水平定向鉆穿越施工及方案

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1、濱河西路(迎賓橋)中壓燃?xì)夤芄こ趟蕉ㄏ蜚@施工方案編制日期:2016年5月-20-1、工程概況本工程為濱河西路(迎賓橋)中壓燃?xì)夤こ?,?19的鋼管,直線距離84米,定向鉆穿越拖拉管施工。2、施工準(zhǔn)備計(jì)劃2.1、臨時(shí)設(shè)施、水源、動(dòng)力準(zhǔn)備a.現(xiàn)場(chǎng)施工人員的辦公、住宿房采用臨時(shí)租用民房;b.施工用電采用市電或部分地段采用自帶發(fā)電機(jī)(50KW);c.施工用水就近取河水;d.泥漿處置:水平定向鉆進(jìn)施工會(huì)產(chǎn)生大量的泥漿,泥漿處理租用灌車外運(yùn)棄泥。2.2、材料準(zhǔn)備本工程采用水平定向鉆方式敷設(shè)管道,由于水平定向鉆進(jìn)為長(zhǎng)距離穿越鋪管,工程開(kāi)工前,拖管設(shè)備、管材、各種焊材需提前進(jìn)場(chǎng)。2

2、.3、設(shè)備準(zhǔn)備擬采用DH-450/900-L非開(kāi)挖導(dǎo)向鋪管鉆機(jī),本鉆機(jī)為履帶式全液壓鋪管鉆機(jī),具有機(jī)動(dòng)性能好、質(zhì)量可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、整體性強(qiáng)、扭矩大、效率高、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單可靠、裝卸鉆桿方便省力等特點(diǎn)。特別適合復(fù)雜地形,大口徑、長(zhǎng)距離管道穿越施工。性能參數(shù)見(jiàn)下表,以DH-450/900-L型為例。動(dòng)力頭輸出速度:0~100rpm最大輸去扭矩:21000N.m最大推拉力:450/900KN主機(jī)自重:20T外形尺寸:7200*2400*2600mm泥漿循環(huán)系統(tǒng)容量:5~10m3-20-DH-450/900-L型非開(kāi)挖導(dǎo)向鋪管鉆機(jī)性能參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)備注1導(dǎo)向鉆頭

3、Φ100導(dǎo)向鉆孔2擴(kuò)孔鉆頭Φ300~Φ600分級(jí)反擴(kuò)成孔3鉆桿Φ89×4500導(dǎo)向、擴(kuò)孔、拖管4動(dòng)力168KW康明斯柴油發(fā)動(dòng)機(jī)5液壓馬達(dá)FY4-4500FD徑向柱塞馬達(dá)6液壓油泵80-40-25三聯(lián)齒輪油泵3、水平定向鉆施工工藝及方案3.1、水平定向鉆進(jìn)鋪管施工程序設(shè)計(jì)水平定向鉆孔軌跡→開(kāi)挖拉管工作坑施工→配制鉆液→鉆進(jìn)導(dǎo)孔→回拉擴(kuò)孔→清孔→回拉鋪管→清場(chǎng)。拖管施工對(duì)場(chǎng)地的要求主要是在管道焊接時(shí),需要有場(chǎng)地?cái)[放管道,無(wú)障礙物,方能滿足施工段的正常拖拉。3.2、施工工藝水平定向鉆進(jìn)鋪管的施工順序?yàn)椋旱刭|(zhì)勘探、規(guī)劃和設(shè)計(jì)鉆孔軌跡、配制鉆液、鉆導(dǎo)向孔、回拉擴(kuò)孔、回拉鋪管。3

