非开挖导向钻进铺管技术的应用
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非开挖导向钻进铺管技术的应用摘要:非开挖施工技术在近年来得到广泛的应用,较之明挖技术有着自身的特点。
由于它不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道。
从而节省了大量投资和时间。
本文阐述非开挖技术中的导向钻进铺管技术的施工特点及施工工艺,以及作为一种较新的施工技术在实例工程中出现的注意问题。
非开挖导向钻进技术的特点:不破坏周边环境,对交通、公共设施、建筑没有影响,同时污染小,综合造价低,施工周期短,是一种高效的施工技术。
非开挖导向钻进技术的原理:由人工控制装有导向钻头的钻杆,沿着设计管道轴线位置和高程钻进。
钻通后把导向钻头换成扩孔钻头进行回扩,最后牵引管道沿着扩孔形成的孔洞穿越就位。
非开挖技术使明挖开槽施工难以实现的目标成为可能,并在工程造价、施工周期、环境保护等方面有着非常明显的优势。
相信它在管线施工中的发展前景将极为广阔。
通过工程实例可以证明,非开挖技术具有良好的社会效益和经济效益,值得在给排水、市政、水利管线工程中大力推广。
关键词:非开挖导向钻进技术泥浆护壁管道焊接扩孔经济效益绪论近年来,随着社会高速发展和城市的快速建设,大量的新建管网与已存在的基础设施相矛盾的问题日益突显,如何解决这一矛盾,非开挖技术,作为解决这一问题最有效的技术手段,在近年来得到了广泛的应用。
由于它不需要进行明挖,就能穿越地上设施,从而节省了大量投资和时间。
本文将通过工程实例,来说明这一施工方法取得的良好效益。
一、非开挖技术定义及特点1、定义非开挖技术(Trenchless Technology,简称TT技术)是指在不开挖地表的条件下,利用各种钻掘技术手段,铺设、探测、检查、修复和更换各类地下管道或设施的一种施工技术和方法。
目前非开挖地下管线施工技术已达百余种,按其用途可分为管线铺设、管线更换和管线修复三大类。
管线铺设的非开挖施工方法又可分为:顶管施工法、微型隧道施工法、导向钻进施工法、水平螺旋钻进法、气动矛施工法、夯管施工法等。
导向钻(拖拉管)管道敷设工艺在给水工程中的应用摘要:拖拉管一般叫做牵引拖拉管,拖拉管工艺的出现使城市道路上和交叉口埋设地下管线避免了道路的开挖和对其它地下管线的损坏,同时降低了地下管线施工时对交通、环境的影响。
本文以PE管为例介绍了拖拉管在给水管道工程中的应用。
关键词:管道敷设拖拉管导向钻非开挖一、导向钻(拖拉管)管道铺设过程:1、用导向钻机安装管道的方法称之为导向钻穿越法(拖拉管)。
这是一种非开挖地面就可以在地下快速铺装管道的方法。
导向钻进的过程是受三维控制的,通过钻杆的旋转和一个特殊设计的楔形钻头来完成导向孔的曲线钻进。
设计钻进轨迹时要考虑设计平面位置、埋深的要求,地下公用管线的影响,钻杆和管材的弯曲半径等多方面因素,最后设计出最佳的轨迹曲线,有条件的还可利用现有的设计规划软件进行优化设计,如“非开挖设计施工专业软件DrillSmart4.0”等。
根据设计文件和地下管线探测结果,结合现场踏勘,设计导向孔轨迹。
2、拖拉管材的选用:非开挖施工时会对管线产生较大的牵引力和周向的挤压力,所以要求管材具有较大的环刚度以及拉伸强度。
经计算与比较,聚乙烯(PE)管具有很好的拉伸屈服强度和弯曲模量,特别适用于非开挖工程。
其热熔连接方式也使管道连接方便、接头强度高,优良挠性使得PE管道走向容易依照施工轨迹的要求进行改变;良好的抗刮痕能力,使得管道不易损坏而漏水。
同时,PE管材符合饮用水的要求。
适用管材不仅有PE 管、PVC 管,另外钢管也可以使用该法来铺装。
