非开挖水平定向钻技术在施工中的应用Word下载.docx
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确定铺管的出入土孔口位置，严格讲要求测量标定铺管出入土点的坐标,备齐完整资料存档。
入土角：
钻机导轨与地面夹角，即钻头入土角.钻头入土角常取0－220，铺设钢管常取0－120.
出土角:
钻头钻出地面的斜度.出土角常取0－180，铺设钢管时常取0－80。
第三节定向钻进的优点
1．泵,保证新铺管线不受损坏；
2。
不必挖掘工作井,可铺装直径为100mm—1000mm的各种材质的管线；
3.钻进设备采用集成式设计，安装快速安全;
4.具有最大扭矩和独特设计的钻进系统可对付各种地质，绝无卡钻问题;
5。
特殊设计的形钻头可随时调整钻进的方向、绕避障碍物；
6.一体式钻杆可为钻进各种地质提供足够的强度和韧度；
7.钻杆自动装卸系统，可使操作效率更高,工作更安全;
8。
导向定位系统可测至30。
5m深度,确保施工路线准确无误；
9。
施工快速，一次钻进最长可达500米的距离;
10。
适于铺料各种不同材质工程管线。
第四章水平定向钻进中扩孔、清孔、铺管技术难点
第一节扩孔技术难点
一、卡钻
卡钻是扩孔中常见技术的难点，遇到卡钻，分析判明原因后处理。
1、与地下管线相碰卡钻，退出钻头，拖回钻杆,钻机移位，重做导向孔。
2、杂填土中的砖块、石块卡钻:
松脱扭矩，转动钻头，缓慢扩孔；
杂填土中的大块石、混凝土块卡钻:
设法退出钻头，钻机移位重做，或者挖出石块,继续扩孔。
切莫蛮干，否则会扭断钻杆，将钻具丢失孔内。
3、大直径钻头扩孔，遇到硬粘土层,造成频繁卡钻，放慢扩孔速度,加大泥浆量，有时回拖一根钻杆，需要40分钟。
4、钻头与树根相遇卡钻，松脱扭矩,缓慢回扩，通过树根后又给进重新回扩,将树根粉碎，以防铺管时有障碍.
二、缩径
软土层扩孔，孔内容易产生缩径现象。
钻杆卸下后，孔内水从钻杆倒流出，说明孔内严重缩径。
缩径严重时，被铺管会受到挤压变形，甚至卡死被铺管。
遇到严重缩径,选用固相泥浆护壁,使孔内压力平衡，保持成孔。
或加大一级钻头扩孔，再清孔铺管。
选用硬度较高，抗侧压力强的PE、PVC管材。
如果轻微缩径,一般多清一次孔即可铺管。
三、坍孔
沙质粘土层、沙层、松散回填土层扩孔易坍孔，坍孔埋钻、卡钻、卡死被铺管，造成路面裂缝下陷。
选用固相泥浆、重胶质固相泥浆护壁,可有效地防止坍孔。
如果是块石堆积处坍孔，只有将块石清除后方可继续扩孔。
四、钻孔膨胀
黏土层，昔格达底层遇水膨胀：
在这类地层钻孔铺管，成孔后，孔内土层膨胀,孔内泥屑增多，孔径变小，被铺管易拉扁。
选用优质无固相护壁,泥浆失水少，减少孔壁与水接触。
扩大一级扩孔，多清两次孔，可有效防止地层膨胀,挤压铺管。
五、泥浆漏失
在松散的回填土层,地下水位较低，沙质粉土层、粉土层、沙层、河床底的软土层，沙层扩孔。
泥浆不从孔口返出，而从孔内漏失,增大泥浆浓度和粘度，在孔壁形成泥皮阻漏，有效地防止泥浆漏失.在穿越河流时,泥浆漏失而又无法阻漏就顺其自然。
六、扩孔效率
钻机的扭矩越大转速越高,扩孔效率越高，在钻机的额定扭矩和转速条件下，扩孔效率与被扩孔土层，扩孔钻头，扩孔泥浆质量和泥浆量有直接关系.要提高扩孔效率，必须搞清楚土层结构和土质成份，选择适应切削该土层的高效钻头,调配好适应该土层的泥浆和合理泥浆量，进行扩孔,扩孔效率高。
第二节清孔技术难点
一、泥浆渗出
在扩孔回拖铺管时，常见泥浆从孔中渗出地面。
泥浆渗出的原因,一是扩孔铺管孔中残留泥屑过多阻塞钻孔，泥浆无法从孔口返出,泥浆在孔中形成高压而从地面渗出。
二是地层松散，给泥浆留出通道,泥浆顺其通道渗出地面。
一般的情况泥浆从地面渗出无关紧要，在一些特定的环境中要特别留意,泥浆不可以从居民房中渗出，不可以从养鱼、养虾、养蟹池中渗出。
防止泥浆渗出措施是增加钻孔深度，原设计深度6米可增加至9米，原设计深度9米可增加至12米。
改善钻头结构，尽可能将钻孔中的泥屑搅成泥浆，同时适量增大泥浆的粘度、浓度和流量,增加泥浆的护壁、悬浮和排屑能力.钻孔中形成完整通道，泥浆畅通无阻地从孔口返出.
