水平定向钻施工技术规程

福建省工程建设地方标准水平定向钻进管线铺设工程技术规程(征求看法稿）福建省建设厅发布前言水平定向钻进管线铺设工程技术（简称“定向钻铺管”）是当今非开挖铺设各类地下管线行业中的施工方法之一。本规程是依据省建设厅“关于下达2007年建设系统科技安排的通知”（闽建科函[2007]9号文）的要求，由福建东辰管道穿越工程有限公司编制而成。在编制过程中，编制组进行了广泛的调查探讨，充分征求看法，汲取借鉴国内外工程实践阅历，特殊是总结了我省近年来的水平定向钻进管线铺设工程阅历与科研成果，最终经审查定稿。本规程分7章5个附录。主要内容包括：总则、术语、基本规定、工程勘察、设计、施工和工程质量验收。为提高本规程质量，请各单位在执行过程中，留意收集资料，积累阅历，随时将有关看法和建议函告省建设厅科技处（地址：福州市北大路242号，邮编：350001），以供今后修订时参考。编制单位：福建东辰管道穿越工程有限公司主要起草人：陈永茂林圣陵施德卢纯青朱祖梁邱永忠徐东波邱丽芬主审人员：审定人员：目录1总则2术语3基本规定4工程勘察4.1一般规定4.2工程地质勘察4.3既有地下管线探测4.4定向钻穿越路由勘察5工程设计5.1一般规定5.2管材5.3导向孔轨迹设计5.4工作坑5.5回拉力计算及定向钻机选择6工程施工6.1一般规定6.2定向钻铺管钻机6.3定向钻铺管施工6.4平安施工7工程质量验收7.1一般规定7.2试验与检测7.3工程竣工验收附录A福建省岩土的工程分类）附录B福建省常见土层物理力学性质指标附录C福建省常见岩石物理力学性质指标附录D探测地下管线的物探方法选择表附录E导向钻进原始记录本规程用词说明条文说明1总则为加强福建省定向钻铺管设计、施工及质量验收的统一工程标准，做到平安适用、技术先进、经济合理、质量牢靠，特制定本规程。本规程适用于福建省定向钻铺管的设计、施工及质量验收。定向钻铺管工程应符合国家及地方有关城市规划、土地管理、环境爱护等法律法规的规定。定向钻铺管工程的设计、施工及质量验收，除应符合本规程外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。凡未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。2术语非开挖技术TrenchlessTechnology在不开挖地表的条件下或以最小的地表开挖工作量进行各种中小直径地下管线铺设、更换、修复和定位的施工技术。水平定向钻孔HorizontalDirectionalDrilling利用水平定向钻机以可控钻孔轨迹的施工方法，在不同地层和深度进行钻进，通过导向系统使钻头沿着设计方向（轨迹）钻进并到达设计位置出口。起始工作坑EntryShaft/Pit为水平定向钻进施工导向孔、扩孔钻进及拉管就位存储、回收泥浆和确定起始入口位置而开挖的工作坑。出口工作坑ExitShaft/Pit为回收、储存水平定向钻进施工中排出的泥浆和确定出口位置而开挖的工作坑。穿越Crossing在地表下避开障碍物进行非开挖铺设管线。钻井泥浆DrillingMud指水和膨润土或聚合物的混合物，有时还需加入某些处理剂主要用于钻进施工中的冷却、润滑钻具、护壁和悬浮携带岩屑。导向孔PilotHole利用水平定向钻机，沿设计轨迹施工完成的初始钻孔。导向孔轨迹PilotPath导向孔钻进时，导向钻头移动路途的变更位置。入、出土角Entry/ExitAngle在水平定向钻进，施工过程中钻头进入地层或从地层钻出时，钻杆柱与水平面的夹角。顶角PitchAngle钻孔轴线在给定点的切线与通过该点与水平面之间的夹角。方位角AzimuthAngle钻孔轴线在水平面上的投影或钻孔轴线在给定点上的切线在水平面上的投影与正北方向之间的夹角。导向系统/定位仪Locator/WalkoverSystem供应方位角、顶角及导向孔施工状态等参数的系统。扩孔ReamingBore为达到与水平定向钻进管线铺设相适应的孔径，用回扩钻头扩大孔径的施工过程。回拉PullBack生产管通过钻杆从钻孔的出土点一侧，沿扩孔后的孔洞，回拉至钻杆入土点一侧的施工过程，亦称拉管就位。生产管ProductPipe为各种建设目的而铺设的各类永久性地下管线。