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水平定向钻施工方案
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    水平定向钻施工方案.doc

    一、 工程概况
    本工程是 杭州市华丰路(同协路-笕丁路)10kV电缆沟 工程,管道铺设钻入点深为1.5米,中间最深点为6.1米,出土点深为1.5米的电力管道,总长约为180米左右,材料为MPP200管。采用水平导向钻进敷管形式穿越。(具体如图纸)。钻入点和出土点开挖为2米*5米深为1.5米的坑。因该地段施工场地地形复杂,给施工带来一定难度,无特殊情况下,工期为7天左右。
    二、 施工组织管理:
    1、 人员组织
    为了本工程的顺利完工,根据工程的实际情况,我公司将组织1支12人的施工队伍,同时安排一流的专业顶管施工人员以及先进的设备进行现场施工,包括施工负责人、各类技术人员和普工等。
    2、 施工设备及机具
    我公司在本次施工中采用的设备和机具有:ZT—25水平导向钻机1台,BW—250型泥浆系统1台,发电机2台,控向系统1套,卡车2辆,挖机1台等。

    3、 施工现场由建设单位负责落实以及负责涉及相关事宜的审批,以及可能涉及的施工赔补问题。
    三、 施工工艺:
    在本次施工中使用的水平导向钻机,其施工步骤主要包括如下几步:(1)施工准备;(2)导向钻进;(3)预扩孔(第一次预扩孔,第二次预扩孔);(4)泥浆配置;(5)回拉铺管;(6)清理场地。
    1、 施工准备:
    在施工前,查清地下各种管线的管位,按设计平面图找到
    钻进入口和出口处,并按设计要求在入口处挖工作坑,对工作坑和钻机进行路架围封,必要时做基坑支撑。
    2、 导向钻进:
    导向钻进是利用内部安装的发射器和地面探测人员手中的接收器准确掌握钻头的钻进方向及钻头深度,及时调整其走向,使钻进按设计方案准确钻进。
    2.1、导向孔的钻进过程
    导向钻进是铺管成功的关键环节之一,这个过程需要至少两名操作人员,一名钻机操作者,操作钻机,控制钻具在地下的状况;另一名是定位探测仪操作员,负责监测、探测钻头在地下的走向和进尺情况。钻头上装有可发射无线信号的探头,它可穿过地层发出一种特殊的电磁波,操作员手中的探测器可以接受这些信号,并经过处理后,让钻机操作者及时了解钻头目前的位置,显示的信号包括钻头走向、深度,造斜率和面向角等信号,以便及时调整钻头的方位,确保钻头按照事先设计好的轨迹钻进。钻机操作者可以在钻机上,通过仪表掌握钻进过程中施加给钻杆的压力和回转扭矩,在钻机仪表盘上,还可以看到来自探测装置反馈过来的一切信息,钻机操作者通过这些信息来调整钻头方位,操作台上的液压仪表和远距离信息显示仪表,就像操作者的眼睛一样,可以随时观察孔底情况。
    2.2、 施工要点和施工注意事项
    ⑴ 为确保本工程成功地完成定向钻进的导向工作,要严格按照设计规划好的穿越曲线钻进,主要是控制好钻进曲线不同位置的深度和造斜率。在不超过管道弹性敷设半径或钻杆弯曲极限的范围内,操作员应确保按设计的轨迹钻地,如果前一段钻进没有完全符合设计曲线,所出现的差值可以通过下一段来修正,并记录实际钻孔与钻孔的偏差,通过计算来调整钻进的参数。
    ⑵设计钻孔轨迹时重点考虑以下影响因素:待回拖管线的材质、尺寸、曲率半径;钻杆弯曲极限;地层条件;地上、地下障碍物状况;
    ⑶导向孔钻进时,采用带斜面的非对称钻头。若一边旋转一边推进,钻孔呈直线延伸,即钻出一个直孔,若钻头只推进不旋转,由于地层给斜面钻头的反力的作用,使钻头朝斜面法线的反方向钻进,即实现造斜功能,钻出曲线或造斜孔。钻机操作人员根据地表的接收器探测出钻进参数(钻头的位置、深度、倾角和工具面向角等),判断钻孔位置与设计曲线的偏差,并随时进行调整,以确保穿越曲线按照设计的走向钻进。
