水平定向钻施工技术方案(从新存储)课件

1、1水水平平定定向向钻钻施施工工技技术术方方案案一、工程概况.2二、水平定向钻管材料（HDPE）要求.2三、水平定向钻施工组织及技术参数.3四、水平定向钻施工顺序.6五、水平定向钻具体施工要求.61、现场施工准备.62、测量放样.63、管道连接.64、钻机就位.75、穿越设备安装调试.76、制浆.87、试钻.88、导向孔.99、扩孔.109、回拖.1110、穿越设备退场.1211、现场泥浆处理.1212、地貌恢复.12六、水平定向钻施工质量保证措施.12七、水平定向钻施工安全、文明施工措施.13八、管理网络.15（1）施工管理组织网络.15（2）质量管理网络图.16（3）安全管理网络图.16（4

2、）文明施工管理网络图.17九、施工机械设备、人员投入.18十、水平定向钻施工计划安排.192一、工程概况一、工程概况通途路（泰山路-梅墟）工程合同段西起点桩号 K2+080,北至桩号 K7+280 道路全长约 5.2Km。于宁波绕城高速公路东段的丁家山立交至好思房立交并行，宁波绕城高速公路东段全线高架于通途路上，高架桥桥墩设置于通途路机非分隔带内；丁家山立交绕城高速与通途路通过匝道沟通，工程范围以匝道起始端为分界。水平定向水平定向钻钻敷管主要里程段敷管主要里程段井位里程桩号管材管径（mm）备注W52-W53K3+890-K3+932HDPE2002200HDPE 倒虹管W63-W64K4+29

3、3-K4+334HDPE2002200HDPE 倒虹管W64-W71K4+334-K4+585HDPE400W71-W78K4+585-K4+838HDPE500W78-W79K4+838-K4+884HDPE3002300HDPE 倒虹管W79-W85K4+884-K5+145HDPE500编编制依据：制依据：通途路（泰山路通途路（泰山路梅墟）梅墟）标标段段 道路排水工程施工道路排水工程施工图图 城城镇镇道路工程施工与道路工程施工与质质量量验验收收规规范范 （ （GJJ1-2008） ） 给给排水管道工程施工及排水管道工程施工及验验收收规规范范 （ （GB50268-2008） ） 工程工程

4、测测量量规规范范 GB50026-2007 城市城市测测量量规规范范 CJJ8-99以及其他现行相关技术规范。3二、水平定向二、水平定向钻钻管材料（管材料（HDPE）要求）要求本工程排水 HDPE 管材采用有资质厂家供货，合格成品组织现场施工。HDPE 实壁管道，管道公称压力 PN0.8Mpa，环刚度12KN/，管道密度0.94g/cm3,断裂伸长率350%，纵向回缩率（110）3%，氧化诱导时间（200）20min，80静压强度 5.5Mpa（165h）不破裂，不渗漏。三、水平定向三、水平定向钻钻施工施工组织组织及技及技术术参数参数一一一 倒虹管部分每个穿河段、两井间倒虹管作为一个水平定向钻

5、敷管施工点（段）。一一一 道路部分水平定向钻敷管按照不同管径相接井作为分界，不同管径里程段落作为一个水平定向钻敷管施工点（段）。水平定向水平定向钻钻敷管施工点划分敷管施工点划分井位里程桩号长度（m）管径（mm）备注W52-W53K3+890-K3+93242200一个施工段W63-W64K4+293-K4+33441200一个施工段W65-W71K4+345-K4+585234400一个施工段W71-W77K4+585-K4+838235500一个施工段W78-W79K4+838-K4+88446300一个施工段W80-W85K4+898-K5+145242500一个施工段一一一 水平定向钻暗

6、埋敷管相关技术参数4其中 W64-W65,W77-W78,W79-W80 管道过短埋设较深，具体施工拟定报设计变更为大开挖施工。水平定向水平定向钻钻敷管敷管轨轨迹迹测测量量纵纵断面断面管底标高(-0.59)管底标高(-1.02)井位处原地面标高(1.881)井位处原地面标高(2.02)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 65 5- -W W7 71 1施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W65直线段长度234mW71斜直段12.54m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度12.93m管底标高(0.56)管底标高(-1.02)井位处原地面标高(1.896)井位

