水平定向钻施工工艺.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,培训课题：水平定向钻施工技术,交 融 天 下 建 者 无 疆,XXXXXXXXXXXXXX,有限公司,主讲人：,-,目 录,一、,非开挖技术发展历史、现状和未来,二、,非开挖技术分类,三、,水平定向钻概述,四、,水平定向钻施工工艺,五、,水平定向钻常用设备,六、,常见的问题,七、,工程案例,一、非开挖技术发展历史、现状和未来,1,、概述：,非开挖施工技术（,Trenchless Technology,或,No-Dig,）是指在不开挖地表的条件下探测、检察、修复、更换和铺设各种地下公用设施（管道和电缆）的技术和方法。,与开挖施工法相比，非开挖施工技术具有不影响交通、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。,新技术的开发与应用取决于工程需要和市场需求。非开挖技术的发源地主要在三个国家,-,日本、英国、美国。,2,、发展过程,我国非开挖施工技术起步较晚，但随着各类非开挖施工设备的引进和工程市场的旺盛需求，也极为有利的促进了我国的非开挖事业的发展。总体上来说我国非开挖技术的发展经历了以下几个阶段：,一、非开挖技术发展历史、现状和未来,了解认识阶段,引进、推广、发展应用阶段,无序竞争的阶段,规范管理阶段,了解认识阶段：,该阶段是在,1993,年后的几年时间内，在我国有关部门工作人员渴望全面了解非开挖技术，并希望将该技术引入国内施工行业，成为一门新兴的产业。,在这个阶段，已经有很多部门和管理人员认识到非开挖是一个具有非常广阔市场前景的技术。,同时在这一时期，国外从事非开挖技术的工作人员也意识到中国具有非常广阔的非开挖市场前景，国际非开挖离不开中国。中国需要国际非开挖。,一、非开挖技术发展历史、现状和未来,一、非开挖技术发展历史、现状和未来,引进推广阶段：,20,世纪,90,年代初前期，偏重于引进螺旋钻机和小口径顶管机。,20,世纪,90,年代中期，引进设备集中在小型的气动矛，夯管锤和导向钻机上。,此时，我国加大了对非开挖技术的宣传力度，扩大了与国际非开挖届的接触，通过多种形式的技术交流活动，开拓了中国工程技术人员的眼界，了解了国外非开挖技术的发展及其前景，而且也促使我们非开挖技术产业的加速发展。,一、非开挖技术发展历史、现状和未来,无序竞争阶段：,该阶段非开挖工程市场运作尚不完善，而且缺少应有的规范与定额，有很多没有技术实力的单位纷纷购置设备开始从事非开挖施工，造成一哄而起，恶性竞争，扰乱非开挖技术的市场，也严重影响了我国非开挖技术的正常发展和推广应用。,规范管理阶段,：,在,1998,年，中国非开挖技术协会宣告成立，已经制定了一些行业性的指导性规范。随着对该项技术的逐步认识，建设单位也提高了管理水平，完善了对竣工资料的收集工作。,一、非开挖技术发展历史、现状和未来,发展趋势,非开挖技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的作用。,非开挖技术的发展必将向规模化、规范化、国际化的方向发展。,二、非开挖技术分类,非开挖施工方法按其用途可分为,新管铺设,和,管线修复,两大类。,非开挖技术,新管铺设,管线修复,管线铺设,管线更换,水平定向钻,顶管,夯管锤,胀管法,内衬法,缠绕法,喷涂法,三、水平定向钻概述,水平定向钻,(Horizontal Directional Drilling),技术作为非开挖技术中最具活力的一项施工技术，具有,精确导向、环保、效率高、,不影响交通、,施工安全性好、,技术综合成本低,等特点。,一般适用于管径,1200mm,以内的的钢管和,PE,管。,但面临下述问题：市场竞争激烈,导致价格下降；地下管网复杂,增加施工的风险。,三、水平定向钻概述,水平定向钻原理,其基本原理是施工时在钻杆前加一个传感元件，通过对传感元件的地面跟踪，准确控制导向钻头的走向和深度。,待导向钻头按预定位置出土后，卸掉导向钻头，换上回扩器，对导向孔进行分级扩孔，并针对不同地质条件配置不同的泥浆，对孔道进行泥浆护壁，以形成待敷设管道口径的,1.2,1.5,倍的泥浆孔，最后进行管道的回拖的一种先进施工工艺。,相关术语和技术规定可以参考行业规范,水平定向钻法管道穿越工程技术规程,（,CECS382:2014,）,水平定向钻机进行管线穿越施工顺序为：地质勘探及管线探测、穿越轨迹设计、钻机选型、泥浆配置、先导孔钻进、扩孔钻进、管道回拖、环境保护、地貌恢复。