水平定向钻施工重点环节介绍39页PPT

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钻孔穿越曲线设计的一般原则：



钻进曲线设计和规划是成功穿越钻进最重要的因 素之一，尤其要重视以下的原则，保证安全施工： 1．在作钻进规划时，计划导向孔离地下公用管线 或其它障碍物的最小净空是非常重要的。因为扩 孔器必定穿过整个钻孔，足够的净空是非常重要 的。同时，也允许钻头在定位时有点偏差。 2．钻进规划软件考虑到了钻杆和管线的曲率半径 因素，以便提供规划钻进路径要求的数据；要注 意的是：钻头的入土点和出土点的地面的标高情 况，对曲线的布局有一定的改变。
穿越施工分为二个阶段


第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻 一个导向孔； 第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将产品 管线（一般为钢管，PE管道，光缆套管） 沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完 成管线穿越工作。
鉆导向孔
预扩孔
回拖管道
水平定向钻施工的特点：
1．定向钻穿越施工具有不会阻碍交通，不会破坏 绿地，植被，不会影响商店，医院，学校和居民 的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对 居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基 础的破坏和不良影响。 2．现代化的穿越设备的穿越精度高，易于调整敷 设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，完全可以 满足设计要求埋深，并且可以使管线绕过地下的 障碍物。
水平定向钻机系统组成


各种规格的水平定向钻机都是由钻进系统、 动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及 附助机具组成，只是采取了不同的安装方 式或结构，它们的一般结构及功能介绍如 下： 1 钻进系统： 2 动力系统：3 控向系 统：4 泥浆系统： 5 钻具及辅助机具
第二章 施工设计和施工前的准备



非开挖穿越施工的关键是作好穿越曲线即导向孔 曲线的设计和地质勘察。 穿越曲线的设计和施工受许多因素的制约，其中 最主要的是施工现场的地上和地下条件，地上条 件包括地形，地貌以及周围建筑物，道路，河流 等； 地下情况包括原有地下管道，地下水和地质结构 等，因此，在穿越曲线设计和施工之前必须进行 详细的现场勘察，取得第一手的地质资料，为编 制施工方案和计算工程造价提供依据。

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• 2.1.1.3质量验收记录
• 导向孔钻进检验批质量验收记录应符合表A.13(见第九章)
• 2.1.2导向孔扩孔
• 2.1.2.1一般规定
• a扩孔应根据地质条件与管径大小分次逐步扩大。
• b扩孔时应注意两端的石头和杂物等不要进入导向孔中。
• 2.1.2.2主控项目
• 扩孔的孔径应满足管道回拖要求。一般情况下,穿越管段 直径小于或等于219mm时,最小扩孔直径宜比管径大 100mm;穿越管段大于219mm且小于610mm时,最小扩孔 直径宜为管径的1.5倍;穿越管段直径大于或等于610mm时 ,最小扩孔直径宜比管径大300mm。
• 1.9应根据泥浆泵排量确定切割刀、扩孔器的泥浆喷射孔的个数,泥浆喷射孔的 个数应按下式计算:
•
N=Q/∏R2·V
•
Q：泥浆泵正常排量（m3/min）
•
N：扩孔器喷射孔个数（个）
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R：喷射孔半径(m)
•
V：要求泥浆的喷射速度（m/min）
• 1.10水平定向钻穿越施工前,建设方应提供完整的施工图。
• 1.5适合水平定向钻机施工的地质条件为岩石、砂土、粉土、粘性土。对仅在 出土点或入土点侧含有卵砾石等不适合水平定向钻施工的地质条件时,经采取2 措施后也可进行水平定向钻穿越施工。
• 1.6地质材料准备应符合以下规定:
• ⑴施工前应熟悉地质类别、地质构造及地质的性质。
• ⑵施工前,建设方应按现行国家标准<<岩土工程勘察规定>>GB 50021的要求 向施工单位提供地质报告。其类容包括但不限于以下类容:
• 一般规定
• 1.1穿越深度应符合下列规定:
• ⑴穿越河流等水域时,穿越管段管顶埋深应在河流最大冲刷线2.5m以下,且穿 越管段管顶到河床底部的最少距离宜大于穿越管径的10～15倍,且不小于6m 。对防洪等级高的河流,应根据不同的地质类别,适当增加穿越深度。

