浆,采用人工及时清收或就地控制,最后统一处理。 3.5、导向孔钻进、回扩和管线回拖 3.5.1、导向孔钻进

A.导向孔根据设计曲线钻进。施工过程中,谨慎处理控向数据,并适当控制钻进速度,保证导向孔光滑,钻孔导向剖面示意图如下图所示。

入钻坑的大小为:3.0×2.0×2m,出钻坑的大小为4.0×3×2m,入出钻处倾斜角为8度。

N导向钻机 S入钻坑路面 地下水位 出钻坑 检查井位置导向钻头 钻孔轨迹 检查井位置钻孔导向剖面示意图

B.每根钻杆折角约为0.3度;由于每根钻杆方向改变量较小,为保证左右方向,在出、入土点之间每隔10米设一明显标记。每钻进一根钻杆,方向探测2次。对探测点要做好标记。认真记录钻进过程中的扭矩、推力、泥浆流量、泥浆压力、方向改变量。

C.导向孔完成后,根据钻孔轨迹和数据记录,确定此导向孔是否可用。导向孔曲线与设计曲线的偏移量半径不大于2m。出土点沿设计轴线的纵向偏差不大于穿越长度的1%,横向偏差不大于穿越长度的1%。

3.5.2、回拉扩孔

钻孔导向完成后,采用分级反拉旋转扩孔成孔,按照行业规范要求扩孔大小一般为管径的1.5~1.8倍。因本项目管道为同孔两条管,采用D350和D500钻头分级反扩成孔。扩孔器如下图所示。

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回扩器

在本工程中将采用带长槽回扩器,它适用于普遍的工程条件,在中密度粘土、砾泥粘土和含岩土壤(砾石、鹅卵石等)中施工,兼有飞旋刀式切割器和锥形挤扩器的复合功能,具有很高的施工效率。回拉扩孔如下图所示。

N导向钻机 S入钻坑路面 地下水位 出钻坑钻杆连接检查井位置扩孔器扩孔轨迹 检查井位置回拖扩孔剖面示意图

3.5.3、管线回拖

扩孔结束后,立即进行管线回拖,管线回拖施工连续进行直至回拖到设计位置。

3.5.4、监测与控制 3.5.4.1、原理

采用先进的导向探测仪对地下钻头的前后倾角、深度、导向板面向角

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等进行测量,根据测量结果人为预定其导进方向,并不断地调整钻头面角进行推进或继续钻进。

在钻进导向孔时能否按设计轨迹钻进,钻头的准确定位及变向控制非常重要。钻进过程中对钻头的监测方法主要通过随钻测量(MWD)技术获取孔底钻头的有关信息。孔底信号传送的方法主要有:电缆法和电磁波法。电磁波法的测量范围较小,一般在600m以内水平发射距离,测量深度在12m左右。电磁波法测量的原理为:在导向钻头中安装发射器,通过地面接收器,测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数,将测得参数与钻孔轨迹进行对比,以便及时纠正。地面接收器具有显示与发射功能,将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示,以便操作手能控制钻机按正确的轨迹钻进。

本项目拉管导向将采用电磁波法。 3.5.4.2、钻孔轨迹的控制

钻进的轨迹一般考虑以下三方面的要求: (1)、 铺设管线的深度和水平距离; (2)、 避开的地下管线和石块等障碍物; (3)、 钻进角度或出钻角度的弧度变化控制。

钻机置于马路边缘一定距离外,钻机以一定的钻进角度开孔,向下偏导向钻进,希望经过一定长度的弧形轨迹,达到铺管设计深度时钻头的方向恰好调整到水平方向,再保持水平方向旋转钻进,保正钻孔达到设计准确高程。

3.5.5、安全保护系统

由于施工中的地质情况复杂、距离较远等特点,在施工中必须设置必要的安全保护措施,主要有:

(1)、防触电报警系统,一旦地下钻头触及电缆等带电体后,钻机

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发出触电报警,此时操作手必须坐在座椅上不得离开,以免触电。报警解除后,操作人员方可离开钻机。

(2)、远距离遥控紧急停机装置,随钻跟踪测量者应时刻保持与钻机操作手的联系,一旦发生意外应及时处置。目前我单位在本工程中采用无线通信联络方式,有时由于受到当时当地环境的影响这种方式己不能应付紧急突发事件。所以在施工中应由随钻跟踪者采用紧急措施停止钻机工作,待处理完后,由后者解除对钻机的限制后,方可启动钻机。

3.5.6、防范措施

为避免回拖失败、扩孔报废、防止塌孔,应采取以下措施:

(1)、选择适宜的钻机,通常选择钻机所要考虑的主要参数是最大推、拉力和最大输出扭矩。管道回拖力主要与穿越的地质条件、回拖管段的规格和长度、预扩孔的直径和质量有关。好的地质条件,预扩孔的质量相对容易保证;回拖管段的规格越大,长度越长,回拖力越大;预扩孔的直径越大,质量越好,回拖力越小。一般情况下钻机的最大回拖力应不小于回拖管段自重的1/2。

(2)、在回拖管道时采用水浮法发送穿越管段。

确保导向孔质量,导向孔是预扩孔的基础。导向孔的基本控制指标是出、入土角、曲线偏移和造斜段曲率半径。其中,钻机出、入土角一般比较容易控制。为确保拖管高程达到要求,在施工前应搞清施工作业区的地质情况。进行导向作业时,应确保穿越曲线的圆滑,防止出现反向弯曲的现象发生。

(3)、在满足管道回拖要求的前提下尽可能选择较小的扩孔直径;选用适宜的泥浆;选择适宜的钻具和钻具组合,并尽可能缩短施工周期。 4、施工人员组织

(1) 、公司将全面负责协调工程质量进度,组织强有力的现场管理

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部全面负责本工程的施工、进度、技术、安全及文明施工等工作。

(2)、 项目部每周主持现场办公会议,解决施工中存在问题,确保工程顺利进行。

(3)、项目经理用五日计划来控制每日进度,确保按计划实施。 项目管理组织及施工人员组织分别如下所示。

项目经理 技术负责人

施工安全组 技术质量组 材料设备组 施 工 组 后 勤 组 5、主要机械设备和材料配备

本项目主要为钢管道施工,每段管线长依现场具体情况而定。 我施工单位拟投入的主要机械为用DH-450/900-L型拉管钻机一台,及其辅助设备。 5.1、主要机械设备

按施工进度和本工程的主要工程量进行合理安排,拟用于本工程的主要机械设备如下表所示。

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