二、停钻不停泥浆
在回拖铺管过程中，经常因各种原因要停钻，如中途焊接管,中途修补防护层，市政干扰。
要停钻回拖铺管，停钻不能停送泥浆,让泥浆在孔内继续循环,防止增加被铺管回拖力,防止埋管。
尤其是沙质地层，停钻更不能停泥浆.如果被迫停泥浆，在停钻前送入又粘又浓的泥浆，再停送泥浆，重新钻后，开泵送泥浆十分钟,泥浆从孔口返出良好后，再回拖铺管。
第三节铺管技术难点
一、流沙
流沙层扩孔，孔扩后不能形成完整的孔，而且流沙具有吸附力特性，给被铺管造成阻力.选用重胶质固相泥浆，放慢回扩速度，让泥浆与流沙充分乳化，流沙悬浮孔内,消除流沙吸附力.在铺管时，流沙随泥浆从钻孔中流出。
二、管子变形
黏性强的地层扩孔，粘土形成块状残留在孔内，很难把它搅成泥浆。
铺管时，泥块堆积挤压,管子受挤压变形。
铺管前多清一次孔再铺管.管子变形量少，试通合格。
管子变形量大，拖出管子修复，不能修复作报废处理。
三、管子卡死
孔内残留的泥块多，坍孔,缩径易造成被铺管子卡死在孔内。
在卡死前，回拖压力表逐步上升，见到表针上升时,暂停或放慢回拖速度,加大泥浆量,可避免管子卡死。
管子卡死后,调推土机、挖土机将管子拖出.重新清孔铺管。
第五章工程实例
一、工程概况
杭州群龙非开挖工程有限公司承接湖南星大建筑股份有限公司在东莞市石碣镇崇焕东路拟建的东莞市石碣镇沙腰汗水处理厂载污主干管工程,辅设ф500PE（外径为ф580mm）管333米。
杭州群龙非开挖工程有限公司是专门从事地下管线非开挖铺管工程技术施工的企业,现有二台ZT—25型钻机，能承建φ1000mm以下的钢管和PE管的水平导向敷管工程。
我公司使用此项技术已在上海、深圳、安徽、山东、特别是杭州各城市完成约六万六千多米地下管线的敷设工程，取得了显著的社会效益和经济效益。
该工程主要通过的地层为：
0-2.3米为人工填土，湿,松散,主要由粘土回填，上部含有少量的建筑垃圾，局部含有少量生活垃圾，上部20厘米左右为混凝土路面;
2.3—3.7米为粉质粘土，很湿,可塑状,以粉细粒、粘粒为主，含少量粉砂;
3.7—8.0米为细砂、中砂，饱和,松散，颗粒均匀,分选性差.
二、施工技术方案
5.2。
1、地下原有管线勘测
运用英国雷迪公司RD4000—T10型管线仪，在所辅管施工范围内,对地下原有管线的位置、走向、深度进行探测.
探测方法：
经过踏勘找出所有可能涉及到的管道井盖,工作人员首先打开井盖，下井观察管线大致情况如走向等，然后用管线仪发射器连接所要查的管线，地面用管线接收机接收信号来确定管线的位置、走向及深度同时作好记录并画出管线草图。
A9—3号井有一条底深2米的污水管道与拟设路线垂直交叉，A9—8、A9-7井位与原有雨水管道重合，A9—6、A9—5、A9-4、A9—3井位此同时离原有雨水管道边缘均小于20厘米.