,四、水平定向钻施工工艺,1,、地质勘探,：主要是通过地质钻探了解地质分布情况，形成地质勘查报告，为施工提供参考依据。地勘报告一般由业主单位提供，,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。,工程勘察应符合现行国家标准岩土工程勘察规范,GB 50021,等相关标准的规定,。,水平定向钻法管道穿越工程施工前应取得穿越场地的工程地质资料，包括地形、地貌、地质构造及地震、地层结构特征、岩土层的性质及其空间分布，并对管道穿越地层进行工程地质评价。,四、水平定向钻施工工艺,四、水平定向钻施工工艺,2,、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。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,。,地下管线探测应根据管道穿越工程的规划、设计、施工和管理部门的要求，按现行行业标准城市地下管线探测技术规程,CJJ 61,的,有关规定,执行,：,地下管线探测应查明拟穿越区域建,(,构,),筑物的结构类型、荷载类型、基础类型。,地下管线探测的范围应覆盖管线工程敷设的区域，穿越路由周围不应小于管径的,3,倍，且不应小于,3m,。,既有地下管线探测后，应通过地面标志物、检查井、闸门井、人孔、手孔等进行复核。,四、水平定向钻施工工艺,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，情况不明通知相应负责部门到现场进行交底；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。,四、水平定向钻施工工艺,四、水平定向钻施工工艺,3,、穿越轨迹设计,：根据,CECS382:2014,，,水平定向钻先导孔轨迹设计应包括下列内容：,(1),钻孔类型和轨迹形式；,(2),确定入土点和出土点位置；,(3),确定各项轨迹参数，包括入土角、出土角、圆弧过渡段曲率半径、管道埋深、管道水平长度、实际用管长度等。,水平定向钻先导孔轨迹参数,见下表,：,四、水平定向钻施工工艺,注：未采取措施对上覆土层进行处理时，最小覆土厚度应大于管道管径,5,倍,6,倍以上。,当穿越城镇河道时，管道顶部至规划河床的,覆土厚度,应根据水流冲刷、防止冒浆、疏浚和抛锚等要求确定，不宜小于,3m,；,水平定向钻穿越公路、铁路、地面建筑物时，最小覆土深度应符合各自行业标准的要求；当本行业标准无特殊要求时，,最小覆土厚度,应符合,下表,的规定,：,四、水平定向钻施工工艺,水平定向钻法敷设的,管道与建筑物或既有地下管线的距离,应符合,CECS382:2014,的,规定：,（,1,）,当敷设在建筑物,基础上方,时，与建筑物基础的水平净距不应小于,1,5m,；,（,2,）,当敷设在建筑物基础下方时，与建筑物基础的水平净距应大于持力层扩散角范围，扩散角不应小于,45,；,（,3,）,在建筑物基础下敷设管线时，应经过验算后确定深度；,（,4,）,与既有地下管线,平行敷设,时，管道外径大于,200mm,时，净距应为最大扩孔直径的,2,倍以上；管道外径小于,200mm,时，净距不应小于,0.6m,；,（,5,）,从既有地下管线,上部交叉敷设,时，垂直净距应大于,0.6m,；如在淤泥质地层中穿越，垂直净距应大于,1.0m,；,四、水平定向钻施工工艺,（,6,）,从既有地下管线,下部交叉敷设,时，垂直净距应符合下列规定：,1),黏性土地层应大于扩孔直径的,1,倍；,2),粉土地层应大于扩孔直径的,1.5,倍；,3),砂土地层应大于扩孔直径的,2,倍；,4),小直径管道,(D,1,110mm),垂直净距不得小于,0.55m,。,（,7,）,采用水平定向钻法敷设燃气管道时，管道与建,(,构,),筑物或相邻管道之间的水平和垂直净距应符合现行国家标准城镇燃气设计规范,GB 50028,的有关规定。,4,、钻机选型,：,根据,CECS382:2014,规定：,（,1,）,水平定向钻法管道穿越工程施工应综合考虑,施工场地、地层条件、敷设管线直径、埋深和长度,等因素，合理选择,钻机类型,和,性能参数,。,（,2,）,施工所用水平定向钻机额定,回拖力,可按设计回拖力计算值的,1,5,3,0,倍进行选取。,（,3,）,水平定向钻机的功率应,与工程相匹配,，可根据,管道直径、穿越长度和回拖力,确定。