随钻测量MeasurementWhileDrilling水平定向钻进导向孔施工过程，连绵不断地检测有关钻孔信息的测量技术。3基本规定3.0.13.0.23.0.3定向钻铺管运用管材通常为钢管、PE管和PVC管等，其材质及性能应符合国家有关现行标准及相3.0.4施工中所配制的钻进泥浆应依据地层条件合理运用，并做好环保、平安防护3.0.5施工时和施工3.0.63.0.7定向钻铺管施工操作人员必需经培训考核合格后，方能上岗操作施工3.0.84工程勘察4.1一般规定4.1.1定向钻铺管施工前应进行工程勘察。工程勘察应符合《岩土工程勘察规范》GB50021、《岩土工程勘察规范》DBJ13-84和《城市地下管线探测技术规程》4.11管线工程平面图（1:200～1:1000）；2既有管线地下管网图；3工程技术要求。4.1.3工程勘（构）筑物及既有地下管线探测、管线铺设路由勘察等。4.2工程地质勘察4.2.1现场踏勘应查明地形、地貌、地面建（构）4.2.2定向钻铺管施工应通过工程勘察取得所要穿越地层4.2.3福建地区岩土的工程分类应符合《岩土工程勘察规范》GB50021、《岩土工程勘察规范》DBJ13-84的规定，其中岩土的工程分类见本规程附录A，福建省常见土层物理力学性能指标见本规程附录B；福建省常见岩石4.2.4工程4.2.5须要进行岩土试验的项目应依据定向钻施工和所铺设的生产管线的要求来确定，试验项目应按《岩土工程勘察规范》GB500214.2.6勘探取样钻1勘探孔的位置应在定向钻铺管的穿越线路两侧3～5m内，勘探孔结束施工后应进行灌浆封孔2勘探孔数量的确定应按定向钻穿越长度及地层的困难程度确定。在均质地层上布孔，可沿穿越路由方向进行，孔距50～100m；在地质构造困难且3穿越马路、铁路、地表障碍物宜在其两侧布孔，孔数不宜少于2个；穿越河谷、河谷两岸及河床应布置勘探孔，孔数不应少于3个。4一般状况下，勘探孔的深度应在定向钻铺管轨迹以下6m5勘探孔钻进遇砂层、卵石层时，宜将该层穿透；6在必需采纳降底地下水位进行施工的地域应查清地下含水层的厚度。4.3既有地下管线探测4.3.1既有地下管线探测，宜遵循下列程序：搜集资料→现场踏勘（确定探测方法）→实地调查（仪器探察、人工探察）→地下管线图绘制→4.3.2既有地下管线探测的范围应不小于穿越路由两侧54.3.3既有地下管线的探测方法4.3.4既有地下管4.3.4.4定向钻穿越路由勘察4.4.1定向钻穿越路由勘察应4.4.24.4.3穿越路由应平安适用、经济合理、技术可行，4.41输送可燃性介质管线应远离车站、桥梁及重要构筑物；2穿越河流宜选择在河段顺直、水流平缓、河床和坡岸稳定、两岸有足够施工场地的有利位置；3应避开高压电塔、电站、变电站等高压危急区；4应避开不良地质和不利于施工的地形、地貌；5爱护生态环境，少占农田、绿地等。5工程设计5.1一般规定5.1.15.1.2对重大的、技术困难的穿越工程应进行初步设计。初步设计应依据国家现行标准、规范，在充分调查探讨基础上，结合管线的运用功能和建5.1.31工程概况：项目、地点、内容、主要工程量、安排施工周期；2既有地下管线；3施工方法、技术工艺；4施工机具及材料；5检验及验收标准。5.1.4设计文件应提交5.1.5设计变更应填写设计变更通知书及变更内容5.2管材5.2.15.2.2采纳泥浆扩孔回拉的钢管，其壁厚应依据埋深、回拉长度和土表5.管径（D）mm管壁厚（T）mm≤1686168～2736～8273～4268～10426～63010～12630～1000D/T＜50阅历公式注：管径大于630mm，小于1000mm的钢管设计的壁厚由计算确定。5.2.3定向钻铺设PE管的主要设计标准应满意在给定压力条件下的流量要求和铺设过程中的荷表5.标准尺寸比SDR33SDR26SDR21SDR17SDR13.6SDR11公称压力（Mpa）PE800.40/0.600.801.001.25PE100/0.600.801.001.251.60注：SDR指管径与壁厚的比值5.2.4P表5.2.4PE管材物理力学性能序号物理力学性能要求1断裂伸长率（％）≥3502纵面回缩率（110℃≤33氧化诱导时间（200℃≥204耐候性（管材累计接受≥3.5GJ/m2老化能量后）80℃不裂开不渗透断裂伸长率％≥350氧化诱导时间（200℃≥105静液压强度（环向压力）Mpa20℃11.8080℃3.906质量（g/cm3）/≥0.935.3导向孔轨迹设计定向钻导向孔轨迹设计应包括下列内容：1钻孔类型和轨迹形式；2选择造斜点；3确定曲线段的曲率半径；4计算各孔段钻孔轨迹参数。