水平定向钻施工方案
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水平定向钻施工方案
一、编制依据
编制依据
类别 序号 名称 编号
标准 1 《建设工程项目管理规范》 GB/T50326-2017
2 《给水排水管道工程施工及验收规范》
GB50268-2008
3 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》 GB50141-2008
4 《给水用聚乙烯（PE）管道系统》 GB/T13663-2018
5 《钢制管法兰、法兰盖及垫片》 GB/T9112-2010～GB/T9113-2010
6 《球墨铸铁管沥青涂层》 GB/T17459-1998
7 《水平定向钻法管道穿越工程技术规程》 CECS382-2014
8 《建筑机械使用安全技术规程》 JGJ33-2012
9 《市政工程施工安全检查标准》 CJJ/T275-2018
10 《施工现场临时用电安全技术规范》 JGJ46-2005
图集 1 《市政排水管道工程及附属设施》 06MS201
2 《市政给水管道工程及附属设备》 07MS101
3 《柔性接口给水管道支墩》 10S505
二、工艺流程
2.1 工艺流程图
管线回拖终结设备就位前准备穿越曲线设计现场勘查出入工作坑开挖钻机就位钻孔导向扩孔管线回拖机器出厂
水平定向钻施工程序
2.2 工艺流程说明
2.2.1 施工准备
2.2.1.1 现场勘查
（1）现场勘查资料既是导向孔轨迹设计的重要依据也将决定施工难易程度，同时
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也是计算造价的基础。主要应确定以下内容：钻孔轴线和地面走向，地面相对高度，确定导向孔造斜长度和入钻点位置，铺管长度，布管位置；钻机等设备进出场路线、道路情况以及钻机和配套设备布置所占用的场地和空间。
（2）测量施工所在地的地形地貌、地下管线走向及埋深情况，找准入钻点的准确位置。
（3）调查落实设备进场路线、钻杆倒运路线，行人来往通行规律，应采取安全措施，确保管线工程顺利施工。
（4）复查施工所在地的污水管、自来水管、高压电缆和通讯电缆位置及埋深是否和本次工程穿越的管线交叉。
2.2.1.2 穿越曲线设计
导向孔穿越曲线依据管材的曲率设计；钻孔长度一般以50～300m左右为一段，并根据路面及地下构筑物的情况现场调整，选择适当的出入点、入土点。PE管线沿正在施工修筑的路边摆放、熔接。
2.2.1.3 钻机设备就位前准备
（1）施工设备进场前要求场地达到三通一平，确保施工设备顺利进场。
（2）对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测，路面所有井孔都要下井查清。
（3）根据施工现场情况，确定导向孔轴线。
（4）因施工现场路面是沥青和混凝土路面，钻机地锚直接用铁桩锚固。
（5）入土端开挖2.0×1.5×1.0m的工作坑，出土端开挖4.0×2.0×1.5m的泥浆储运坑，具体位置视现场而定；如路面以下路基的构成为不宜穿越的砂砾石层，则工作坑须适当地延长并加深，以使入出土点及穿越曲线能够在土层中。
（6）为避免由于泥浆流量太大，对周围环境造成影响，施工中要及时清理泥浆。
钻机设备就位前准备
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2.2.1.4 场地准备
（1）施工设备进场前要求场地达到三通一平，确保施工设备顺利进场。
（2）对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测，路面所有井孔都要下井查清。
（3）根据施工现场情况，确定导向孔轴线。
（4）因施工现场路面是沥青和混凝土路面，钻机地锚直接用铁桩锚固。
（5）入土端开挖2.0×1.5×1.0m的工作坑，出土端开挖4.0×2.0×1.5m的泥浆储运坑，具体位置视现场而定；如路面以下路基的构成为不宜穿越的砂砾石层，则工作坑须适当地延长并加深，以使入出土点及穿越曲线能够在土层中。
（6）为避免由于泥浆流量太大，对周围环境造成影响，施工中要及时清理泥浆。
场地准备
2.2.1.5 开钻前准备
（1）检查钻机的机械、液压、电气、电控等系统，空车试运转情况要达到最佳状态。
（2）检查控向仪器，仪表，发射接收系统及计算处理功能是否正常。
（3）泥浆配制系统的设备运转是否正常。
（4）准备好钻具，包括导向钻头、扩孔钻头、磨孔器，钻杆为经过检测允许使用的钻具（选择优良且保险系数大的钻具）。
（5）发电机组试运转正常，油料保证及时补充。
2.2.1.6 钻机性能
水平定向钻JVD-380型钻机具有优越的钻进性能，回拖范围≤DN800mm。
2.2.1.7 钻导向控制
钻导向孔曲线控制，并采用月蚀仪器探测，确保一次导向成功。
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2.2.1.8 泥浆搅拌