3、其施工过程为:①钻导向孔:根据入土点、入土角度结合现场实际情况使钻机准确就位。
定向钻机放置应符合下列要求:(1)钻机应安装在管道中心线延伸的起始位置;(2)调整机架方位应符合设计的钻孔轴线;(3)按钻机倾角指示装置调整机架,应符合轨迹设计规定的入土角。
钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后,对设备进行调试、检查、测试,确保设备安全运行。
控向设备仪器安装完成后,对其进行调试,确保导向孔的精度。
非开挖水平定向钻进的施工技术及应用实例摘要:本文对非开挖水平定向钻进技术的特点和施工工艺进行了介绍,并进一步结合新会南车给水工程等成功实例对相关的技术要点进行了分析,为非开挖水平定向钻进技术在供水工程中的推广应用提供参考。
关键词:供水管道水平定向钻进非开挖0.前言对于城镇供水管道的施工,普遍地使用明挖法施工,但当在横穿道路时常常容易造成交通堵塞,车流量大的主干道更是不可行,而经过绿地和园林时也会造成毁坏,甚至因为建筑物存在,不允许开挖,进而会影响整个项目的施工进度。
正是在这种背景下,孕育和产生了地下管线建设的技术革命——非开挖技术。
非开挖技术是指在无需开挖地表路面的情况下铺设各种地下公用设施(管道和电缆)的一种技术和方法,常使用水平定向钻进施工和顶管施工。
它与传统的“开槽埋管法”相比具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。
1.前期调查在项目具体施工前,需要进行细致全面的调查,施工地区的水文、地质勘查,以及对施工风险的评估,掌握施工涉及区域地表和地下的地质情况,分析非开挖定向水平钻进施工的可行性,并合理设计管线走向和进出洞口位置。
2.水平钻进施工技术要点2.1导向孔轨迹的设计导向孔是扩孔拉管的母线,也是最终形成的管线孔。
与其它管线不同,重力管对于深度、坡度允许误差均有较严格的要求,施工难度大。
因此,对于施工项目的情况,管线设计要考虑满足施工的基本条件,以确保管线钻进时有可行的入土角度。
工作井位置一般按100—200m的间距设置,当管线较深时,为保证入土角度,入土工作坑设计。
2.2回拉力的计算及定向钻机的选择定向钻根据穿越长度实际需要的回拉力进行选型,回拉力的计算参考《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》。
具体公式如下:f拉=πlf [d2γ泥/4 - dδ1 (d -δ1)]+k粘πdl式中:f拉——计算的拉力,kn;l ——穿越长度,m;f——摩擦系数,f=0.1~0.3; d——生产管直径,m;γ泥——泥浆密度,kg/m3;δ1——生产管壁厚,m;k粘——粘滞系数,k粘= 0.01~0.03。
管道非开挖技术非开挖技术是指通过导向、定向钻进等手段,在地表极小部分开挖的情况下(一般指入口和出口小面积开挖),敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术,对地表干扰小,因此具有较高的社会经济效果。
主要包括水平定向钻进、顶管、微型隧道、爆管、冲击等技术方法。
该技术源于20世纪70年代,并于90年代传入我国,目前被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复,也可以应用于文物、古建筑的保护等方面。
特点(1)引入了管线轨迹的测量和控制;(2)大大提高了铺管能力(长度2000m,直径3m);(3)快速高效;(4)增强了在复杂地层条件下施工的能力;(5)使管道的原位修复成为可能。
新管道施工技术管道更新技术管道修复技术非开挖技术措施按施工工艺可分为:导向钻进铺管技术、遁地穿梭矛铺管技术、顶管掘进机铺管技术、顶管铺管技术。
