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        水平定向鉆技術在燃氣管道中的應用

        2020-09-10 12:15:54邢波
        新教育論壇 2020年10期

        邢波

        摘要:本文介紹水平定向鉆技術的施工基本原理及施工工藝,基本規(guī)定,施工方法,導向孔鉆孔,擴孔,回拖,定向鉆質(zhì)量控制要點,及定向鉆施工主要風險及防范措施。

        關鍵詞:定向鉆施工方法;施工基本流程;基本規(guī)定;主要風險及防范措施

        前言:伴隨城市快速發(fā)展,天然氣越來越成為家庭不可缺少的部分,燃氣工程建設已趨向規(guī)?;?,水平定向鉆技術以其對周圍環(huán)境影響小,受外界干擾影響小,總和成本低等優(yōu)點,越來越廣泛應用于工程建設,特別是近幾年城市對燃氣需求越來越大。但城市管網(wǎng)錯綜復雜,再加上燃氣管道施工危險性大,定向鉆施工技術在燃氣管道施工中顯得特別重要,下邊就定向鉆施工做一下介紹。

        定向鉆施工基本原理,施工工藝流程,施工方法,主要風險及防范措施。

        一、定向鉆基本原理

        利用地表大功率鉆機,在導向儀的導向和監(jiān)控下,按預先設定軌跡鉆孔,隨后在先導孔出口端的鉆桿頭部安裝擴孔器回拉擴孔,當擴孔至設計尺寸要求后,在擴孔器的后端連接旋轉(zhuǎn)接頭和管線,回拉鋪設地下管線從而完成管線施工。

        二、定向鉆施工基本流程

        1.技術交底,開工前由業(yè)主,設計,施工單位進行施工技術交底,把握設計意圖,進行現(xiàn)場調(diào)查,進行設計圖紙審核,編制實施性施工組織設計,進行施工技術交底。2.施工場地水平定向鉆施工需要兩個工作場地,設備場地和管線鋪設場地,設備場地大小取取決于設備大小,設備類型鋪管直徑,和鉆進長度。設備場地安放設備。施工操作需要充足工作面積。管線場地應有足夠長的工作空間便于鋪設管道,施工場地還要考慮開挖進出口坑和泥漿循環(huán)池。3.地下管線地下障礙物探查,必須進行現(xiàn)場管線和障礙物詳細調(diào)查,干擾探測,明確干擾源。4.施工工藝流程測量定位,平整場地,挖出入土坑,鉆機就位,鋼管管道焊接防腐探傷補口,PE管100%外卷邊檢查。鉆導向孔,泥漿制備,預(回)擴孔,管道單體試壓,清孔、回拖管線、現(xiàn)場清理及恢復,撤場竣工資料整理,竣工驗收。

        基本規(guī)定,施工前進行現(xiàn)場調(diào)查,核對穿越設計和地形,編制施工組織設計并按規(guī)定報批,套管、燃氣管道所用的管材,焊接材料、鋼管防腐材料及相關工程材符合國家相關標準規(guī)定和設計文件的要求。

        三、定向鉆施工方法

        1.當穿越管道管徑大于DN400或長度大于300米時,宜選用鋼管,當采用PE管時,應采用SDR11

        2.燃氣管道至規(guī)劃河床覆土厚度不宜小于3米,于橋梁墩臺水平凈距不宜小于10米。

        3.地質(zhì)勘探方式和探孔布置應符合下列要求;

        1)勘探方式應采取鉆孔和精力初探想相結合

        2)探孔應沿穿越管線的軸線兩側錯開布置,孔距不宜大于100米。每排空于穿越管線軸線的距離15-30米。

        3)鉆機應選用不小于最大回拖力2倍鉆機

        4)鋼質(zhì)管道水平定向鉆回拖時的拉力應符合現(xiàn)行國家標準GB50424的規(guī)定。

        5)鉆進液應符合下列規(guī)定,根據(jù)地質(zhì)勘察報告配比,鉆進液根據(jù)地質(zhì)和管徑確定,可采用馬氏漏斗測量,膨潤土含砂量應小于3%,水源為清潔淡水,鉆進液PPH值為8-10.