4、.3、關(guān)鍵技術(shù)(1)、地層勘探及地下管線探測(cè)地層勘探主要了解有關(guān)地層和地下水的情況,為選擇鉆進(jìn)方法和配制鉆液提供依據(jù)。其內(nèi)容包括:土層的標(biāo)準(zhǔn)分類、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基巖深度和含卵礫石情況等。可采用查資料、開(kāi)挖和鉆探方法獲取。地下管線探測(cè)主要了解有關(guān)地下已有管線和其它埋設(shè)物的位置,為設(shè)計(jì)鉆進(jìn)軌跡提供依據(jù)。一般采用物探法和現(xiàn)場(chǎng)勘察法等。-20-(2)、鉆進(jìn)軌跡的規(guī)劃與設(shè)計(jì)導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)是否合理對(duì)管線施工能否成功至關(guān)重要。鉆孔軌跡的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工程要求、地層條件、地形特征、地下障礙物的具體位置、鉆桿的入出土角度、鉆桿允許的曲率半徑、鉆頭的變向能力、導(dǎo)向監(jiān)

5、控能力和被鋪設(shè)管線的性能等,給出最佳鉆孔路線。目前我單位有制造商提供鉆機(jī)軌跡規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,通過(guò)采集所需的全部信息,利用最優(yōu)化鉆孔軌跡。大大提高了軌跡的科學(xué)性和施工效率。造斜段:①造斜段距離L:L=[h×(2R1-h)]×0.5式中:h—埋深,R1—造斜段曲率半徑,取1500d②鉆桿入射角a:a=0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}(3)、配制鉆液鉆液在施工中起著非常重要的作用。鉆液是指在鉆進(jìn)施工中用來(lái)與鉆孔過(guò)程中切削下來(lái)的土(或沙石)屑混合,懸浮并將這些混合物排出鉆孔的一種液體,而泥漿則是鉆液與鉆孔中鉆屑的混合物。鉆液具有冷卻鉆頭(冷卻和保護(hù)其內(nèi)部傳感

6、器)、潤(rùn)滑鉆具,更重要的是可以懸浮和攜帶鉆屑,使混合后的鉆屑成為流動(dòng)的泥漿順利地排出孔外,既為回拖管線提供足夠的環(huán)形空間,又可減少回拖管線的重量和阻力。殘留在孔中的泥漿可以起到護(hù)壁的作用。在不同的地質(zhì)條件下,需要不同成份的鉆液。鉆液由水、膨潤(rùn)土和聚合物組成。施工中用水做鉆液的主要成份,膨潤(rùn)土和聚合物用做鉆液添加劑。鉆液的品質(zhì)越好與鉆屑混合越適當(dāng),所制造的泥漿的流動(dòng)性和懸浮性越好,回?cái)U(kuò)成孔的效果越理想,成功的概率越大。本工程施工中施工人員配制適合地層性能的鉆液,在類似工程中我們已能夠熟練-20-正確使用鉆液。特別是當(dāng)施工中遇到不同地層時(shí),能及時(shí)調(diào)整鉆液的性能以適應(yīng)工程要

7、求。(4)、鉆導(dǎo)向孔鉆導(dǎo)向孔的關(guān)鍵技術(shù)是鉆機(jī)、鉆具的選擇和鉆進(jìn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制??筛鶕?jù)不同的地質(zhì)條件以及工程的具體情況,選擇合適的鉆機(jī)、鉆具和鉆進(jìn)方法來(lái)完成導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)。導(dǎo)向孔施工鉆具具有鉆孔、變向、通磁和輸送鉆液的功能。通過(guò)人機(jī)協(xié)調(diào)控制,嚴(yán)格按已設(shè)計(jì)的軌跡完成導(dǎo)向孔施工。鉆孔施工是以高壓鉆液射流和鉆頭板切削共同完成的;鉆頭板以及安裝板上的鉆牙,在鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)起輔助的切削作用,在鉆桿推進(jìn)時(shí)起變向作用;發(fā)射器容納管(探棒室)用來(lái)放置發(fā)射器(探棒),在容納管上開(kāi)有通磁槽,并用非金屬材料密封以防止高壓鉆液進(jìn)入,發(fā)射器發(fā)射的電磁波經(jīng)通磁槽向外發(fā)射。鉆桿和鉆

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