    ⑷钻机配有控向探测仪器,其作用就是及时探测钻头在地下的实际位置,并将探测结果传输到地面接收显示器和司钻操作台上的远程显示器,司钻根据这结显示的数据进行方向调整和纠偏。
    ⑸ 在改变方向的过程中,钻孔的转角或转弯半径应该控制在一定的范围内,本工程PE管可不予考虑(R=50D,即导孔轨迹的弯曲半径应大于8m),只考虑钻杆的弯曲半径即可,使实际的钻孔曲线尽量平缓,以利于回拖。
    ⑹钻机场地准备好钻机到达现场安装调试完毕后,开始钻导向孔。导向孔的钻进质量或成败取决于下述因素:
    a.钻头实际的左右位置偏离、深度和最小离地间隙(或最小地面覆盖)。
    b.导向孔将提供实际的钻进土壤状况的资料,为正确决定预扩孔或回拖和子的工艺提供依据。
    c.完成的导向孔曲线应该圆滑并逐渐转向,以便满足回拖管子的要求。
    ⑺为顺利完成导向孔曲线的钻进,关键要十分注意以下各点:
    a.正确地钻进第一根钻杆是非常重要的。先在钻头入土处挖一个小坑,使坑的平面与钻头进入方向垂直,并确信泥浆已经搅拌好已经具备开钻条件。
    b.钻头转向6点钟的位置,开动钻液泵。确信钻头喷嘴中有钻液流动。开始朝前推进并穿透地面保持钻头进入地面的斜度。第一根要没有任何转向直钻。
    c.接上第二根钻杆之前,要将这根钻杆转动并将钻头抽回入口坑,再将该钻杆旋转钻入地下。因为导向板总是大于钻头,这样重复钻进一次会形成更好的导向孔,并且可以在钻杆和孔壁间维持一个环形空间。
    ⑻钻进前都要确认泥浆泵是开着的。并观察压力表指示。应及时调整钻液流量,以便入口坑有泥浆流回这有助于操作员判断环形空间是否仍然畅通。
    如果钻液压力表指向了最大值并停止在该位置,这可能说明钻头喷嘴堵塞住了。这时将钻头拖回将堵塞物清除。在清理喷嘴或卸下喷嘴之前,要确信钻机上泥浆压力已经卸掉。
    ⑼在钻孔的全程,定位员要决定钻孔的斜度、深度和与计划路径相关的实际钻孔路径。然后由操作员调整钻位置来达到。在朝前推进至旋转的过程中,密切注意遥控显示器上斜度的变化是非常重要的。
    ⑽ 对于任何一根钻杆,抽回再重复钻进有利于在钻孔中维持环形空间也有利于充分混合泥土,并且钻液可以流过整根钻杆。重复钻进技巧的运用有利于在导引孔中维持一个良好的环形空间。
    ⑾ 钻机操作员要注意观察,在出口坑没有钻液流出,意味着由于缺乏钻进经验或者使用了不适当的钻液,而导致了钻孔中环形空间的堵塞。随着钻孔长度延长,由于进入地下的钻杆摩擦力增加,从而旋转压力将会增大,旋转压力充分增大,可能是土层吸水并在钻杆四周膨胀的标志。如果这种情况发生,需要重新调整钻进泥浆和添加剂的性能和比例,或者重新钻导向孔。
    ⑿ 在整个钻孔过程中,必须时刻保证钻机操作员和定位员这间的良好的通讯联系。
    3、 预回扩孔:
    导向钻进完成后,卸下导向钻头,换上扩孔钻头和旋转接头,然后在旋转接头后接上回拉钻杆,进行分级扩孔,直至预铺设管线的最大直径。
    4、 泥浆配置:
    由于穿越经过地层主要是沙土,长距离大口径穿越对泥浆性能的要求高,为克服对付这种不利因素,我们将采取以下措施:提取土样送泥浆实验室进行分析,提出初步泥浆配制方案:施工中将泥浆携带出的颗粒物进行再分析,拟定针对性泥浆方案并细化配比。配制泥浆水源采取就近取河水,施工前提取水样到专业部门进行水质检查,符合泥浆配制标准(五类水质)方可采用。如水质达不到要求,就地打井取地下水。用水泵输送至水罐内,在水罐中沉淀、过滤后配浆。按照规范要求,根据地层特征合理确定泥浆粘度,配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出高效护壁、润滑等特殊性的泥浆,提高回拖成功率。
    泥浆利用泥浆池存储,施工完毕后装车后外运并清理场地。

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