        6)導向孔應根據(jù)設計曲線鉆進,鉆進導向孔時,每根鉆桿測量不得少于一次,出現(xiàn)偏離應及時糾偏。

        7)擴孔應符合下列要求;最終擴孔直徑應根據(jù)穿越管道直徑,長度,地質(zhì)條件和鉆機能力確定,穿越管道直徑小于200最小擴孔直徑DN+100,直徑大于或等于200小于等于600,最小擴孔直徑1.5DN,直徑大于600,最小擴孔直徑DN+300,當管徑大于DN300,擴孔采用多級多次擴孔的方式進行,擴孔過程中當扭矩拉力較大時,可采取洗孔作業(yè)。

        8)當穿越管道補口時應采用定向鉆檢測,聚乙烯管道專用熱收縮帶。

        定向鉆施工質(zhì)量控制要點,首先隊伍招標階段加大審查力度,避免一些掛靠,及不適合施工隊伍進場,從源頭控制好施工質(zhì)量,其次導向孔嚴格按設計圖紙的要求施工,測量放線必須使用全站儀,對出入土點進行詳細測量,使兩點之間成一直線,地面入土點縱橫向允許偏差正負20mm,地面出土點縱橫向允許偏差正負0.5Di,定向鉆穿越用聚乙烯管道必須采用熱熔連接,并符合熱熔連接要求,且焊口應進行100%切邊檢查。定向鉆穿越回拖前后進行測徑。水平定向鉆穿越的曲率半徑應符合設計要求,嚴禁小于該管材最小曲半徑,銷是否靈活結實,檢查各個部件是否滿足抗拉力要求,檢查各個螺母率是否扭緊,預擴孔的保證措施,根據(jù)地質(zhì)勘察報告可以采用巖石擴孔器進行5級擴孔和至少一次清孔,在實際施工中每級擴孔的級差不允許大于200MM,根據(jù)不同土質(zhì)更換不同擴孔器,同時放慢鉆桿行走速度。管道回拖前認真檢查分動器。U行換,連接導向孔進行預擴孔時,擴孔次數(shù),擴孔孔徑應符合施工方案要求。采用滾動支架由于支架不牢固,容易劃壞防腐層,建議用濕土袋并配有吊車,避免防腐層損壞。定向鉆穿越完成后應校管道伸長量,并應在24小時后方可于兩管道連接。應測量出入土點坐標,做好施工記錄。應繪制管道軌跡圖,軌跡圖真實反映地下管道位置。

        四、定向鉆施工主要風險及防范措施

        主要風險1、鉆孔損壞原有地下設施2、工程失敗3、地面塌陷和崩裂4、泥漿污染。主要原因分析,對地下管線摸底調(diào)查不徹底,對地下管線物探不到位,設計問題,施工問題,管理問題。針對以上問題主要采取以下防范措施1、地下管線探查,施工前對地下管線和設施進行詳細調(diào)查研究,2、地質(zhì)勘察選擇有資質(zhì)地質(zhì)勘察單位對地質(zhì)情況進行勘探測量和對地下管線進行認真物探。在勘探測量物探具備完整資料后進行設計,選擇最佳線路。施工方案技術安全交底,施工前進行設計交底。施工單位對地下管線穿越點逐一落實,明確線路走向,明確責任到人,制訂行之有效的施工方案。業(yè)主監(jiān)理甲方應密切配合。擴孔,回拖,塌孔失敗主要原因,鉆機能力不夠,導向孔不符合要求,預擴孔偏移量過大,孔內(nèi)泥過多,塌孔。管道進孔不順暢,設備故障。出現(xiàn)以上問題應采取以下主要防范措施。選擇適宜鉆機,通常選擇鉆機主要考慮的主要考慮的主要參數(shù)最大推拉力和最大輸出扭矩,一般情況下,鉆機的最大回拖力不小于回拖管段自重的1/2.確保導向孔質(zhì)量導向孔基本控制是出入土角曲線偏移和造斜段曲率半徑??刂祁A擴孔的偏移和波浪。水平定向鉆最終穿越擴孔直徑一般為管道直徑的1.3-1.5倍,針對地質(zhì)條件選擇合適鉆具。確保泥漿的流變性。泥漿的主要作用之一就是懸浮和攜帶漿,確保泥漿的流動性。防止塌孔,選擇適宜的泥漿,選擇適宜鉆具,鉆具組合,盡可能縮短施工周期。

        定向鉆防護方案主要從以下幾個方面著手:

        所有作業(yè)人員必須經(jīng)安全部門培訓,考試合格方能上崗,所有人員必須強化安全意識,把自身和它人安全作為工程施工的第一要務。操作人員施工前做好地下各種隱蔽構筑物會簽,對會簽沒有提及的構筑物,在開挖時發(fā)現(xiàn)要做好保護,積極聯(lián)系產(chǎn)權單位對構筑物進行確認,確認性質(zhì)后方可施工。

        結束語:綜上所述,定向鉆施工是一項成熟的技術,特別近幾年城市快速發(fā)展,客戶要求越來愈高,為避免不必要投訴,定向鉆在燃氣施工中越來越顯示其優(yōu)越性,定向鉆施工和傳統(tǒng)開挖施工相比,它以其成本低,安全性高,施工速度快,對城市破壞性小,而越來越受到建設方青睞。伴隨著城市飛速發(fā)展,定向鉆越來越有廣闊的空間。

        參考文獻:

        [1]聞濤定向鉆在燃氣管線穿越河流中的應用(2014.07)建設管理

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