5.2.2、工作坑开挖及支护
管线查清后,参照管线图纸进行钻孔轨迹设计.根据设计要求,然后开挖工作坑.入土工作坑大小约为3m（长）×
1。
5m（宽）×
5m（深），出土工作坑大小为5m（长）×
1.5m（宽）×
5m（深）以便下钻，靠钻机一头的检查井大小为3m（长）×
3m（宽）×
3.6m（深）（工作坑的开挖深度一般与上下游节点拟辅管道的设计深度吻合.如工作坑的深度超过3。
6米应采取支护。
2.3、先导孔施工阶段
先导孔的施工是整个工程施工的关键阶段，它决定管线穿越位置的科学与合理性，必须要考虑到Φ580mmPE管的物理特性及最小弯曲半径。
为了拉管时管头能顺利入孔，因此导向的出土角应控制在15度以内,而入土角也不宜过大，应为控制在18度左右。
因扩孔直径为900mm且大曲率半径钻进（非开挖施工聚乙烯管道的最小弯曲曲率半径一航为100-300D），又由于施工处地质比较理想，因此管材的最小弯曲曲率半径设为185D即126米。
钻导孔时，以不损坏路基路面、原有管道和影响交通为前提,钻孔轨迹依据查完管线之后的实际情况进行设计。
φ580PE管的弯曲曲率半径按185D即126m
序号
穿越深度（m）
曲率半径（m）
所需水平距离（m）
出入口斜度（%）
出入口角度（°
）
1
1.00
126
15.8
12。
7
7。
2
2
50
19。
4
15.6
8
3
2.00
22.4
18。
0
10.2
4
25.0
20.2
11.4
5
3.00
27。
3
22。
12.5
6
3.50
29。
5
24。
1
13。
7
4。
00
31.5
25.8
14。
8
33。
27.5
15.3
9
35.1
16。
10
5.50
36。
30。
6
16.9
上表是以实际可以施工的最小曲率半径结合出入土处和最深处管位设计标高为依据得出的最小水平距离。
1．靠近钻机一侧要求管位与地面的高差为3。
2米，由于实际辅设段要求是水平的，另外一侧的高差也差不多，即从接收井到地表需要至少28米的水平距离造斜才能符合管材的弯曲要求，因钻机一侧到发射井之间不需要辅管，因此这段的水平距离可适当减小即20米左右.
2．由于施工需要避开原有雨水管道,拟设的污水管道宜向南移1.5米左右，又由于A9—2和A9-3设计井位间距约6米，为了使其能以最小的间距连接，宜从A9—4号井向南缓移至A9-2井，即A9-3号井会在绿化边缘。
但在水平方向弯曲时须按相应的弯曲曲率半径进行水平造斜，因中间段地面起伏不大,因此需要在施工前每隔10米设一个测点（量出管位的设计高程）即可，导向时每3米测定一次，严格按照设计标高导向。
３．在辅管完成后，管在孔内是紧贴上壁的,即管中心标高会高于导向标高，因此导向时就相应加深0。
45-0。
29=0.16米，由于管线实际穿越地段为粘土，在扩孔及拉管阶段中心标高上台的可能很小,所以导向标高严格按设计的深度进行施工。
根据设计，采用进口仪器美国DCI公司月蚀型定位系统对导向孔钻进精确定位。
具体操作中，对钻头定位要进行多点测量,要求每3米测定一次深度,如实际位置及深度偏离计划轨迹需进行纠偏时，应进行多点测量即每1米测定一次；
控制好钻孔轨迹的走向，并使之与设计轨迹相吻合；
曲线段的纠斜，要根据钻头面向位置及倾角变化值,角度变化不应太大;
运用相关软件及经验数据，及时计算和预测出纠斜钻孔位置的变化;
小角度钻进及水平钻进段,可根据倾角变化适当增加测点距离；
通过原有地下管线时，测点要精确，当深度和倾角与设计轨迹不符合时,应立即采取相应措施,确保钻孔按预定轨迹出土。
2.4、泥浆的配制
a、泥浆用量计算
每米钻孔的泥浆体积立方数
V＝0。
785＊（D2－d2）*系数
化学泥浆添加剂总用量
T＝t*V
说明:
进行不同钻头直径回扩时的泥浆用量应累加
V—-需用泥浆体积（立方米）
D-—大回扩器的直径（米）
d--小回扩器或导向孔的直径（米），在用同一直径回扩器进行多次回扩时，取d＝0
系数--1。
5至3（根据土质、管径、长度、回扩次数等选用）
T-—化学泥浆添加剂总用量（kg）
t—-每立方米水中加入的化学泥浆添加剂参考用量（kg）
b、泥浆的配制工序
第一步，在抽用的清水里加一定比例（0.1—0。
2%）是纯碱软化水
第二步，加入一定比例的膨润土，用机械搅拌使其充分溶于水，且完全分散，一般需搅拌20分钟左右。
第三步，加入一定比例的添加剂搅拌3—5分钟即可使用。
5、扩孔阶段
导向孔施工完毕后，在出口位置将导向钻头拆下,换上扩孔钻头，分级多次将钻孔扩大到需要的孔径：