定向钻导向孔轨迹宜由斜直线段、曲线段、水平直线段等组成。其设计应依据生产管线技术要求、施工现场条件、施工机械等进行轨迹综合组合。5.3.3定向钻导向孔轨迹1作图法：入、出土角和曲线段的确定可按图进行。图中：α1——入土角α2——出土角A——入土点D——出土点B——第一曲线段和直线段轨迹变更点C——直线段和其次曲线段轨迹变更点h——轨迹（铺管）深度L1+L2+L3——定向钻铺管水平长度2计算法：入、出口角和曲线段的计算可按本规程图及下列公式计算。L1＝=2arctgL3＝=2arctg入土角应符合下列条件：1入土角应依据机具设备性能确定；2入土角应依据施工场地条件确定；3入土角应依据穿越路由上既有地下管线（构筑物）的分布状况确定；4入土角（点）距穿越障碍物起点的距离应能完成造斜段的钻进；5入土角（点）应能达到铺管深度要求；6入土角宜为80～200。5.3.5出土角应依据定向钻铺设管线类型、材质、管径确定1小直径钢管的出土角宜为00～150；2铺设较大管径的钢管其次曲线段轨迹变更点C，宜选择在下管工作坑内。在场地条件满意状况下，其次曲线段应在下管工作坑内，可按图选用；图铺设较大管径钢管轨迹设计图3PE管、PVC管的出土角宜在00～200。5.3.6在地面上采纳始钻式钻机钻进导向孔时，第始终线段轨迹应是入土角的斜直线段，该段最小距离不应小于一根钻杆长度；大型设备该段距离不宜小于105.3.7定向钻穿越马路、铁路、河流、地面建筑物时，最小覆土深度应符合专业规范要求；当专表最小覆土深度项目深度城市道路与路面垂直净距＞1.5m马路与路面垂直净距＞1.8m；路基坡角地面以下＞1.2m高速马路与路面垂直净距＞2.5m；路基坡角地面以下＞1.5m铁路路基坡角处地表下5m；路堑地形轨顶下3m；0点断面轨顶下6m河流一级主河道百年一遇最大冲刷深度以下＞3m二级河道河底最低标高以下＞3m，最大冲刷深度以下2m地面建筑依据基础结构类型，经计算后确定。注：最小覆土深度还应必需大于生产管管径5～6倍以上。5.3.8定向钻铺设的管线与建筑物或既1铺设在建筑物基础以上时，与建筑物基础的水平净距不得小于1.5m2铺设在建筑物基础以下时，与建筑物基础的水平净距必需在持力层扩散角范围以外，尚应考虑土层扰动后的变更，扩散角不得小于450；3在建筑物基础下铺设管线时，必需经过验算后确定深度；4与既有地下管线水平铺设时，φ200mm以上的管线，净距应为最大扩孔径的2倍以上；φ200mm以下的管线，净距不得小于0.6m；5从既有地下管线上部交叉铺设时，垂直净距应大于0.6m；6从既有地下管线下部交叉铺设时，垂直净距应符合下列要求：1）粘性土地层应大于扩孔直径的1倍；2）粉土地层应大于扩孔直径的1.5倍；3）砂土地层应大于扩孔直径的2倍；4）小直径管道（φ＜110mm）垂直净距不得小于0.5m。7遇可燃性管道和特殊管线及弯曲孔段应考虑加大水平和垂直净距。若达不到上述距离时，应增设有效的技术平安防护措施。5.3.9Rmin＝206D（式）式中：Rmin－最小曲率半径（m）206－常数（Mpa·m）D－钢管外径（mm）S－平安系数，一般取1～2K2－钢管屈服极限（Mpa）5.3.10定向钻铺设PE管的最小允许曲率半径可采纳公式（5.3.10＝（式5.3.10）式中：－曲率半径（cm）E－弹性模数（Mpa）DH－管外径（cm）－弯曲应力（Mpa）铺设PE管时，钻孔轨迹的曲率半径应同时满意钻杆的曲率半径。1钻杆的曲率半径应由钻杆的弯曲强度值确定。依据工程实践阅历，一般状况下钻杆弯曲半径为1200D以上（D为钻杆外径）。5.4工作坑定向钻铺管应依据场地条件、管线类型、管径、材质、埋深、地质条件、既有地下管线分布状况及定向钻施工的设计参数确定工作坑的形态、大小和深度。工作坑支护形式分有钢板桩、钢筋混凝土排桩、喷锚支护及放坡支护等，支护方法和适用条件可按表5.4.2选用。