7、处原地面标高(2.02)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 64 4- -W W7 71 1施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W64直线段长度251mW71斜直段6.10m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度12.93m管底标高(-1.12)管底标高(-1.455)井位处原地面标高(2.02）井位处原地面标高(2.01)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 71 1- -W W7 77 7施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W71直线段长度235mW77斜直段16.33m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度15.34m

8、管底标高(0.56)管底标高(-1.02)井位处原地面标高(1.896)井位处原地面标高(2.02)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 64 4- -W W7 71 1施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W64直线段长度251mW71斜直段6.10m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度12.93m管底标高(-1.12)管底标高(-1.455)井位处原地面标高(2.02）井位处原地面标高(2.01)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 71 1- -W W7 78 8施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W71直线段长度253mW7

9、8斜直段16.33m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度15.34m管底标高(-1.807)管底标高(-2.152)井位处原地面标高(2.454）井位处原地面标高(1.973)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W8 80 0- -W W8 85 5施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W80直线段长度242mW85斜直段22.69m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度19.08m5管底标高(0.56)管底标高(-1.02)井位处原地面标高(1.896)井位处原地面标高(2.02)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 64 4- -W W7 71 1施

10、施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W64直线段长度251mW71斜直段6.10m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度12.93m管底标高(-1.12)管底标高(-1.455)井位处原地面标高(2.02）井位处原地面标高(2.01)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 71 1- -W W7 78 8施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W71直线段长度253mW78斜直段16.33m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度15.34m管底标高(-1.78)管底标高(-2.152)井位处原地面标高(2.373）井位处原地面标高(1.9

11、73)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 79 9- -W W8 85 5施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W79直线段长度261mW85斜直段22.08m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度19.08m管底标高(0.71)管底标高(0.41)井位处原地面标高(2.218）井位处原地面标高(2.114)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W5 52 2- -W W5 53 3施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W52长度42mW53斜直段7.07m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度5.35m管底标高(-3.8m)疏浚标高

12、(-1.87m)河床线管底标高(0.56)管底标高(-1.02)井位处原地面标高(1.896)井位处原地面标高(2.02)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 64 4- -W W7 71 1施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W64直线段长度251mW71斜直段6.10m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度12.93m管底标高(-1.12)管底标高(-1.455)井位处原地面标高(2.02）井位处原地面标高(2.01)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 71 1- -W W7 78 8施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W71

13、直线段长度253mW78斜直段16.33m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度15.34m管底标高(-1.78)管底标高(-2.152)井位处原地面标高(2.373）井位处原地面标高(1.973)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 79 9- -W W8 85 5施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W79直线段长度261mW85斜直段22.08m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度19.08m管底标高(0.71)管底标高(0.41)井位处原地面标高(2.218）井位处原地面标高(2.114)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W5 52 2- -W

14、 W5 53 3施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W52长度42mW53斜直段7.07m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度5.35m管底标高(-3.8m)疏浚标高(-1.87m)河床线管底标高(-0.26)管底标高(-0.56)井位处原地面标高(2.23）井位处原地面标高(1.896)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 63 3- -W W6 64 4施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W63长度41mW64斜直段12.64m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度9.62m管底标高(-3.8m)疏浚标高(-1.87m)河床

15、线6管底标高(0.56)管底标高(-1.02)井位处原地面标高(1.896)井位处原地面标高(2.02)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 64 4- -W W7 71 1施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W64直线段长度251mW71斜直段6.10m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度12.93m管底标高(-1.12)管底标高(-1.455)井位处原地面标高(2.02）井位处原地面标高(2.01)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 71 1- -W W7 78 8施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W71直线段长度253m

16、W78斜直段16.33m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度15.34m管底标高(-1.78)管底标高(-2.152)井位处原地面标高(2.373）井位处原地面标高(1.973)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 79 9- -W W8 85 5施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W79直线段长度261mW85斜直段22.08m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度19.08m管底标高(0.71)管底标高(0.41)井位处原地面标高(2.218）井位处原地面标高(2.114)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W5 52 2- -W W5 53 3施

17、施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W52长度42mW53斜直段7.07m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度5.35m管底标高(-3.8m)疏浚标高(-1.87m)河床线管底标高(-0.26)管底标高(-0.56)井位处原地面标高(2.23）井位处原地面标高(1.896)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W6 63 3- -W W6 64 4施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W63长度41mW64斜直段12.64m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度9.62m管底标高(-3.8m)疏浚标高(-1.87m)河床线管底标高(-1.