第一次宜用D300的回扩头进行扩孔，第二次用D500的回扩头扩孔，第三次用D700的回扩头扩孔，第四次用D900扩孔；
第四次用D900清孔。
扩孔时冲洗液采用优质膨润土泥浆，并使用钻液宝（液体Drispac聚合物）添加剂，保证孔壁完整、光滑;
因在扩孔完后会有粗粒的砂沉于孔底，减小的孔的有效直径,因此应适当增加泥浆比重，提高泥浆粘度；
同时增加钻杆转速，适当减小拉力，即采取快转慢拉的方式回扩。
6、拉管施工阶段
扩孔施工完成后,将PE管焊接好且经强度试验和气密性试验。
然后进入拉管施工,拉管时，由于钻机停放在路边无法固定，须用挖机拉或顶住钻机。
一边拉管一边向孔内加注优质泥浆充实孔隙及护壁,并防止泥浆对地层的冲蚀作用,而造成孔壁坍塌；
回拉管线的拉力尽可能保持与扩孔拉力的平衡性，采取快速回拉的办法,提高铺管效率。
拉管完成后需抽掉井内泥浆拆掉拉管头。
拉管完成后清洗两头泥浆，余土及时运走。
2.7、拉力计算
管的重力为:
G=ρ管gv
管在孔中的浮力为:
F浮=ρ泥浆gv排
管所受的侧摩阻力为：
F摩=（F浮-G）×
f1
管子回拖时的粘着力为:
F粘=31。
4×
D×
L×
f2
管子回拖的同时扩孔的阻力为：
F扩=62。
8×
D
拉管时管道承受的最大拉力为：
F管=F粘+F扩
拉管时钻机施加的最大拉力为：
F总=F粘+F扩+F摩
ρ管—PE管的密度（千克/立方米），所用管材的密度为0。
93＊1000千克/立方米
ρ泥浆--泥浆密度（千克/立方米）
v排--管材排开泥浆的体积（立方米）
f1—PE管在泥浆中与孔壁的摩擦系数一般取0.2—0.3
f2-—泥浆粘附在管表面的粘着力系数一般取0.002-0。
003
D-—管材的外径（米）
L—-管材长度（米）
g--9.8N/kg
以上力的单位均为KN
三、设备情况
1、工程施工的主要设备—-钻机采用ZT—25型非开挖铺管钻机，其主要技术性能指标为：
主轴转速（在额定扭矩和负载下）┄┄┄0~100rpm
主轴扭矩┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄0~8000Nm
回拖力┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄250kN
给进力┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄250kN
给进行程┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3.3m
角度调节┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8～20°
钻机动力┄┄┄┄康明斯柴油机:
125KW/2400r/min
泥浆泵流量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄250升/分
钻杆长度┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3。
00m
钻杆接头直径┄┄┄┄┄┄┄┄┄83mm
钻杆管直径┄┄┄┄┄┄┄┄73mm
2、定向导向仪器采用英国雷迪公司RD4000T-10型定位系统。
3、其他设备、仪器
5KW发电机┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄一台
污水泵┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄二台
塑料管道热熔对接机┄┄┄┄┄┄一台
25吨汽车┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄一辆
指挥车┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄一辆
地下管线探测仪┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄一套
月蚀导向仪┄┄┄┄┄┄┄┄┄一套
经纬仪┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄一台
四、施工组织及工艺流程
设备进驻工地前，首先要对施工现场进行勘查，对地下原有管线的走向、埋深，管径确定具体位置，对不明管线应找有关单位进行核实，确保原管线安全.设备进场后，要准确定位钻机，根据设计要求有步骤地完成每一道工序。