,四、水平定向钻施工工艺,5,、泥浆配制,：,泥浆不仅可以保持孔壁稳定，防止坍塌，还可以对铺管起到很好的润滑作用，大大减小管线与孔壁之间的摩擦阻力。,根据,CECS382:2014,规定：,（,1,）,水平定向钻进应根据,地层条件、穿越管道直径,和,长度,，制定合理的泥浆体系，选择合适的造浆材料,；,（,2,）,钻孔泥浆的设计应包含下列内容：,1,）,确定钻孔泥浆的,比重、黏度、静切力、动切力、滤失量、泥饼厚度、允许含砂量、,pH,值,等基本参数；,2,）,各种造浆材料的,配合比,；,3,）,钻孔泥浆材料用量计算；,4,）,泥浆制备；,5,）,制定钻孔泥浆循环、净化、管理措施。,四、水平定向钻施工工艺,（,3,）,泥浆性能参数应根据地质情况确定，可按表,规程中表,6.4.3,选择,；,（,4,）,钻孔,泥浆用量,计算应综合考虑最终,扩孔直径、钻孔长度、扩孔次数、孔内漏失状况,等因素,；,（,5,）,钻孔泥浆的,配方和性能参数,应根据施工过程中,地层条件、钻进工艺、孔内情况等因素,进行实时监测和调整,；,（,6,）,施工时泥浆泵的泵量应能满足施工要求,；,（,7,）,水平定向钻施工过程中应保持稳定的,泥浆循环,；,（,8,）,泥浆应在专用搅拌容器或搅拌池中配制，从钻孔内返出的泥浆应经沉淀池或泥浆净化设备处理并调整后方可重复利用,；,（,9,）,当钻进过程需要长时间中断时，应向孔内定时补充新泥浆并活动钻具，以补偿泥浆漏失及防止卡钻事故的发生,；,（,10,）,钻孔泥浆配制过程中应按附录,B,要求填写钻孔泥浆记录表。,四、水平定向钻施工工艺,6,、导向施工（先导孔钻进）,：利用造斜原理，在地面导向仪引导下，按预先设计的铺管线路，由钻机驱动带导向钻头的钻杆，从入钻点至出钻点钻一个与设计轨迹尽量吻合的导向孔。规程中规定：,（,1,）,对于距离短、埋深浅、电磁干扰弱、地面有通行条件的穿越工程，宜采用无缆式导向仪进行导向钻进,；,（,2,）,对于距离长、埋深大、电磁干扰强或地面无通行条件的穿越工程，宜采用有缆式导向仪进行导向钻进,；,（,3,）,应根据,地层类型、穿越长度及钻杆尺寸,选择合适的,导向钻具组合,；,四、水平定向钻施工工艺,四、水平定向钻施工工艺,（,4,）,先导孔钻进施工,应符合下列规定：,1,）,施工前钻机应进行,试运转,，时间不应少于,15min,，确定机具各部分运转正常且钻头喷嘴有泥浆流动后方可钻进；,2,）,第一根钻杆入土钻进时应轻压慢转、稳定入土位置，符合设计入土角后方可继续钻进；,3,）,先导孔钻进时，直线段测量计算频率宜每根钻杆一次；,4,）,采用无缆式导向仪时，应按附录,C,要求记录导向数据，并绘制钻孔轨迹剖面图；,5,）,采用有缆式导向仪时，司钻应定时观察计算机处理的随钻数据，并进行数据采集；,6,）,控向员应及时将测量数据与设计值进行对比，引导司钻员调整钻进轨迹；,四、水平定向钻施工工艺,7),钻进至既有管线临近区域时，应慢速钻进并复核先导孔轨迹，测算与交叉管线的距离，确认在安全许可范围后再恢复正常钻进：,8),曲线段钻进时，应符合下列规定：,a,一次顶进长度宜小于,0.5m,；,b,应观察延伸长度顶角变量且该变量应符合钻杆极限弯曲强度要求；,c,应采取分段施钻，使延伸长度顶角变化均匀。,9),导向钻进遇到异常情况时，应停钻查明原因，问题解决后方可继续施工；,10),先导孔纠偏应平缓，避免出现大的转角。,四、水平定向钻施工工艺,导向孔钻进就是从起始位置沿预定路线向目标位置钻进的过程。为了准确地沿预定线路前进，司钻手必须控制钻头体的钻进方向，有时还需要变向。,变向的简单原理,是：当,边旋转边推进,时，钻头体,直线,行进；当,不旋转只推进,时，钻头体沿,弧线,行进。实质上，一个完整的导向孔就是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。,四、水平定向钻施工工艺,定位仪器,定位仪器一般采用手持式,（无缆式）,或有,缆,式系统。在大多数水平定向钻施工中，通常使用的是,手持式控向仪器,。,下面的分别对三个部件进行专门介绍。,接收器,遥显仪,信号棒,正常的水平定向钻施工中，一般采用手持式定位设备以便于追踪钻进中的钻头。控向仪操作手在钻头行进路线的上方行走，使用手持式接收器定位钻头。,四、水平定向钻施工工艺,接收器,包含接收天线和处理信号用的电子装置。数据显示在显示屏上。标准的手持式接收器由控向仪操作手携带，通过在钻头行进路线上方前后移动来确认钻头的位置和方向。