1.1 导向钻进铺管技术(1)施工优点①导向仪导向,快速高效准确;②钻孔方向易控制,施工场地要求简单;③导向探测与管线探测相结合有效调整钻头,避开管线,适合复杂地层条件下施工。
(2)适用范围用于铺设电力、通信、煤气和自来水管线,铺管直径、长度和材料范围较宽,适合1000mm以下管径,主要有PE管铺设和钢管铺设。
1.2 遁地穿梭矛铺管(1)施工方法①拉管法;②顶管法。
(2)施工优点①冲击力大,穿透性强;②速度快,工期短;③可穿越流泥流沙和卵石带;④适宜各种管材。
(3)适用范围①适宜于铺设各类13~150mm;②小管径长度<50m或距离较长的;③钢管或铸铁管最大口径可达1.5m最大长度可达100m。
1.3 顶管掘进机铺管技术(1)优点①高功率、高效率;②采用泥水平衡掘进施工法,可进行大管径超长度施工;③噪音小、无污染。
(2)适用范围隧道、涵洞和大口径管道。
1.4 顶管铺管技术(1)设备①导向探测仪;②导向钻机;③液压顶管机。
(2)施工方法①导向钻孔定向;②液压顶进、人工挖掘。
水平导向钻进管线敷设技术在武钢非开挖工程中的首次应用摘要:针对武钢老工业区的地下以及地表的复杂条件,武钢引进水平导向钻进技术,在节水示范工程进行了首次应用,对该区域的导向轨迹设计方法、以及导向钻进、回拉铺管等相关技术进行了实践探索,采用了钻进趋势、水平、竖向纠偏原理以及盲钻技术高效、成功地实现了导向钻进,同时对扩孔和回拉等技术进行了应用研究,为武钢老区的非开挖技术应用积累了宝贵的经验。
关键词:非开挖、导向钻进、轨迹设计一、概述水平导向钻进管线铺设技术是通过导向钻进、分级回扩、回拉铺管等工序来实现管线敷设的一项先进技术。
由于该技术具有对环境的影响小,可以经济、快速、大深度穿越地下障碍物而实现铺管等优越性,因此,武钢建工集团新近引进该技术,并针对武钢老区特殊环境和地层条件,在“节水示范工程”中一举成功,取得了很好的经济和社会效益。
武钢节水示范工程穿越公路、铁路、绿化带,基本贯穿武钢整个厂区。
由于主要施工环境处于武钢老区,各种阀门井、管道支架基础多;地下管线纵横交错;地表高压线路网络密集;地表铁质材料较多,地层也以填渣居多,因此,在这些特殊环境和地层条件下应用水平导向技术,具有一定的难度和挑战性。
下面以该工程6号门至厂区段为例,总结了该技术在武钢老区的成功尝试经验,对施工过程中的关键技术问题进行了研究探索。
二、技术参数的选取和轨迹设计施工标段需穿越265m绿化带,5条铁路,针对环境、地质条件,确定主要设计和施工参数如下:1)覆盖深度:铁路下取4m,其它取2m。
2)入、出土角和曲率半径入土角取13º~15º,出土角取12º~13º。
3)钻进测量与精度导向孔出口处左右±0.5m,上下±0.5m。
4)钻孔轨迹控制钻进导向孔时为保证测量精度每1m进行一次测量。
工程分两段进行:第一施工段长265 m,采用CASE6060型钻机施工,穿越管线埋深2m。
轨迹设计如图1所示。
非开挖导向钻进拉管施工工法非开挖导向钻进拉管施工工法一、前言非开挖导向钻进拉管施工工法又称为水平定向钻杆施工工法,是一种在不破坏地表的情况下进行地下管道敷设的先进技术。
该工法通过导向钻进和拉管技术,可在复杂地质条件下进行顺畅施工,逐渐被广泛应用于城市供水、电力、通信等领域。
二、工法特点1. 高效快捷:非开挖导向钻进拉管施工工法采用钻进与拉管相结合的方式,施工速度快,操作简便,可大幅度缩短施工周期。
2. 经济环保:由于不需要开挖土方和肢解地面,减少了对环境的破坏,降低了施工成本。
3. 应用范围广泛:非开挖导向钻进拉管施工工法适用于各种地质条件,如软土、粉土、砂土、沙砾等,并可适用于复杂地质条件下的长距离穿越施工。