泥浆是钻进过程中不可缺少的，对工程施工起到重要作用，定向钻钻机过程中，要有足够的泥浆进行供应。
2.2.2 钻导向孔
（1）根据地层情况，选择并设计出导向孔轨迹曲线。
（2）钻导向孔的成功与否关键在于如何成功导向的问题，故此在钻导向孔时按照地质构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案，规定在不同的地质情况下选用不同的泥浆配方，充分提高泥浆的护壁能力，降低土层的摩擦系数，从而可以防止钻具粘卡。
（3）为保证预扩孔及回拖工作的顺利进行，钻导向孔时要求每根钻杆的角度改变量最大不应超过2°，连续4根钻杆的累计角度改变量应控制在8°以内（钻杆每节3m）。
（4）经过施工负责人对轴线及钻机就位情况进行校准，检查无误后方能开始钻进施工。探头装入探头盒后，标定、校准后再把导向钻头连接到钻杆上，转动钻杆测试探头发射信号是否正常，回转钻进2m后方可开始按照设计轨迹进行穿越。
（5）导向孔完成后，经施工负责人检查合格后方可进行预扩孔。
钻导向孔
2.2.3 扩孔施工
根据管线直径，采用扩孔器扩孔施工，以满足管线回拖施工的要求。
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扩孔施工
2.2.4 管线回拖
管线回拖是整个穿越工程最后也是最关键过程，各部门各岗位密切合作协调统一行动：
（1）现场技术负责人必须掌握现场各工位情况，随时处理拖管中出现的问题，并有相应的预备措施。
（2）现场负责人深入了解各工作环节状况，是否具备拖管条件，确定无误时再下拖管命令，并进行统一指挥。
（3）管线回拖时应根据场地和路面情况而安排、指导、协调人员，要保持联络畅通，使回拖中行动一致。
（4）钻机操作要时刻注意钻机仪表的拉力、扭矩并控制管线回拖速度，增大泥浆排量，降低泥浆压力，从而保护孔壁；保证孔内有充足的泥浆，有利管线回拖。
（5）管线回拖时确保泥浆质和量充分供给，添加合理。
管线回拖
管线回拖到设计位置后，应请甲方、监理到现场检查验收，并办理相关手续，即穿越任务结束。钻机及配套设备转场，现场清理。
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管线回拖终结
三、施工要点
3.1 向孔施工措施
为保证导向孔与设计曲线相符合，采取如下措施：
（1）在导向孔钻进前，应精确测好穿越曲线，经技术负责人确认。
（2）钻导向孔时，认真填写控向记录，穿越工程造斜段单根钻杆的角度变化值应严格控制在2°以内。
（3）钻进过程中，应保持导向孔与设计曲线的符合性。当导向孔发生偏离时，应及时纠偏，避免导向孔出现“S”弯。
（4）钻进过程中，泥浆压力控制在4-9MPa之间。
3.2 防止塌孔技术措施
在满足管道回拖要求的前提下尽可能选择小的扩孔直径，确保钻进液充满整个孔洞；为防止塌方，要增加使用针对砂土的高性能的膨润土及化学泥浆，发挥其护壁、润滑等性能。
穿越工程施工技术措施
（1）严格按照施工方案施工，必须确保导向孔在地面扰动层以下穿越，根据导向孔的设计曲线严格准确的实施。
（2）在施工中，根据钻机回扩孔压力情况，控制回扩速度，减小扩孔对地层的扰动。
（3）加强泥浆作用，严格按照本穿越工程地质报告出示科学合理的泥浆配方，提高泥浆护壁性能。
（4）提高工作效率，缩短施工工期，降低施工风险。
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3.3 水平定向钻施工质量保证措施
（1）仪器精度：由于地表是路面、草坪，高差变化不大（取最大0.5m），仪器深度偏差为5%，各点间相对高差0.5m×5%=2.5cm（即正负5cm）仪器能显示出来，仪器倾角显示0.1%坡度，1m测一次，仪器能显示出来1m×0.1%=1mm坡度变化，以上两个参数综合运用，确保导向孔精度。
（2）导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度；
（3）精确调整钻机的位置和角度，保证钻机准确定位；
（4）导向孔每钻进1m测量一次，如发现偏差应及时调整。必要时增加测量次数以确保导向孔偏差在设计范围以内；
（5）司钻应严格按照探测员的指令进行操作，遇有异常情况及疑难部题应及时停钻，研究解决，确保工程顺利进展。
（6）扩孔应逐级完成，不同地层要按不同的工艺进行扩孔，严格遵守操作规程。
（7）每孔钻孔开始前，都要对操作人员进行技术交底，强调质量标准和质量要求。
四、主要施工设备
主要施工设备表
序号 机械设备名称 型号规格 单位 数量 备注
1 水平定向钻机 ZT-35 台 导向、扩孔、回拖
2 水平定向钻机 CASE6030 台 导向、扩孔、回拖
3 无线控向系统 Eclipse 套 导向
4 管道焊接机 套
5 清水泵 SP30G 台
6 泥浆泵 7.5KW 台
7 水准仪 S2 套 放样
8 全站仪 GTS-332N 套 放样