,四、水平定向钻施工工艺,遥显仪,从接收器接收数据并在显示屏上显示，司钻手可以迅速地断定钻头的位置。,四、水平定向钻施工工艺,信号棒,信号棒安装在钻头体内，发射信号，向接收器提供钻头在地面下相对位置的数据。它包括电子装置和电池，根据所需的钻进深度可以采用不同能力（信号强度）的信号棒。,四、水平定向钻施工工艺,7,、,回扩施工,(,扩孔钻进,),：一般采用逐级扩孔，将钻孔扩大到管道回拖所需孔径，回扩终孔直径一般为回拖管道外包直径的,1.21.5,倍。,首先进行,扩孔设计：,穿越管道直径大于,250mm,或地层土质为中砂、粗砂及砂砾土时，宜进行,多级扩孔,；应根据,地层条件,和,钻机能力,合理选择扩孔程序，管径越大，扩孔次数越多，钻机能力小，也应增加扩孔次数。,管道穿越沉降严格控制地区时，管道与孔壁环空间隙内的泥浆应采用水泥砂浆置换。,四、水平定向钻施工工艺,规定,：,（,1,）,扩孔钻进应根据,地层特点、工程规模、钻机能力、钻杆规格,及,扩孔器类型,进行合理设计,；,（,2,）,当设计的终孔直径较大或施工设备能力有限时，宜分多次将钻孔直径扩至设计要求,；,（,3,）,扩孔钻进前应确认扩孔器喷嘴畅通,；,（,4,）,扩孔钻进应符合下列规定：,1,）,应按设计的扩孔极差给定钻进参数及泥浆排量；,2,）,扩孔过程中，如发现扭矩、拉力异常，应降低进尺速度，判断孔内状况并调整相关技术参数；,3,）,一级扩孔完成后，应结合扩孔过程中扭矩、拉力及返浆情况对孔内清洁状况进行判断，若孔内钻屑量偏多，宜进行洗孔后再进行下一级扩孔；,4,）,应按要求填写扩孔钻进记录。,（,5,）,扩孔完成后，应根据孔内清洁程度确定是否进行清孔。,四、水平定向钻施工工艺,四、水平定向钻施工工艺,挤压式扩孔器（普通）三牙轮扩孔器（岩石）,四、水平定向钻施工工艺,8,、,管道回拖,：扩孔完毕，在出钻口坑一端的钻杆上，再装扩孔器与管前端通过万向节、特制拖头等连接牢固，启动钻机回拉钻杆进行拖管，将预埋管线拖入孔内，完成铺管工作。,四、水平定向钻施工工艺,管道回拖施工要求,；（,CECS382:2014,）,(1),管道回拖前，应做好下列,准备工作,：,1),对钻机地锚进行检查，确保回拖过程中不出现地锚松动；,2),对钻机、泥浆泵等设备进行检修保养；,3),吊管设备进场就位；,4),对钻杆和管道的连接件进行检查，确保工作可靠；,5),做好管道地表减阻措施；,6),对已连接完成的管线长度、焊缝、防腐进行检查；,7),管道回拖组合连接后，应进行泥浆试喷，确保泥浆通道畅通,四、水平定向钻施工工艺,(2),采用管道,发送沟减阻,时，应符合下列规定：,1),应根据地形、出土角等确定发送沟开挖深度和宽度；发送沟的下底宽度宜比穿越管径大,500mm,；,2),管道发送沟内应注水，最小注水深度宜大于穿越管径的,1/3,；,3),应在回拖前将穿越管段放入发送沟。,(3),采用,托管架减阻,时，应符合下列规定：,1,）,应根据穿越管段的长度和重量确定托管架的跨度和数目；,2,）,托管架的高度设计应满足预制管段弯曲曲率的要求；,3,）,托管架的强度、刚度和稳定性应满足设计要求。,四、水平定向钻施工工艺,（,4,）,管道进入钻孔时应确保,管道轴线,与,钻孔轴线,在出土端的延长线,重合,，避免管道与钻孔形成夹角。,（,5,）,管道回拖作业应符合下列规定：,1,）,回拖过程应连续施工，特殊情况下需,中断,时，中断时间,不宜超过,4h,；,2,）,回拖速度应,均匀,，避免造成孔内压力激动；,3,）,回拖过程中宜保持,泥浆循环,；,4,）,应按要求填写回拖记录。,（,6,）,管道回拖完成后，应进行以下工作：,1,）,管道回拖完成后，应对管道两端进行,封堵,；,2,）,管道敷设后应对管道实际轴线进行测量；,3,）,两端造斜段环空应视情况进行注浆加固处理。,四、水平定向钻施工工艺,四、水平定向钻施工工艺,五、水平定向钻常用设备,水平定向穿越设备及其组成,主机,钻具,泥浆系统,导向系统,主机,五、水平定向钻常用设备,钻具,五、水平定向钻常用设备,泥浆系统,五、水平定向钻常用设备,导向系统,Eclipse,有线导向系统,Eclipse,无线导向系统,地磁导向系统,五、水平定向钻常用设备,五、水平定向钻常用设备,以上为现世面上常见钻机类型，奥格,DD-330,、威猛,D80,、,DL380,、,DDW1200,黄、海,FDP-15C,、,ZT-25,等水平定向钻机，能定向穿越口径,DN1200mm,的任何钢管及,PE,管。