4. 施工质量可控:通过导向钻进技术,可以保证管道的水平度和垂直度,提高施工质量。
5. 减少工程风险:非开挖导向钻进拉管施工工法可避免地质灾害的风险,保障施工过程的安全性。
三、适应范围非开挖导向钻进拉管施工工法适用于城市供水、电力、通信、燃气以及交通等领域的管道敷设工程。
尤其适用于以下情况:1. 穿越铁路、公路、建筑物等需要保护地面完整性的区域。
2. 搬迁已有管道的情况,避免开挖导致的交通管线破坏。
3. 在地质复杂的区域,确保施工安全和工期。
四、工艺原理非开挖导向钻进拉管施工工法的主要工艺原理是利用钻杆钻进和钢管拉管相结合,通过地下定向钻孔,然后将钢管逐节推入土层内,最终完成管道的敷设。
五、施工工艺1. 前期准备:依据设计要求,在施工区域进行勘测,确定施工线路和地下布置情况。
2. 钻井施工:根据设计要求,使用导向钻机进行钻孔。
导向钻机通过使用导向钻头控制钻孔方向,确保钻孔准确无误。
3. 钻孔定位:使用定位仪对已完成的钻孔进行定位,并设定钢管布置点。
4. 钢管推入:使用推管机将钢管逐节推入钻孔中,并控制推管力和速度,确保钢管的顺利推进。
5. 管道连接:当钢管推至设定位置后,通过卡箍或螺纹连接将各钢管段连接起来。
市政排水工程中的非开挖技术运用及其注意事项概述随着城市建设的不断发展,市政排水工程成为城市基础设施建设中的重要组成部分。
市政排水工程的建设不仅涉及到排水管线的铺设,还包括涵洞、护坡、排洪设施等,而传统的开挖施工方式存在着对城市道路交通的影响大、工期长、成本高等问题。
为了解决这些问题,非开挖技术被广泛运用于市政排水工程中。
本文将对市政排水工程中的非开挖技术运用及其注意事项进行概述。
一、非开挖技术在市政排水工程中的应用1. 水平定向钻井技术水平定向钻井技术是一种将钻头沿着地下水平方向钻进的技术,适用于铺设排水管线时的隧道掘进。
这种技术可以在不破坏地面道路的情况下完成排水管线的铺设,因此受到了市政排水工程中的广泛应用。
水平定向钻井技术的优势在于施工过程中对地表的影响小,同时施工速度快,能够极大地减少交通阻塞时间和施工成本。
2. 壁厚钻孔灌注桩技术壁厚钻孔灌注桩技术是一种将水泥和石子混合后注入到地下孔中,形成一种具有一定承载能力的墙体结构,可以用于在排水工程中的涵洞、护坡等建设中。
这种技术可以减少地表开挖对周围环境造成的影响,同时施工效率高,工程质量可控。
在市政排水工程中,壁厚钻孔灌注桩技术也广泛应用于涵洞、护坡的建设中。
3. 水下作业技术水下作业技术是一种在水下进行施工作业的技术,适用于市政排水工程中的管线维修、疏通等工程。
这种技术可以避免因为水下开挖而造成的水土流失和环境污染,同时对水下管线进行维护保养时也能够减少对周围环境和交通的影响。
水下作业技术的应用可以提高市政排水工程的建设效率和质量。
1. 安全第一在施工过程中,安全第一是非开挖技术应用的首要原则。
施工现场的安全管理应当得到严格执行,对施工人员进行专业的培训,提供必要的安全防护装备,确保施工过程中不发生人身伤亡事件。
2. 环境保护非开挖技术施工过程中,应该采取措施防止对周围环境造成污染和破坏。
在施工前应做好相关环境评估工作,根据评估结果采取相应的环境保护措施,确保施工过程中不对周围环境造成不良影响。
非开挖铺设管道施工技术摘要:非开挖铺设管道施工技术是在不破坏地面的情况下,完成管道的铺设和维修的一种高效、环保的施工方法。
本文将介绍非开挖铺设管道施工技术的原理、特点、应用领域以及施工步骤,旨在给读者提供一个全面了解该技术的参考。
一、引言在传统的管道铺设中,需要进行大量的开挖工作,这不仅浪费了时间和资源,还对环境造成了破坏。
为了解决这一问题,非开挖铺设管道施工技术应运而生。