18、48)管底标高(-1.78)井位处原地面标高(2.01）井位处原地面标高(2.373)进口坑深0.5m出口坑深0.5mW W7 78 8- -W W7 79 9施施工工段段水水平平定定向向钻钻施施工工测测量量轨轨迹迹线线W78长度46mW79斜直段18.32m曲直段3m入土角a=10曲直段3m斜直段长度19.24m管底标高(-3.8m)疏浚标高(-1.87m)河床线水平定向水平定向钻钻敷管相关技敷管相关技术术参数参数井位暗埋敷管深度（m）长度（m）穿越地质层情况W52-W531.508-1.7（6.018-5.918）42W63-W642.49-2.456（6.03-5.696）41W65-W

19、712.471-3.04234W71-W773.04-3.455235W78-W793.49-4.153（5.81-6.173）46W80-W854.261-4.125242暗埋管主要穿越地质层为：粘土层、淤泥质粘土层；其中穿河部分管道敷设较深，最深层为淤泥层。 （参考 5#桥处地质资料说明：上表中红色字体表示为穿河处管道埋深。四、水平定向四、水平定向钻钻施工施工顺顺序序现场施工准备管道连接测量放线钻机就位穿越设备安装调试制浆试钻导向孔扩孔回拖穿越设备退场现场泥浆处理地貌恢复。7五、水平定向五、水平定向钻钻具体施工要求具体施工要求1、 、现场现场施工准施工准备备 根据施工组织安排整理现场地坪，

20、并根据水平定向钻测量施工轨迹线确定出土坑和进土坑，土坑设置尺寸为 5*1*0.5m。 （出土坑、进土坑施工现场场地不满足设计轨迹位置的，可挖土形成基坑适当缩短斜直段水平长度，开挖基坑施工必须做好基坑围护）2、 、测测量放量放样样（1）根据设计水平定向钻轨迹线用白灰在现地坪撒出设计管轴线位置。（2）根据设计水平定向钻轨迹线定出入土点、出土点以及入土、出土点标高，同时按照设计提供井位桩号，详细测设出暗埋敷管段两头井位位置。3、管道、管道连连接接（1）水平定向钻暗埋段 HDPE 管连接均采用电熔连接，电熔连接机具输出电流、电压必须稳定。（2）电熔连接机具与电熔管件必须正确连接，连接时，通电加热的电压

21、和加热时间必须符合电熔连接机具和电熔管件的要求。（3）电熔连接冷却期间，禁止移动连接件或者在连接件上施加任何外力。（4）管节连接分段井位里程桩号长度（m）管径（mm）管节段（段）备注8W52-W53K3+890-K3+932422001分节管道在施工前连接成整段W63-W64K4+293-K4+334412001分节管道在施工前连接成整段W65-W71K4+345-K4+5852344002120m+114m 两段分节管道同上W71-W77K4+585-K4+8382355002120m+115m 两段分节管道同上W78-W79K4+838-K4+884463001分节管道在施工前连接成整段W

22、80-W85K4+898-K5+1452425002120m+122m 两段分节管道同上（5）管节每段、每个接头连接完毕后应按照相关技术规范要求对接头进行检查验收。4、 、钻钻机就位机就位（1）对测量放线中心桩进行复测后终确定钻机就位点，确保钻机导轨架中心与入土点成一直线，同时出土点、入土点、导轨架中心成一轴线。（2）钻机就位完毕后进行系统连接、试运转、保证设备正常运行工作。5、穿越、穿越设备设备安装安装调试调试（1）将钻机与控向室各电气线路连接。（2）连接泥浆罐、钻机、泥浆泵、除泵器之间的泥浆接管，布置好现场用电线路，连接好各设备间信号线。9（3）各设备单机试运转，确定工作正常，各设备间通讯