,六、常见的问题,在定向钻铺管施工过程中，经常发生一些生产事故，给施工单位、建设单位及管线业主带来严重的经济损失,1,、钻杆方面,1),钻杆丝扣扭损,钻杆的倾角远大于了钻机塔架的倾角，加钻杆时由于两根钻杆的夹角不同，丝扣不能对正，斜着往上拧，丝扣严重受损；,2,）钻杆磨损,定期对钻杆进行检查，如磨损，钻杆损伤、严重弯曲等，并做相应标记，,3,）擅自加大动力头丝锥强度,动力头丝锥强度提高，那薄弱环节就不在该处而在孔内的钻杆上了，动力头丝锥保住了，却把孔中的钻杆扭断了。,六、常见的问题,2,、导向方面,导向工作是定向钻铺管中的一个重点。虽然从施工流程来看只是一个施工环节，但是整个工程从扩孔、清孔、拖管都无一不受导向轨迹的影响。在导向施工前要做到,“,胸有成竹,”,，事先计划好所需的轨迹数值，使整个轨迹尽量形成一条平滑的曲线，不宜猛纠硬调。,3,、拖管中断,拖管时由于客观原因限制，中途需要停顿，这时要隔一段时间向孔中送一次冲洗液，不能使孔内壁的残留钻屑失水后抱死管材。,六、常见的问题,4,、钻机的固定方面,回拉管材时，钻机是不能移动的，而回拖管径较大时，钻机的自重无法与铺管的回拉力相抗衡，因此钻机必须用地锚固定住。,25T,钻机的地锚，一般是用大锤打锚杆，把钻机前支撑架固定在地面上。如果回拉力很大，在必要情况下，采用钢丝绳套住钻机大梁，然后埋后地锚将钻机拉住，条件允许情况下可以租用挖掘机用钢丝绳拉住钻机。,5,、钻具方面,扩孔器与分动器连接处有起固定作用的螺母，螺母一端专门设有插销孔，组装钻具时必须在插销孔中穿入铁丝作为插销，以防止螺母在回拉铺管过程中松动脱落。,U,形环属易损件，一般情况下使用的是国外进口产品，因为有些国产,U,形环强度不如进口,U,形环的强度大，容易拉断，使用寿命短，耐久性也不好。,U,形环上的固定螺母要用扳手拧紧，并且要插上插销，防止松动脱落。,上述两处是很容易被忽略的，要特别引起重视，否则可能会造成严重的事故导致拉管失败。,六、常见的问题,6,、扩孔方面,1,）孔内的清洁状况,如果没有清孔或清孔不彻底，拉管时会带出大量的残余泥土，影响施工场地，并且会大大增加拉管的回拖阻力。,拉管时，拉力和扭矩都会很大，必须再次清孔，直到孔内残留物较少为止，然后才能进行回拉铺管作业。所以要保持孔内清洁，不要残留过多钻屑。清孔时，用挤压式扩孔钻头，操作钻机慢拉快转。利用扩孔器的结构形状使钻孔得到径向挤密，既能形成完好的孔壁，也对孔壁有一定的保护和巩固作用，多余的土体被挤压或拉出孔外。,六、常见的问题,6,、扩孔方面,2,）孔内的畅通情况,孔内返浆与孔内的畅通情况有一定的关系。如果没有返浆现象，可能会导致拉管失败，要分析实际原因。如果孔内不畅通，泥浆中水也漏失，则剩下钻屑越积越厚，管线易被,“,抱住,”,，给拉管造成很大的阻力。在正常拉管情况下，一般会有返浆现象出现。一般是开始返浆发生在尾部，当回拉到只剩下三四根钻杆时，前面才会出现返浆。,在砂层中拉管，返浆中携带有大量残存的砂粒等钻屑冒出。而在粘土层中，返回的泥浆比原冲洗液泥浆更浓。返浆的出现说明孔内畅通，拉管很容易成功。,六、常见的问题,7,、泥浆方面,1,）铺管过程中孔内要始终充满足够的泥浆。,泥浆不仅可以保持孔壁稳定，防止坍塌，还可以对铺管起到很好的润滑作用，大大减小管线与孔壁之间的摩擦阻力。,2,）关于泥浆的配比,非开挖泥浆的,PH,值一般应该保持在,9,11,。根据砂层、粘土层等各种不同的土层情况，应采用不同的配合比，回拉铺管中泥浆的作用要引起足够的重视。,六、常见的问题,8,、塌孔,1,）塌孔的原因,地质因素：,非开挖施工在不稳定地层中施工时，当泥浆压力不能平衡地层压力时，就会发生塌孔。土层被钻具钻开时，孔壁被挤压产生的应力与泥浆液柱压力产生压差，当压差大于岩土屈服强度时就会产生剥落、塌孔，泥浆侵泡下这些现象会更加严重。,物理因素,：,扩孔速度过快，泥浆泵压力过大，钻孔内泥浆压力骤增；导向孔曲率半径过小，钻杆或扩孔器旋转挤压孔壁，带动泥浆冲蚀孔壁；导向孔上部地层漏失，地层压力释放，孔内泥浆液柱压力降低，导致塌孔。,六、常见的问题,8,、塌孔,2,）,塌孔的预防,塌孔的预防措施应首先满足两个条件：,泥浆液柱压力大于等于岩土孔隙压力；尽量减少水渗入岩土或孔壁四周的水渗入。,对于,地质因素,造成的塌孔预防措施有：,（,1,）,增大泥浆密度，提高泥浆液柱压力以平衡地层压力；,（,2,）,使用较大动塑比值的泥浆来保护孔壁。