该技术以定向钻孔、水平定向钻穿、管道顶推、横向钻穿等方法来完成管道的铺设和维修。
二、非开挖铺设管道施工技术的原理非开挖铺设管道施工技术的核心原理是通过在地面上进行定向钻探或者穿越,将管道无损铺设到目标位置。
它主要包括以下几个方面的内容:1. 定向钻孔技术:通过定向钻机进行钻孔,能够钻探不同角度和曲线形状的管道。
此技术可使管道在地下铺设时避开各类障碍物。
2. 水平定向钻穿技术:通过水平定向钻探,可以在地下穿越各种路段、建筑物和地下管线,避免了开挖的需要,保护了地下设施的完整性。
3. 管道顶推技术:该技术通过先行铺设一个导向管道,然后通过液压顶推机械将待铺设的管道推入地下。
这种施工方法适用范围广,可以实现长距离、大规模的管道铺设。
4. 横向钻穿技术:通过螺旋钻头进行横向地下钻孔,并将管道通过钻孔穿越到目标位置。
该技术尤其适用于道路、铁路、江河等地形复杂的情况。
三、非开挖铺设管道施工技术的特点非开挖铺设管道施工技术相比传统的开挖施工方法,具有以下显著的特点:1. 高效快速:非开挖施工方法可以大大缩短施工时间,提高工作效率。
相比传统的开挖方法,非开挖施工时间可以减少50%以上。
2. 环保节能:非开挖施工过程中减少对地表的破坏,减少扬尘和噪音,避免对环境的污染。
同时,由于非开挖施工省去了大量开挖工作,也降低了施工过程中的能源消耗。
3. 经济实用:非开挖施工减少了对地面的破坏和恢复工作,节约了工程资金和资源。
此外,该方法还可以避免对地下设施的损坏,减少维修和修复成本。
非开挖导向仪使用方法(最新版5篇)目录(篇1)1.非开挖导向仪的定义和作用2.非开挖导向仪的组成部分3.非开挖导向仪的使用方法4.非开挖导向仪的注意事项5.非开挖导向仪在实际工作中的应用正文(篇1)一、非开挖导向仪的定义和作用非开挖导向仪是一种用于非开挖工程中的导航设备,它可以帮助施工人员在进行地下管线施工时,准确掌握钻头的位置和方向,从而避免损坏周边的设施和环境。
非开挖导向仪的应用不仅可以提高施工效率,还可以降低施工成本和工程风险。
二、非开挖导向仪的组成部分非开挖导向仪通常由以下几个部分组成:1.控制器:控制器是非开挖导向仪的核心部分,它可以接收来自传感器的数据,并根据预设的参数计算出钻头的位置和方向。
2.传感器:传感器用于检测钻头的位置和方向,它可以通过无线信号将数据传输给控制器。
3.显示仪:显示仪用于显示钻头的位置和方向,以便施工人员可以及时调整钻头的方向。
三、非开挖导向仪的使用方法非开挖导向仪的使用方法如下:1.在进行非开挖工程前,首先需要对施工区域进行勘察,了解地下管线的分布情况。
2.根据勘察结果,制定施工方案,并设定非开挖导向仪的参数。
3.在施工过程中,通过控制器调整钻头的位置和方向,以确保钻头沿着预设的线路前进。
4.定期检查钻头的工作状态,如有异常情况,及时进行调整。
四、非开挖导向仪的注意事项在使用非开挖导向仪时,需要注意以下几点:1.非开挖导向仪需要在平整的地面上进行安装,以确保其正常工作。
2.传感器需要定期进行标定,以确保其数据的准确性。
3.在使用非开挖导向仪时,需要避免电磁干扰,以保证数据的准确性。
4.非开挖导向仪需要在施工前进行检查和维护,以确保其正常工作。
五、非开挖导向仪在实际工作中的应用非开挖导向仪在实际工作中的应用非常广泛,它不仅可以用于地下管线的施工,还可以用于电缆隧道、涵洞、桥梁等工程的施工。
目录(篇2)1.非开挖导向仪的定义与用途2.非开挖导向仪的基本组成部分3.非开挖导向仪的使用方法4.非开挖导向仪的操作注意事项5.非开挖导向仪在实际工程中的应用案例正文(篇2)一、非开挖导向仪的定义与用途非开挖导向仪,又称地下管线导向仪,是一种用于非开挖工程中的导航设备。