23、线路工作正常。（4）所有钻具均作无损检测6、制、制浆浆（1）泥浆是定向穿越中的关键因素，穿越经过地层主要为淤泥质粉质粘土，制浆采用制浆桶搅拌制浆。（2）在回拖作业时，增加高润滑泥浆，使高润滑泥浆象薄膜一样附着于管线表面，保护管材。本次穿越敷管泥浆采用水基泥浆，水基泥浆以水为分散介质，其基本组分是粘土、水和化学处理剂。水：水源就近取水，用水泵输送至水罐内，在水罐中沉淀、过滤后配浆。粘土：粘土主要由很细（2mm 以下）的粘土矿物颗粒组成膨润土。化学处理剂：为了保证水平定向钻进泥浆的稳定性和提高泥浆的各种工艺性能，以适应各种情况下的钻进要求，泥浆中可根据不同需要掺入各种各样的化学处理剂（泥浆添加剂）

24、。水平定向钻进泥浆常用的化学处理剂（泥浆添加剂）有：A.纯碱；B.防塌剂；C.降失水剂；D.润滑剂；E.表面活性剂；F.增粘剂。（3）结合管道穿越土层情况制定如下泥浆组成：膨润土 + 纯碱 + 降失水剂 + 润滑剂。（5）泥浆的配合比（Kg/m3）：1：0.04:0.06:0.06（6）泥浆相关指标：密 度粘 度切 力PH 值失水（中压）泥 饼1.05-1.0735-400-2/2-68.5-94-7ml1.0-1.2（7）制浆在开钻前 24 小时完成，以利于泥浆材料充分水化。107、 、试钻试钻各设备、人员、材料准备就位后，启动钻机，钻入 1-2 根钻杆，检查各设备及计算机反馈数据是否正常。

25、试钻时，还应检查各泥浆系统之间的联接是否有渗漏、泥浆循环系统是否畅通；同时第一、二根钻杆进尺时，应采取轻压慢转的方式，稳定钻入导向位置和保证入土角。8、 、导导向孔向孔（1）导向孔的施工根据设计暗敷管轨迹，采用导向头内的探头盒发射一定频率电磁波传到地表，地表导向仪收到信号，使用它可以随时测出钻头地下的位置、深度、顶角钻具面向角等基本参数，从而控制导向孔施工。（2）导向仪是导向钻进的眼睛，它能使操作人员能够及时、精确地掌握钻进情况、随时调整钻进参数，确保钻机按预定的轨迹完成导向孔，从而达到准确铺管的目的。（3）导向孔施工步骤：a.探头装入探头盒。b.导向钻头连接钻杆。c.转动钻杆测试探头发射是否

26、正常。d.回转钻进 2 米左右。e.开始按照斜直段轨迹进行钻进。f.完成直孔段钻进。g.按照斜直段轨迹进行上漂钻进。11h.导向孔完成斜直段钻进，就是充分利用导向头的造斜原理，使钻孔实际轨迹尽可能接近钻孔设计轨迹。实际中不可避免地会发生偏离设计轨迹情况，一般采用以深度控制为主，顶角控制为辅的方法纠正钻孔偏差。（4）本工程导向孔施工应注意事项：a. 确定管线入土点与入土点的位置和深度。b. 做好测量放线工作。按照设计要求，做好穿越管线的测量放线工作，放线时要做好放线基准点确认工作，并使钻机、入土点在同一直线上。c. 掌握穿越地段地层特性导向施工前应对穿越地层进行分析，仔细核对已掌握工程地质特性，

27、保证钻孔施工时技术参数的合理性。d. 导向孔施工时，要保证导航员与钻机操作人员的协调一致。e. 导向孔钻进时，要随时掌握导向孔实际轨迹线，以使导向孔轨迹与设计轨迹之间的偏差在设计要求范围内（1.5%），发现偏差超标要及时纠正。f. 合理使用泥浆作冲洗液，确报钻孔成型及钻具安全。g. 选用优质的碱性电池，保证导向仪有足够的工作时间，确保导向施工时一次性完成。9、 、扩扩孔孔（1）导向孔钻进完毕后，核对导向孔轴线是否符合设计轴线位置，偏差是否相关技术要求，满足要求的拆除导向钻头、安装扩孔器回拖12扩孔，扩孔分级参见下表;导向孔轴线位置偏差超过要求的，应查明原因从新钻进导向孔。（2）扩孔施工步骤一a