,六、常见的问题,对于,物理因素,造成的塌孔预防措施有：,（,1,）,开关泵避免过快，让钻杆尽量保持在恒定张力下工作，以避免液柱压力骤增以及钻具对孔壁的猛烈撞击。,（,2,）,根据地下障碍物分布情况做好钻孔轨迹设计和扩孔程序，以避免因导向孔曲率过大引起的钻具回转挤压孔壁；,（,3,）合理控制泥浆密度和流变性能，使泥浆具有一定的液柱压力，保持泥浆的低返速，呈平板流型的状态。,（,4,）提高钻进速度，减少泥浆侵泡冲蚀的时间，同时保持泥浆均匀、性能稳定，严禁出现泥浆性能大幅度变化的情况。,六、常见的问题,3,）塌孔应急处理,当塌孔不严重时，先适当增大泥浆的密度，将增大的泥浆注满孔道，停止施工，上报有关部门，并会同相关专家，分析塌孔原因，制定处理意见及后续施工方案，得到许可后方可继续施工。当塌孔情况较为严重时，首先将高粘度泥浆（,100s,以上）注满孔道，立刻停止施工，废除孔道，封闭孔口，并上报有关部门，制定后续处理方案。,总的来说，为了更好的提高施工成功率，更加有效的预防塌孔事故，避免对路面造成损坏，在非开挖施工前应做好,以下几点,：,（,1,）施工点地层地质详细勘察；,（,2,）优化设计导向轨迹；,（,3,）针对地层科学配制泥浆；,（,4,）合理选择钻机、钻具；,（,5,）耐心操作，精心施工。,七、工程案例,265,省道金坛段工程,综合管线穿越宁常高速牵引施工,：,一、工程概况,1.1,工程基本情况,265,省道金坛段,A1,施工标段（,K0+000K13+980,）与已建宁常高速交叉，新设计供电、通讯、污水管线在,K13+423K13+640,处（宁常高速桩位为,159K+308,、,159K+313,、,159K+342,、,159K+347,四处）需穿越已建公路。拟采用非开挖（牵引）管道施工工艺穿越该区域，施工时避免拖拉管施工过程中出现道路沉降、坍塌等不良影响，需严格控制拖拉管入土、出土角度及泥浆护壁措施，使牵引施工满足规范要求。施工前需将道路两侧影响施工区域的绿化苗木迁移,。,七、工程案例,在,265,道路东侧，设置供电管道，规模为,12200M-PP+1110PE,管，拟采用两次拖管实施：宁常高速桩号,159K+308,、,159K+313,处规模分别为,6200M-PP+1110PE,管和,6200M-PP,，管线距,265,道路中心线分别为,15.5m,、,20.5m,；在道路西侧设置通讯、污水管道，规模分别为,12110PE,管和,500PE,管，宁常高速桩号,159K+342,、,159K+347,，拟采用一次拖管，管线距,265,道路中心线分别为,14m,、,19m,。（具体管线名称、地点和数据见下表）。,七、工程案例,穿越管线,宁常高速桩号,管线与道路夹角,出、入土,角度,管线埋深（,m,）,出入土点离道路边线垂直距离（,mm,）,穿越长度（,m,）,管径与分布,/,扩孔后直径,(,mm,）,供电管线,6,200M-PP+,1,110PE,管,159K+308,82,16,，,16,6,54,117,209,600,（,6,200,+,110,）,/900,电力管线,6,200M-PP,管,159K+313,82,16,，,16,6,54,117,209,600,（,6,200,）,/900,通讯管线,12,110PE,管,159K+342,82,16,，,16,6,36,99,172,440,（,12,110,）,/600,污水管线,1,500PE,管,159K+347,82,16,，,16,6,19,，,82,138,500,（,1,500,）,/800,七、工程案例,综合管道拉管布置图,七、工程案例,1.2,管线平面位置及高程,供电管道交叉口平面位置图,七、工程案例,通讯、污水管道交叉口平面位置图,上图为处于,265,道路东侧的供电管线及工作（接收）井现场实际位置。,七、工程案例,上图为处于,265,道路西侧的通讯、污水管线及工作（接收）井现场实际位置。,七、工程案例,七、工程案例,本章结合,水平定向钻法管道穿越工程技术规程,（,CECS382:2014,）,，阐述牵引管道施工项目管理要点，具体如下：,一、熟悉规范、图纸等,水平定向钻法管道穿越工程技术规程,（,CECS382:2014,），相关规定：,1,、第,3.0.1,条,从事水平定向钻法管道穿越工程的设计、施工、监理等单位应具备相应的专业资质；作业人员必须经专业培训，考核合格后方能上岗作业，且应遵守相应的安全操作技术规程。