1、施工工艺流程：
以上各工序详细情况在施工技术方案中已做阐述。
2、人员组成：
根据工程需求及以往施工经验，组建施工队伍,岗位设置如下：
项目经理：
工程总负责
技术负责:
负责施工技术问题
机长：
组织、参与生产
仪器员：
导向及操作仪器
安全员：
负责质量及安全工作
钻工5人钻机操作、维修
五、施工质量保证措施
1、质量保证体系:
项目经理
工程师
机长
钻工
维修工
2、质量保证措施：
1）现场勘查、测量要仔细、认真，确保施工的安全和质量;
2）先导孔每钻进3。
0米测量一次，若发现偏差及时调整,并增加测量次数，以确保先导孔在设计范围内；
3）各岗位人员要严格履行自己的职责，并互相配合,尤其司钻和仪器导向人员，司钻应严格按照导向人员的指令进行操作，遇到异常情况及时停钻，与有关人员研究决定，不得擅自主张;
4）扩孔时逐级扩孔，精心配制泥浆，确保成孔质量；
5）拉管结束后，管头两端及时封堵，防止杂物落入；
泥石碎屑应及时处理;
6）参加施工人员认真学习施工技术规范等有关文件，增强质量意识;
7）施工前对操作进行交底,强调质量标准和质量要求;
8）强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作,全部施工人员积极配合，认真作好施工记录，保证每一道施工工序严格按设计规定要求进行。
六、施工进度
项目
总共施工时间为17天
A9—5至A9—9段116米
A9至A9—2段110米
A9-2至A9-5段107米
七、文明施工及安全注意事项
1、施工人员要认真学习有关文件，强化安全质量意识，严格按质量标准办事；
2、强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作，全部施工人员要服从安全质检员的命令，各岗位认真作好工作记录，严格按施工工艺规范进行；
3、严格执行安全生产制度，安全员跟班现场检查，发现不安全因素及时解决；
4、分工明确，统一信号,专人负责电器电路，所有非电人员不得随意乱动;
5、各设备、仪器要科学维护、保养,遵守安全操作规程;
6、工作坑周围设围栏,夜间设标识；
7、严禁工作时间内喝酒及酒后作业；
8、施工时加强对边坡的支撑和检查；
9、在水上作业探测人员必须准备救生圈，仪器设备必须系好安全绳，防止掉入水中；
10、实行文明施工,减少工地周围的环境污染。
淤泥、渣土合理堆放,保持清洁卫生。
第六章实习心得
时至今日，我在杭州群龙非开挖工程有限公司有限公司实习的时间已2个月,在我的实习期即将结束之际,回想起在公司走过的日子,在无限感慨的同时觉得收获颇丰.从我的实习过程来看,我有以下心得体会:
一、刚接触一样新东西，要有信心把它做好，不要退缩。
其实再难的事只要有信心,肯用心，积极主动就一定能做好!
我刚接的时候，也感觉什么都不懂，什么都难，常常都摸不着头绪。
但我仔细地想了想，万事开头难嘛，出现这种情况是很正常的事情，我不是在为自己找借口，而确实是这样。
所以，我认识到自己的不足便开始了实际的行动,努力地学，有不懂的就问，有不清楚不明白的就通过各种途径去弄明白，根本就不怕别人笑话，因为我知道，刚从学校出来的我就像一张白纸,我要用各种颜色的笔去描绘它。
二、实践才是活生生的东西，通过实践，很多事情就会变得很容易甚至比理论上的更简单。
条条框框的理论看起来很乏味，有时也难以理解，但自己亲身去实践，去操作，慢慢地就会变得很熟练，大有一种豁然开朗的感觉。
刚开始看到那钻进流程时，觉得很烦琐，很多东西都是一头雾水.但当我真正独立去操作，去体验的时候，我突然发现：
原来那么简单！
所以，我现在觉得,单纯理论上的东西，没有经过自己的亲身实践，是无法真正透彻理解它的真正含义的,就算你把它背得滚瓜烂熟也不起什么作用！
不把死的东西变成活的东西就等于没有真正的东西。
三、初涉社会，要学会独立思考问题，独立解决问题。
外面的世界与学校有太多的不同，远远比学校复杂得多，所以在外面如果还存在较强的依赖心理的话就会使自己到处碰壁。
在学校,有一个在各方面都很接近的群体，很多问题都比较容易沟通、较容易理解和能得到较好的解决。
但在外面可不一样，你要面对各种各样的人，你要面对形形色色的事，孤独无助的你必须要发挥自身的主观能动性去想办法，去寻求一切可能的途径去解决。
在这几个月的实习时间里我所获得的最为深刻的体会就是以上几点，
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