非开挖导向钻进铺管技术的应用摘要:非开挖施工技术在近年来得到广泛的应用,较之明挖技术有着自身的特点。
由于它不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道。
从而节省了大量投资和时间。
本文阐述非开挖技术中的导向钻进铺管技术的施工特点及施工工艺,以及作为一种较新的施工技术在实例工程中出现的注意问题。
非开挖导向钻进技术的特点:不破坏周边环境,对交通、公共设施、建筑没有影响,同时污染小,综合造价低,施工周期短,是一种高效的施工技术。
非开挖导向钻进技术的原理:由人工控制装有导向钻头的钻杆,沿着设计管道轴线位置和高程钻进。
钻通后把导向钻头换成扩孔钻头进行回扩,最后牵引管道沿着扩孔形成的孔洞穿越就位。
非开挖技术使明挖开槽施工难以实现的目标成为可能,并在工程造价、施工周期、环境保护等方面有着非常明显的优势。
相信它在管线施工中的发展前景将极为广阔。
通过工程实例可以证明,非开挖技术具有良好的社会效益和经济效益,值得在给排水、市政、水利管线工程中大力推广。
关键词:非开挖导向钻进技术泥浆护壁管道焊接扩孔经济效益绪论近年来,随着社会高速发展和城市的快速建设,大量的新建管网与已存在的基础设施相矛盾的问题日益突显,如何解决这一矛盾,非开挖技术,作为解决这一问题最有效的技术手段,在近年来得到了广泛的应用。
由于它不需要进行明挖,就能穿越地上设施,从而节省了大量投资和时间。
本文将通过工程实例,来说明这一施工方法取得的良好效益。
一、非开挖技术定义及特点1、定义非开挖技术(Trenchless Technology,简称TT技术)是指在不开挖地表的条件下,利用各种钻掘技术手段,铺设、探测、检查、修复和更换各类地下管道或设施的一种施工技术和方法。
目前非开挖地下管线施工技术已达百余种,按其用途可分为管线铺设、管线更换和管线修复三大类。
管线铺设的非开挖施工方法又可分为:顶管施工法、微型隧道施工法、导向钻进施工法、水平螺旋钻进法、气动矛施工法、夯管施工法等。
2、特点(1) 对周边环境影响小不破坏周边环境,对交通、公共设施、建筑没有影响,可以说是一种污染小的施工技术。
(2) 高效综合造价低,施工周期短,是一种高效的施工技术。
(3) 操作性强作业环境要求低,操作方便,可在复杂的地下环境下施工,是一种可操作强的施工技术。
二、非开挖导向钻进技术的定义及原理1、定义导向钻进法是目前发展最快的一种非开挖铺设管线施工法,它主要用于在较软的地层中铺设长度较短的小口径地下管线。
一般是一次铺设长度在200m以内,口径≤800mm,成孔方式均以斜面钻头来控制钻孔方向。
其对地表干扰小,施工速度快,精度较高(3%-5%),但施工时必须注意安全,防止触电和损坏相邻管线,不适用于沙石和砾石层,深度受到控制(视探测器的能力而定,一般在10m 以内)。
适用管材为聚乙烯(PE)管、钢管。
2、原理其工作原理是由人工控制装有导向钻头的钻杆,沿着设计管道轴线位置和高程钻进。
钻通后把导向钻头换成扩孔钻头进行回扩,最后牵引管道沿着扩孔形成的孔洞穿越就位。
即:管道铺设分两步进行。
首先是沿所需的轨迹钻导向孔,然后回扩钻孔以加大孔径。
然后是回拖过程,工作管通过旋转接头与扩孔器连接,并随着钻杆的回拖把管道拉入扩大了的钻孔中。
在复杂地层条件下、或孔径需增加很大时,可采用多级扩孔的方法将孔径逐步扩大。
三、工程实际应用1、工程概况本工程为北京市中心城区重点水域陶然亭湖水质改善工程第1标段(土建部分)。
由于开槽施工需拆除现况小山、公共设施、古树、竹林灌木等,从而导致施工条件复杂、代价大、造价高等多种不利因素,经过对施工方案研究比对,决定采用非开挖导向铺设管道。
