定向穿越施工方案

盘锦祥泰燃气集团
定向穿越工程
施
工
规
范
一、测量放线
1、测量放线前，应根据设计给出的控制桩位、设备情况、工程情况、地形地貌等编制施工场地平面布置图。
2、应用测量仪器放出穿越中心线，并确定穿越入土点、出土点。
3、根据穿越入土点、出土点及穿越中心线，确定钻机安装场地、管线侧施工场地、泥浆池以及穿越管段预制场地的边界线，并撒上灰线。
二、施工工艺
首先钻进导向孔，然后扩孔，最后回拖铺管。
1、导向孔
导向孔钻进一般采用小直径全面钻头，进行全孔底破碎钻进。在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构。在钻具内或在紧接其后部位，安装有测量探测头。钻进过程中，探头连续或间隔地测量钻孔位置参数，并通过无线或有线的方式将测量数据发送到地表接收器。操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。
（2）地下勘察
地下勘察包括地下原有管线及设备的勘查和土壤的勘查。
1)地下原有管线及设施勘查
道路、河流两侧地下往往有污水管、自来水管、高压电缆、通信电缆、热力管线等，有时纵横交错，有些地方甚至还有基础或人防工程等。导向孔设计时避开这些设施，并保持距这些设施一定的安全距离。了解相关部门的管线档案资料、查找现场原有的井盖等标志、测量管线深度将有助于确定管线的准确位置。对于金属管线或电缆线可用管线仪对其进一步验证。
三、施工步骤
导向钻进非开挖铺管工程施工主要过程为：勘察现场—导向孔轨迹设计—施工前准备—导向孔施工—反拉扩孔及铺管施工
1、现场勘察
现场勘察资料一方面是导向孔轨迹设计的重要依据，另一方面也是决定施工难易程度、计算工程造价ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ基础。现场勘察包括地表测量和地下勘察两部分。
（1）地表测量
地表测量主要是根据市政管理部门提供的审批路线，对管线工程周围地形进行测量，先按施工区域地形及路线范围初步定出钻孔中线和地表走向，测量中心线地面的标高或相对高度，根据要求的铺管深度初步确定导向孔造斜长度、入射点位置、铺管长度、下管位置。另外考虑施工用的钻机、泵站以及下管用吊车等设备放置操作所占用的场地和空间，测量河道周围地形地貌以及水流缓急情况。
（3）施工前准备
施工组织设计的内容应包括工程概况、施工技术方案、施工进度计划和施工图说明、质量目标、安全措施、人员安排等等。
（4）现场准备
与传统的铺管方法完全不同，水平定向钻进只需要很小的施工场地。场地大小取决于钻进长度、工作管直径和所钻地层情况。水平定向钻进穿越工程需要两个分离的工作场地：设备场地（钻机的工作区）和工作管场地（与设备场地相对的钻孔出土点工作区）。
2、回扩
导向孔完成后，必须将钻孔扩大至适合生产管铺设的直径。一般，在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉进行回扩，在其后不断地加接钻杆。根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况，回扩可一次或多次进行。
最终回扩直径按下表规定：
穿越管段的直径
最小扩孔直径
<219
管径+100
219~610
2）土壤调查
对水平定向钻进穿越土壤的调查，包括调查钻进技术、土壤力学参数及对颗粒尺寸分布曲线的分析。
2、导向孔轨迹的设计
导向孔轨迹设计是在管线剖面图的基础上，设计出钻孔的最佳曲线。一般原则是离开现有管线越远越好，离开压力管线、电力管线、光缆越远越好；将钻机放置在有风险管线的一侧；钻孔曲线越简单越好；弧型部分曲率半径越大越好。
钻孔轨迹角度值的取得原则如下：
入土角和出土角应分别在6o至15o之间（取决于欲铺设的工作管直径等）。
所铺管的允许最小弯曲半径应尽可能大。
入土点或出土点与道路及河之间的距离至少应为5m。
与河底的最小距离至少应为7m，以保证不发生泥浆喷涌。
出于钻进技术考虑，第一段和最后一段钻杆轨迹应是直线状的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆轨迹的长度各自至少应为5m。
1.5倍管径
>610
管径+300
注：扩孔宜采取分级、多次扩孔的方式进行。
3、回拖
回扩完成后，即可拉入待铺设的生产管。管子最好预先全部连接妥当，以利于一次拉入。当地层情况复杂，如：钻孔缩径或孔壁垮塌，可能对分段拉管造成困难。回拉时，应将回扩钻头接在钻杆上，然后通过单动连接头连接到管子的拉头上，单动接头可防止管线与回扩头一起回转，保证管线能够平滑地回拉成功。