5.3 水平定向钻法穿越
5.3.1 测量放线应符合下列规定:
1 测量放线前,应根据设计确定的控制桩位、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 应用测量仪器确定穿越中心线及穿越入土点、出土点。入土点、出土点应至少放桩1个。
3 应根据穿越入土点、出土点及穿越中心线,确定钻机安装场地、管道侧施工场地、泥浆池以及穿越管段预制场地的边界线,并应做好标记。
5.3.2 根据穿越施工场地的实际情况,应合理布设钻机、工作井、材料堆放和管道地面安装等工作区的位置。施工场地地面应根据土层的稳定性和密实性采取防止塌陷的措施。
5.3.3 穿越施工过程中,泥浆宜循环使用。应在出土点设置接纳泥浆涌出的泥浆池或泥浆罐。施工完成后,应使用槽车将废浆清运至环保部门指定的地点排放。
5.3.4 水平定向钻机的选用应根据计算的最大回拖力确定,钻机最大回拖力不宜小于计算值的2倍。管道水平定向钻回拖时的拉力应符合下列规定:
1 钢质管道水平定向钻回拖时的拉力应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424的有关规定。
2 PE燃气管道水平定向钻回拖时的允许拖拉力按下式计算:
式中:F——允许拖拉力(N);
de——管道公称直径(mm);
SDR——标准尺寸比。
5.3.5 钻机设备安装及调试应符合下列规定:
1 钻机的停放位置应使钻杆位于拟敷设管道的中心线上;
2 钻机地锚应稳固,并应能承受钻机的最大推进力及最大回拖力;
3 控向系统使用前应进行校准,更换传感器、接收器、钻头后应重新校准;
4 当采用地磁控向系统时,应测量钻机倾斜角及穿越方位角等数据;
5 当采用无线控向系统时,应根据施工场地周围的干扰信号情况,确定传感器的接收频率;
6 采用地磁控向系统时,可使用人工磁场。
5.3.6 钻进液应符合下列规定:
1 应根据工程地质勘察报告确定钻进液的配置参数;
2 钻进液的黏度应根据地质和管径情况确定,可采用马氏漏斗测量;
3 配置钻进液用的膨润土含砂量应小于3%,水源应使用清洁淡水,钻进液pH值应调配至8~10;
4 应按规定的顺序进行配置,并应使其充分膨化。
5.3.7 导向孔钻进应符合下列规定:
1 导向孔应根据设计曲线钻进,每根钻杆的折角应根据管径大小和管道的最小允许弯曲半径确定;
2 钻进导向孔时,每根钻杆的测量不得少于1次,当发现定向钻偏离设计轨迹时,应及时进行纠偏。纠偏应渐进进行,不得在一根钻杆的长度内完成所有的纠偏;
3 导向孔允许偏差应符合表5.3.7的规定,且偏差不应大于穿越长度的1%。
表5.3.7 导向孔允许偏差(m)
管材 | 导向孔曲线 | 出土点 | ||
横向偏差 | 上下偏差 | 横向偏差 | 纵向偏差 | |
钢管 | ±2 | +1~—2 | ±2 | +5~—2 |
PE管 | ±1 | +1~—1 | ±0.5 | +1~—1 |
5.3.8 扩孔应符合下列规定:
1 最终扩孔直径应根据穿越管道的直径、长度、穿越地质条件和钻机能力确定,最小扩孔直径可按表5.3.8的规定执行。
表5.3.8 最小扩孔直径
穿越管道的直径DN(mm) | 最小扩孔直径(mm) |
<200 | DN+100 |
200~600 | 1.5DN |
>600 | DN+300 |
2 当管径大于DN300时,扩孔宜采取多级、多次扩孔的方式进行。
3 扩孔过程中,当扭矩、拉力较大时,可采取洗孔作业。洗孔结束后,可继续进行扩孔。
5.3.9 定向钻穿越燃气管道的地面安装应符合下列规定:
1 穿越段管道应在平整且具有承载能力的场地进行预制;
2 预制管道应与入土点、出土点成一直线,当受现场条件限制时,预制管道可适当弯曲,并应符合本规程第4.3.10条的有关规定;
3 预制管道宜根据设计长度全线焊接,当场地局限时,也可分段焊接,在回拖过程中连接;
4 当采用热收缩带进行穿越段钢管焊口补口时,应采用定向钻专用热收缩带;
5 在穿越管道回拖前,钢管应采用电火花检漏仪对防腐层进行检验;
6 聚乙烯燃气管道焊接应使用全自动焊机;
7 管道回拖前,应对焊接完成的管段进行水压试验;
8 聚乙烯燃气管道应对表面划痕进行检查。
5.3.10 管道回拖施工前,应对场地、机具、人员等情况进行检查落实,并应编制回拖专项施工组织方案,回拖专项方案应包含下列内容:
1 回拖前管道铺设位置及管位调整方案,管道回拖进孔前的机械配合方案;
2 管道防腐层保护及修复的方案;
3 各工序时间点安排及控制措施;
4 挖机、吊机、焊机、发电机等机械配备情况;
5 施工人员配备情况,定人定岗;
6 回拖过程中的通信手段及通信要求;
7 夜间施工照明条件;
8 回拖过程不安全因素分析及对策,发生卡管时的处置预案;
9 安全应急预案及组织架构。
5.3.11 重要的、地质情况复杂的燃气管道水平定向钻穿越工程,在回拖前宜进行试拖,并应根据试拖情况对施工方案进行调整。
5.3.12 回拖时应保持连续作业。当采取两段或多段管段接力回拖时,中途停止回拖的时间不宜超过4h。
5.3.13 水平定向钻穿越燃气管道接头处的防腐层外宜设置保护套,防腐等级不应低于原管道,在管道穿越时,接头处的外防腐层不得被损坏。
5.3.14 回拖作业应符合下列规定:
1 应采取避免损伤管道及外防腐层的有效措施。可采取发送沟蓄水漂管、发送架及吊机送管等方式,避免管道与地面直接接触。管道入洞口前与地面的接触处部位应进行润滑。
2 应实时记录回拖过程的回拖力、扭矩、回拖速度、钻进液流量等数据,并应附于竣工资料中。
3 宜对钢管的外防腐层进行电火花测试,对防腐层的损伤部位应及时修补。
5.3.15 出土点和入土点两端管道应各出地面1m~3m。
5.3.16 穿越铁路、重要道路施工时,应进行地表沉降监测,并应做好记录。
5.3.17 回拖结束后,应将管道放置24h以上,待管道在穿越过程中的拉伸应力充分释放后,方可与两端管道进行连接。
5.3.18 施工完毕后,应测量出、入土点坐标,做好施工记录;并进行防腐层完整性评价,检测合格后方可与两端管道进行连接。