主要工程量为:西线进水聚乙烯管道DN400PE管道162m,东线进水聚乙烯管道DN500PE管道96m,东线出水聚乙烯管道DN500PE管道96m。
2、施工工艺流程(1)施工前准备2.1.1平面布置经现场勘察,南侧为山丘、树林高低不平,北侧干枯的河堤较平整;拟将铺管钻机放置在北侧的干枯的河堤上,南侧作为焊管场地。
2.1.2进场前的准备2.1.2.1施工前先对现场进行地层勘探,地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况,为选择钻进方法和配制钻液提供依据。
其内容包括:土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。
可采用查资料、开挖探坑或钻探方法获取。
2.1.2.2结合各方提供的资料,熟知施工区域范围内有无地下管线,地下管道、电缆等,对其数量、走向和高程进行标定,为设计钻进轨迹提供依据,有必要请专业物探部门进行对路由的勘测,以防施工时受损。
勘察设计管道所穿越的位置是否有足够的空间,以满足钻机固定位置和导向所需。
2.1.2.3以钻机路线的入土点和出土点各挖一个工作坑和接收坑,尺寸长为3.5m×宽2.5m×深2.5m,便于钻机入土开钻和管材入土。
2.1.3技术准备2.1.3.1组织工程施工人员进行技术交底,了解施工特点和技术要求,熟悉施工操作规程和各项技术数据。
2.1.3.2根据敷设管道的管径尺寸,确定管道孔的扩孔次数和每次回扩所使用的回扩器的规格。
2.1.3.3技术人员根据有关技术数据和施工区域范围内的管道、电缆等设施资料,制定出模拟钻进路线图,使操作人员能直观地了解工程整个钻进过程。
2.1.4主要设施设备准备2.1.4.1采用国产DDW-320铺管钻机,无线制导导向仪。
另配功率为320l/min的大排量泥浆泵和容量2立方米的撬装式泥浆快速搅拌站;全功能数字仪表显示操纵台。
如图2-1、2-2所示:图2-1:国产DDW-320铺管钻机图2-2:撬装式泥浆快速搅拌站以下为钻机的主要技术参数,如表2-1所示表2-1 DDW-320型钻机主机2.1.4.2无线制导导向仪导向系统有几种类型,最常用的如“手持式(Walk-Over)”系统,它以一个装在钻头后部空腔内的探测器或探头为基础。
探头发出的无线电信号由地面接收器接收,除了得到地下钻头的位置和深度外,传输的信号还往往包括钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度。
这些信息通常也转送到钻机附属接受器上,以使钻机操作者可直接掌握孔内信息,从而据此作出任何有必要的轨迹调整。
2.1.5材料准备工程开工前,完成各项施工用料和管材的调查落实,经试验合格后,材料一次组织进场。
材料进场要做好存放、保管工作,并做好标识。
(2) 钻孔2.2.1确定穿越距离和设计穿越线路根据相关资料,结合施工现场和钻机的实际情况,确定出铺管的距离,一般一次钻铺不大于200m。
描绘出导向管的路线图,以确定敷设管线的长度、深度。
2.2.2设备就位在地面上架机,安装在管道轴线位置上,就位后将钻机锚固好,调整机头以达到一定的入土角度,一般钻孔角度应在10~18度之间,以便导向开钻。
2.2.3导向钻孔开钻前将探测仪的探头置于导向钻头上,并测试探头反射信号是否正常,再将导向钻头按入土角度钻入土中,通过给进和钻进过程直到接收坑,最终成孔直径110-130mm。
在导向钻孔过程中技术人员根据所测获的钻头角度、深度等数据,判断钻孔位置与钻进路线图的偏差,再向钻机操作人员进行调整,及时记录好导向数据。
(3) 扩孔根据现场地质情况,本工程采用刮刀式扩孔器分级扩孔。
φ400管线最后扩孔孔径为φ500,才能保证管线安全、顺利的拖入孔中,也就是要经过φ200、φ300、φ400、φ500的逐级扩孔,才能完成管线的扩孔作业。