28、一卸下导向头，换上反扩钻头及分动器。一b一分动器后连接钻杆。一c一扩孔。一d一反扩钻头到达钻头工作坑后卸下反扩钻头及分动器，将前钻杆连接起来。（e）回拉扩孔应分级进行，并按从小到大的顺序施工，不得跨径强扩。（3）分级扩孔水平定向水平定向钻钻敷管分敷管分级扩级扩孔表孔表井位长度（m）管径（mm）分级扩（次）扩孔直径（mm）扩孔终孔系数W52-W534220012401.2W63-W644120012401.2W65-W7123440024801.2W71-W7723550026001.2W78-W794630013601.2W80-W8524250026001.29、回拖、回拖一1一最后一级扩孔

29、钻头到达取钻头工作坑后，使分动器与反扩钻头脱离，卸下反扩钻头，将钻杆连接起来。13将待铺管沿管线中心顺直，放在湿润泥土上，保护待拖管道不被刮坏，并减小拉管摩擦力，有利于拖管一2一 将拉管头前与钻杆后与待铺管连接，随钻杆的回拉管道慢慢进入孔内。一3一 分段回拖管节的应待电熔连接充分冷却后方可再行托管。分段管节参见管道连接节。一4一 卸下拉管头。10、穿越、穿越设备设备退退场场（1）拆除各穿越设备间的联接。（2）钻机最先退离井场，其余设备依次退场。（3）出土侧钻具和其它设备同时装车运走。11、 、现场现场泥泥浆处浆处理理（1）出、入土两侧泥浆罐残留的泥浆用泵抽到专用泥浆回收车里外运处理。（2）对地

30、表被泥浆沾染的部分，人工用铁锹铲掉，装在泥浆回收罐里，就地深埋。12、地貌恢复、地貌恢复将井场周围隔离物、井场内外警示牌、标识牌装车运走；井场内施工及生活废弃物拉运至垃圾场；恢复原有地貌。六、水平定向六、水平定向钻钻施工施工质质量保量保证证措施措施1、测量控制：严格按照设计提供轴线进行现场定线、定点且复核，放样实行“放、复、复”原则，不通过监理工程师验收合格点不能用作施工控制；轴线定线验收合格，设置导向仪定向，并每进一节钻杆通14过导向仪对导向孔钻头进行标高、轴线纠偏测量，特别应该加强对曲直段的测量控制、勤测、勤纠。2、严格控制成品管材（HDPE）出厂质量：管材必须在原材报审、审批后方可进场，

31、同时进场材料必须组织验收，保证管材材质、技术指标以及外表观无擦伤、破损并满足设计质量要求。3、严格执行导向轨迹线：现场施工组织严格按照施工设计测量轨迹线组织导向孔钻进、扩孔、拖管作业，并保证导向孔进土时入土角、出土角度和标高。4、扩孔控制：严格按照方案扩孔级数进行回拖扩孔，同时分级扩孔级差不宜超过 120mm-150mm，终极扩孔回拖孔径保证大于回拖管节外径的 1.2-1.5 倍，同时扩孔完毕后应立即组织拖管作业，防止孔道坍塌。5、管节连接:水平定向钻全部管节连接均采用电熔连接，电熔连接必须严格控制电熔温度、套管宽度以及保证电熔电压稳定，电熔接头连接完毕后不能移动管节，必须使管节充分冷却后方可

32、移动；同时管节连接完毕后必须放置于平稳场地防止变形，拖管时管道下方必须敷设彩条布或者土工布，防止管道在托管过程中擦伤、破损。6、泥浆控制：导向孔、扩孔及回拖时，必须及时向孔内注入泥浆，泥浆配比严格按照施工设计泥浆配比实施，同时做好泥浆回收、沉淀、利用。七、水平定向七、水平定向钻钻施工安全、文明施工措施施工安全、文明施工措施1、做好参加水平定向钻作业队伍安全教育、培训工作，参加施工15作业人员全部建立安全三级教育卡、并由项目部安全、文明施工负责人监督、管理。2、水平定向钻施工机械设备均挂牌施工（施工机械检修牌），施工机械操作工必须持证上岗。3、加强现场临时出入口、施工现场安全管理工作；出入口设置专职安全监督人员对进入施工