,2,、第,3.0.2,条,水平定向钻法管道穿越工程设计前应进行工程勘察并取得相应工程勘察资料，进行路由比选和相应的专项评估。,3,、第,3.0.3,条,水平定向钻法管道穿越工程宜采用沿管道纵向抗拉性能强的柔性管材，所用管道的材质及性能应符合国家现行有关标准的规定。,七、工程案例,4,、第,3.0.4,条,采用水平定向钻法敷设给水、排水、燃气、热力、通信、电力等管道时，管道的设计和施工应满足各行业的具体要求。,5,、第,3.0.5,条,采用水平定向钻法穿越建,(,构,),筑物、铁路、高等级公路、重要水域等，应征得有关部门同意，并采取有效的安全防护措施。,6,、第,3.0.6,条,施工前应进行技术交底和编制施工组织设计，施工组织设计应按规定程序审批后执行，有变更时应办理变更审批；施工过程中应严格遵守设计要求并做好施工记录；施工后应按要求提交竣工资料。,7,、第,3.0.7,条,施工单位应做到文明施工、安全施工。施工过程中所产生的废弃物、噪声及振动应符合国家和地方政府有关环境保护的规定。,七、工程案例,二、根据图纸、规范、国家相关标准、法规等规定，并结合工程具体情况编制施工专项方案,应包括：工程概况、编制依据、施工安排、施工进度计划、施工准备与资源配置计划、施工方法及工艺要求、质量安全保证措施等基本内容。,图片,七、工程案例,三、结合图纸、现场具体情况编制进度计划、劳动力计划、材料进场计划、机械设备进场计划等,序号,工序名称,开始时间,结束时间,持续时间（天）,一,W72-W74,段（污水管线）,1.1,准备工作,2017.3.10,2017.3.10,1,1.2,基坑开挖、支护,2017.3.11,2017.3.17,7,1.3,W72-W74,段,段导向,2017.3.18,2017.3.18,1,1.4,W72-W74,段,段扩孔,2017.3.19,2017.3.23,5,1.5,W72-W74,段,段拉管,2017.3.24,2017.3.24,1,1.6,污水井制安、基坑回填,2017.3.25,2017.4.5,10,二,L232-L234-1,段（供电管线）,2.1,准备工作,2017.3.13,2017.3.13,1,2.2,L232-L234-1,段导向,2017.3.14,2017.3.14,1,2.3,L232-L234-1,段扩孔,2017.3.15,2017.3.21,6,2.4,L232-L234-1,段拉管,2017.3.22,2017.3.22,1,三,L232-L234-2,段,（供电管线）,3.1,准备工作,2017.3.23,2017.3.23,1,3.2,L232-L234-2,段导向,2017.3.24,2017.3.24,1,3.3,L232-L234-2,段扩孔,2017.3.25,2017.3.29,5,3.4,L232-L234-2,段拉管,2017.3.30,2017.3.30,1,四,T130-T131,段（通讯管线）,4.1,准备工作,2017.4.6,2017.4.6,1,4.2,T130-T131,段导向,2017.4.7,2017.4.7,1,4.3,T130-T131,段扩孔,2017.4.8,2017.4.12,5,4.4,T130-T131,段拉管,2017.4.13,2017.4.13,1,五,恢复地貌、验收、撤场,2017.4.14,2017.4.16,3,人员,岗位,配备数量,备注,专职人员,技术员,1,负责跟踪导向,安全员,1,负责安全，尤其监控施工中道路的变化情况,施工人员,司钻手,1,操作导向钻机,起重工,1,普工,4,泥浆操作工,1,负责泥浆配比,运输车,司机,1,七、工程案例,材料进场计划,：,施工所需的,M-PP,管、,PE,管、钢筋、模板等材料,应于,2016,年,12,月,1,日前全部就位。管道用卡车运至现场，用,8t,汽车吊配合卸货。材料需具备,出厂检测报告及质量证明文件,，管道集中放置在接收井附近，便于拉管施工。,序号,材料名称,规格型号,单位,数量,备注,1,M-PP,200,m,2508,2,低密度,PE,管,110,m,2310,3,低密度,PE,管,500,m,160,PE100,级,SDR17,七、工程案例,机械设备进场计划,：,根据本工程内容、工程量、计划工期的要求，一切施工机械、设备均按,“,充分满足工程需要且搭配合理,”,的原则，于,2017,年,3,月,5,日前进场。水平钻机采用平板车运至现场，摆放在工作井旁,。