扩孔前3级使用高转速档进行回扩,回拖力控制43.5 KN,扭矩在2300-2762N.m之间。
其中第一级200mm 共使用了3个小时;第二级300mm共用了3.2小时;第三级400mm使用了4小时;最后一级500mm,考虑保持成孔质量和孔的稳定性,决定采用低速档回扩,共用5.5小时完成扩孔。
在工程实际应用中,一般保证管道的通过性,扩孔直径应大于设计直径1.2-1.5倍。
(4) 泥浆护壁非开挖拉管施工中泥浆起到举足轻重的作用,泥浆配比的好坏是铺管成功的关键。
泥浆具有润滑和冷却钻头,乳化砂土,稳定孔壁,平衡地层压力,减少铺管阻力功能。
泥浆被广泛应用于非开挖铺管工程中。
本工程选用的DDW-320型铺管钻机有混合搅拌、泵送系统。
施工中将水、膨润土、聚合物等加入混合仓,进行充分搅拌形成钻液。
然后由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头,并与孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。
,形成泥浆套。
考虑到地层泥浆较易流失,泥浆流失后,孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故,钻杆及管道与孔壁间的摩擦力增大,导致拉力增大,甚至超过铺管机的最大负荷,最终导致拉管失败。
因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”,并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆,尤其重要。
2.4.1一般铺管在粘土层中施工,泥浆选用清水泥浆:水75%+膨润土24%+钻液宝1%。
例如姚家园路中水管线工程0+225~0+375段DN500中水管线铺管工程和朝园东路0+006~0+090DN400中水管线铺管工程的土质都为粘土层,都选用了清水泥浆,施工过程非常顺利。
2.4.2一般铺管在黏性土层、老黄土层中施工,选用碱水泥浆:膨润土22%+钻液宝1%+水75%+工业纯碱2%。
例如六里屯路中水管线0+840~1+010段铺管工程中的土质为黏性土层,选用了碱水泥浆,效果也很好。
2.4.3在砂土层中施工,对泥浆的要求较高,施工前需现场取样试配泥浆的配比,配出的泥浆呈糨糊状,砂粒呈悬浮状。
例如清河污水处理厂至黄土店北路再生水管线0+615~0+760段中水管线,施工为DN600PE管,管线穿越民房。
施工管线穿越层为砂层,管线全长145m,施工需保证民房基础不发生沉降。
前期施工中采用常规的泥浆配比为膨润土22%,钻液宝1%,水75%,工业纯碱2%,在扩孔施工中进行泥浆护壁。
施工中出现多次“险情”,砂层将回扩器“抱死”,孔内坍塌、沉淀,泥浆中水份流失,钻杆几次因超负荷而被拉断。
分析原因,该施工段砂层土质及其松散、无凝结力、水份易丢失,且拉管管线较长,扩孔孔径需是管外径的1.5倍,扩孔较大,时间较长;同时由于施工处于冬季,泥浆施配过程中容易冻结,配合比掌握不恰当。
根据以上情况在泥浆中加入了聚丙烯铣胺(PNM)、羧甲基纤维素(CMC)材料,此材料起增粘、堵漏以及润滑钻杆的作用。
且在现场取土样试配多次,确定泥浆的配比为:膨润土10%+钻液宝1%+水70%+工业纯碱2%+聚丙烯铣胺(PNM)7%+羧甲基纤维素CMC10%。
按此配比泥浆的作用起到很大变化,钻机扩孔拉力和扭距降低了一半。
扩孔成型后,拖拉管仅花费了3小时就将管线铺设完成。
(5) 管道焊接(热熔连接)管道接口质量的好坏直接影响到铺管施工的顺利进行,因此要严格把握管道焊接的施工工艺。