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二、 施工现场勘察
2）、地下管线测绘 地下管线测绘是对已查明的地下管线位置的平面位置和深度进行测量。 我们要 沿穿越方向，对已探测地下管线的深度及管线走向做出标记； 根据探查结果，对现场地下管网进行复查，准确掌握地下各种管线和其他 基础设施的分布及埋深，为导向孔轨迹提供准确的设计依据。 2、地质勘察 较长穿越工程应当让业主提供工程现场的地质勘察报告，根据地质勘察 报告可以进行钻机及钻具组合的选择，也是我们提供工程报价的依据。
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四、 泥浆配置
2、常用泥浆化学处理剂 为了保证水平定向钻进泥浆的稳定性和提高泥浆的各种 工艺性能，以适应各种情况下的钻进要求，泥浆中使用着 各种各样的泥浆添加剂。水平定向钻进泥浆常用的泥浆添 加剂有：A.纯碱；B.防塌剂；C.降失水剂；D.润滑剂； A. 纯碱 碳酸钠（Na2CO3），又叫苏打。纯碱在水中容易电离 和水解，在配制时加入从而有效地改善粘土的水化分散性 能，因此加入适量纯碱可使泥浆的失水下降，粘度增大。 D. 润滑剂 它提高了泥浆的润滑性，从而降低了摩擦力，减少钻具 与泥浆的摩擦，可防止粘附性卡钻。
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三、穿越“仪器”概述，流程及曲线设 计
1、工程前期的交底，要对工程概况有所了解，根据现 场情况初步确定能否进行穿越施工，及大概需要的 长度、出入土点位置。 2、物探，绘制物探图 根据现场情况定出物探范围，物探一定要做到细致， 把范围内的井盖全部打开，并用雷迪跟踪探测，确 定管线走向及与穿越交叉处的深度，注意没有井盖 的管线，例如由电线杆下来的电力，墙边的电信等。 物探完成后绘制物探图，具体定出出入土点位置， 测量预计穿越长度。
1、地下管线探测 城市地下管线资料残缺不全，有的资料精度不高或与现状不符等问题， 以致影响地下管线规划建设的科学性和在工程建设过程中挖断、挖穿地下管 线的事故时有发生。 1）、地下管线探查 地下管线探查是通过现场调查和不同的探测方法探寻各种管线的埋设位 置和深度 方法： 要求业主提供工程现场地下管网资料 寻找施工现场周围的工作井，查看管线的走向，情况不明打电话让相应负 责部门到现场标明 询问当地居民 用管线探测仪进行测量 钻机出入土点挖工作坑，至少1.5米深

钻头上通常有喷嘴，泥浆高速从喷嘴喷 出，对土层进行冲刷。
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对不同土层，应选用不同的钻头。在 较软的黏土中，一般选用较大尺寸的钻头， 便于在推进过程改变方向。在较硬的钙质 层中，选用较小的钻头。若在硬岩钻进， 则要选用特殊的钻头，如镶焊小尺寸硬质 合金钻头。
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钻机在工作中应完全固定。如果主机在钻 进、回拖过程中发生移动，一方面有可能造成 发动机的损坏，另一方面会降低推力或拉力， 造成孔内功率损失。目前最新型的钻机都装备 有自动液压锚固系统，靠自身功率把锚杆钻入 土层。在干燥土层一般用直锚杆，在潮湿土层 用螺旋锚杆。
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e.地形考察：地形考察包括已存在的构筑物及既 有设施等，钻掘线路上的既有设施也是钻掘前应考 虑的因素之一，这些因素会影响到钻掘的进入点、 出口点以及定向钻钻孔的整个轮廓。
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f.地质勘测资料：地质勘测非常重要，地质情况 决定了钻孔工艺的可行性。通常所需的地质报告 要非常接近钻孔路线，但并不一定是延着定向钻 施工路线一一取得。这份报告须陈述取得重点地 段的地质的实际位置与方法，并详述此一重点地 段地质的样本，至于所需重点地段地质的数量与 深度，则取决于钻掘的长度及所经过的线路。重 点地段地质取样的深度需比计划定向钻掘的深度 还要深。这份详细而广泛的地质报告是钻掘计划 中最重要的信息。
钻机的智能辅助系统近几年发展很快。在 预先输入地下管线的走向及障碍物位置、钻杆 类型、钻进深度、进出口位置、管道允许弯曲 半径等参数后，钻进软件可以自动设计出一条 最理想的路径，包括入土角、出土角、每根钻 杆的具体位置等，在实际工程中可以根据实际 情况调整。