,序号,机械名称,规格型号,单位,数量,备注,1,水平定向钻机,XZ-680,台,1,合格证附后,2,无线导向系统,Eclipse,套,1,3,泥浆泵送系统,ST1000,套,1,4,泥浆搅拌站,20m,台,1,5,扩孔器,300-,900,个,7,按地层选用,6,卡车,DFAC,个,1,3t,7,发电机,30KW,台,2,8,对讲机,TK-319,部,10,KENWOOD,9,水准仪,DSZ-2,套,1,10,GPS,定位仪,套,1,七、工程案例,水平定向钻机合格证：,七、工程案例,四、施工资质、人员资质要求,施工单位应具备相应的专业资质；,特种,作业人员必须经专业培训，考核合格后方能上岗作业，且应遵守相应的安全操作技术规程。,图片 图片,七、工程案例,五、安全、技术交底等,施工前依据图纸、规范、施工组织设计或方案、工艺要求、现场具体情况等对班组进行技术质量安全交底（二级、三级交底），以及安全技术交底。,七、工程案例,三级交底,七、工程案例,六、施工过程中控制,根据工程特点、施工流程等进行施工中安全管理、质量,控制,、进度,控制、成本控制,等,以确保工程顺利进行，实现预期目标。,根据工艺进行过程质量控制，做好工序的报验工作，隐蔽工程的验收工作等，对发生的变更要及时处理，解决，保留证据，保持工程资料的及时性、有效性、完整性和真实性。,七、工程案例,七、质量检验与工程验收,（,CECS382:2014,）,7,1,一般规定,7,1,1,工程施工阶段应由施工单位和监理单位对工程质量进行全过程的监督管理，对先导孔钻进、扩孔、管道回拖等工序进行签字确认；建设单位或专业工程管理单位对其进行监督。,7,1,2,工程竣工验收应在施工单位自检合格后进行，由建设、设计、监理、施工等单位共同参与完成。,7,1,3,施工过程中和竣工后，应保证敷设管线的上覆土层及相邻建筑物不发生沉陷、坍塌或隆起，相邻或相交管线及地下构筑物不受损坏。,7,1,4,工程竣工后应对已敷设管线的空间位置进行测量。并做出管线竣工测量图。,7,1,5,工程验收合格后，施工单位应进行场地复原。,七、工程案例,7,2,质量检验,7,2,1,管材到场后，施工单位应与监理单位共同对管材进行进场检测，并由具备相应资质的检测单位进行检测复验。,7,2,2,进场管材的检测应包括下列内容：,1,应有产品合格、技术质量证明文件；,2,外观无缺陷、裂纹、弯曲、变形；,3,管节、防腐层、材质物理性能等应符合国家现行有关标准的规定和设计要求；,4,焊接材料和焊接设备应符合设计要求。当设计无要求时，焊接材料和焊接设备应与选用管材相匹配；,5,电力管道应进行管材的环片热压缩性能试验。,7,2,3,钢管焊缝应按设计图纸提出的焊接要求进行检测。,7,2,4,塑料管道热熔焊接接头质量检验应符合现行行业标准聚乙烯燃气管道工程技术规程,CJJ 63,中关于热熔连接的规定。,七、工程案例,7,2,质量检验,7,2,1,管材到场后，施工单位应与监理单位共同对管材进行进场检测，并由具备相应资质的检测单位进行检测复验。,7,2,2,进场管材的检测应包括下列内容：,1,应有产品合格、技术质量证明文件；,2,外观无缺陷、裂纹、弯曲、变形；,3,管节、防腐层、材质物理性能等应符合国家现行有关标准的规定和设计要求；,4,焊接材料和焊接设备应符合设计要求。当设计无要求时，焊接材料和焊接设备应与选用管材相匹配；,5,电力管道应进行管材的环片热压缩性能试验。,7,2,3,钢管焊缝应按设计图纸提出的焊接要求进行检测。,7,2,4,塑料管道热熔焊接接头质量检验应符合现行行业标准聚乙烯燃气管道工程技术规程,CJJ 63,中关于热熔连接的规定。,七、工程案例,7,3,管道功能性试验,7,3,1,管道应根据实际需要，并结合其类型进行相应的功能性试验。,7,3,2,给水管道应进行水压试验，排水管道应进行闭水或闭气试验，并按现行国家标准给水排水管道工程施工及验收规范,GB 50268,的相关规定执行。,7,3,3,燃气管道穿越大中型河流、铁路、高等级公路时，在回拖前应单独进行试压。管道安装完毕后应依次进行吹扫、强度试验和严密性试验，并按现行行业标准城镇燃气输配工程施工及验收规范,CJJ 33,的相关规定执行。,7,3,4,供热管道应进行强度试验和严密性试验，强度试验应在管道接口防腐、保温施工及设备安装前进行，严密性试验应在管道安装完成后进行，按现行行业标准城镇供热管网工程施工及验收规范,CJJ 28,的相关规定执行。,七、工程案例,7,3