小时（超 规范问题）
焊口不合格返修 合格后进行补口
检测完成继续 回拖1-2根钻杆
返修或补口完 如果返修 返修焊口检测
成后继续回拖
并继续回拖
开始正常回拖
焊口冷却后 继续回拖
回拖1根钻杆 进行焊口检测
检测合格进行 补口作业
水网地带施工场地和施工便道
水网地带的小型河流和沟渠通过方法
定向钻穿越的施工流程
为数字信息后分送司钻控制台和计算机控制程序系因富统此的。有控钻一向机个员司经或验司钻丰钻
根据司钻控制台上提供的当前数据和下一步计划要员达是到非的常数必据要选的。
择进行司钻操作。控向人员根据测定的角度数据，输入钻进的钻
杆长度，由计算机程序自动计算当前钻头的三维坐标，控向员根
据当前数据制定下一步钻进计划，并提供给司钻。
当钻机旋转钻进时带动钻头和钻杆一同旋转，则钻头沿直线钻 进；当钻头旋转，而钻杆不旋转，钻机直推钻进时，根据工具 面HS的方向调整角度。
帆板运动
2.导向孔
? 水平定向钻进穿越的第一道工序是导向孔的施工。导向孔 的轨迹控制通过导向钻头完成。导向钻头是一种带有斜掌 面的射流辅助切削钻头，直径略大于钻杆，当钻杆带着钻 头回转并给进时，将钻出直孔；当钻杆带着钻头只给进不 回转时，将钻出弧孔（也称弯孔）。导向钻头内部带有发 射器，地表有对应的接收器，能接收发射器采集到的斜掌 面方位、导向钻头指向、深度等参数，地面操作人员通过 控制参数达到控制施工轨迹的目的
的。固体成份（单位：容积 %）用以鉴定泥浆的携带能力，泵
送能力，磨蚀能力，以及输送容积，钻孔的清洁度验证和泥浆
再循环中使用的分离设备（筛，旋风分离器，离心机）的有效
性。
? 5、 循环容积 ? 循环容积（单位L/min）必须经常监测并记录，尤其在早期探测钻屑液

39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。

31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
水平定向钻施工重点环节介绍
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。

06
定向钻施工法的案例分析
某市污水管道定向钻施工案例
总结词
复杂地质条件下的挑战
详细描述
某市在建设污水管道时，由于地质条件复杂，采用了定向钻施工法。该案例重点介绍了施工前的地质 勘测、钻孔设计、泥浆配制等关键环节，以及施工过程中遇到的问题和解决方案，如防止钻孔坍塌、 控制钻孔方向、处理复杂地层等。
量等。
回拖过程中应密切关注管道的 姿态和位置，及时调整回拖方 向和速度，以保持管道的直线 度和稳定性。
管道回拖完成后，应对回拖质 量进行检测和验收，如有问题 应及时处理。
05
定向钻施工法的安全措施
人员安全培训
总结词
提高员工安全意识
详细描述
定期组织员工参加定向钻施工法的安全培训，确保员工熟悉施工过程中的安全 风险和应对措施，提高员工的安全意识和操作技能。
根据施工方案，安装定向钻机和辅助设备，并 进行调试和检测。
导向孔钻进
按照预定的钻孔路径，使用定向钻机钻出导向孔 。
扩孔与清孔
使用扩孔器将导向孔扩大到适合管道铺设的直径， 同时使用泥浆泵和清孔器清除孔内残渣。
管道铺设
将管道一端拖入扩大的孔中，另一端与回拖装置 连接，通过回拖装置将管道回拖到孔中。
质量检测与验收
钻孔过程中应定期校准钻孔机的位置 和方向，以保持钻孔的正确路径。
导向孔钻进完成后，应进行孔深、孔 位、孔斜的测量和验收，确保符合设 计要求。
扩孔的质量控制
扩孔是定向钻施工的重要环节，其质量控制包括确保扩 孔后的孔径、孔深和直线度符合设计要求。
扩孔过程中应密切关注泥浆性能的变化，及时调整泥浆 配方，以保证扩孔的稳定性和安全性。
对铺设完成的管道进行质量检测和验收，确保施工质量 符合要求。

的管线，例如由电线杆下来的电力，墙边的电信等。
阅读与思考 相关关系的强与弱
实习作业
复习参 考题
第三章 概率 3.1 的概率 阅读与思考 天气变化的认识过程 3.2 古典概型 3.3 阅读与思考 概率与密码
物探完成后绘制物探图，具体定出出入土点位置，
复习参考题
普通高中课程标准实验教科书 数学 必修3 [1]
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。
1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一起的，比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。
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二、 施工现场 勘察 2）、地下管线测绘
地下管线测绘是对已查明的地下管线位置的平面位置和深度进行测量。 我们要 沿穿越方向，对已探测地下管线的深度及管线走向做出标记；
根据探查结果，对现场地下管网进行复查，准确掌握地下各种管线和其他 基础设施的分布及埋深，为导向孔轨迹提供准确的设计依据。