表工作坑支护方法和适用条件工作坑支护适用条件排桩、喷锚土质比较松软，且地下水又比较丰富；渗透系数＞1×10-4钢板桩土质比较好，地下水又较少，深度＞3m时；渗透系数在1×10-4放坡土质条件较好，地下水又较少，深度＜3m时注：1、工作坑距建筑物较近，应实行特殊措施；2、采纳的支护方式，其整体刚度、稳定性和支撑强度必需通过验算；施工时应进行全过程位移观测；3、工作坑内降水方法，依据水文地质条件确定；4、放坡施工的工作坑，坡顶必需无荷载，余土应弃在2m以外；5、工作坑支护方式应符合《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中的有关规定要求。5.5回拉力计算及定向钻机选择定向钻回拉力宜按公式（5.5.1）计算：F拉=πLf【泥-dδ1（D-δ1）】+K粘πDL（式）式中:F拉－计算的拉力（t）L－穿越长度（m）f－摩擦系数，0.1～0.3D－生产管直径（m）泥－泥浆密度（t/m3）δ1－生产管壁厚（m）K粘－粘滞系数，0.01～0.03定向钻机宜依据式5.5.1计算值的1.5～3倍来选择。6工程施工6.1一般规定6.1.16.1.26.1.36.2定向钻铺管钻机6.2.1表6.2.分类小型中型大型给进力或回拉力(kN)﹤100100～450﹥450扭矩(kN·m)﹤33～30﹥30回转速度（r/min）﹥130100～130﹤130功率(kW)﹤100100～180﹥180钻杆长度(m)1.50～3.003.00～9.009.00～12.00给进机构钢绳和链条链条或齿轮齿条齿轮齿条铺管直径(mm)﹤350350～600600～1200铺管长度（m）﹤300300～600600～1500铺管深度(m)﹤66～15﹥15导向测量系统手持式导向仪手持式导向仪或随钻测量仪随钻测量仪6.3定向钻铺管施工6.31设备应安装在生产管中心线延长的起始位置；2调整机架方位应符合设计钻孔轴线；3按设计入土角调整机架倾斜角度；4钻机定位后，应用锚杆锚固。土层坚硬且干燥可适用直锚杆；土层松散可采纳砼基础或沉箱螺旋锚杆锚固定位。6.3.21操作人员应熟识仪器性能、适用范围、操作方法；2导向仪应定期进行计量鉴定。施工前尚应进行现场校准，合格后方能运用。6.3.3表6.3定位系统土层条件钻具组合手提步履式导向仪软土层供应倾角、方位角、深度的泥浆喷射铲式钻头、探头（棒）室及钻杆组合中、硬土层铣齿牙轮钻头、供应倾角、方位角、深度的方向限制的弯接头，探头（棒）室及钻杆组合硬土或岩土层铣齿牙轮钻头、预先安置的泥浆马达无磁钻铤和钻杆组合有缆式导向仪软土层钻头、弯接头、浮动接动、装有探头（棒）的定向钻头、泥浆马达、无磁钻铤和钻杆组合硬土或岩土层钻头、泥浆马达、浮动接头、定向接头、无磁钻铤和钻杆组合6.3.4导向钻头类型和尺寸应按岩土类型、岩表6.3岩土类型钻头类型和尺寸淤泥较大掌面的铲形钻头淤泥质粘土中等掌面的铲形钻头粘土较小掌面的铲形钻头，掌面宽度应比探头室直径大12mm以上，铣齿钻头或马掌面冲击钻头砂层小锥形掌面铲形钻头砂、卵、砾石层镶焊硬质合金、中等尺寸弯接头钻头岩层孔底动力钻具6.3.5钻杆运用应符合下列要求1向钻钻杆机械性能主要是强度和扭矩，其规格、型号应符合孔底钻具工作扭矩、钻机顶力及回拉生产管时总拉力要求；2钻杆曲率半径应不小于钻杆外径1200倍；3钻杆丝扣应保持干净，旋扣前应涂上丝扣油；4弯曲和损伤钻杆不能运用，钻杆内应避开杂物进入。6.3.6导向孔施工应符合下列1钻机开启后应进行试运转，确定机具各部分都运作正常后方可钻进；2第一根钻杆入土钻进时，应轻压慢转稳定入土位置，符合设计入土角后方可实施钻进；3导向孔钻进时，造斜段测量计算频率一般状况每0.5～1.0m/次，直线段测量计算频率一般每根钻杆一次；测量参数应符合设计轨迹要求，且应按下列要求进行数据记录1）采纳手提步履式导向仪钻孔轨迹测量方法的现场记录内容，应符合附录E要求，并按记录绘制钻孔轨迹剖面图。2）采纳有缆式导向系统钻孔轨迹测量，钻孔轨迹监视和调控应随时视察计算机处理的随钻数据，且应进行采集。4曲线段钻进时，应按地层条件调整推动力，避开钻杆发生过度弯曲；5造斜段顶进时，一次顶进长度宜小于0.5～1.0m，同时应视察延长长度顶角变量，顶角变量应符合钻杆极限弯曲强度要求，实行分段施钻，使延长长度顶角应6导向孔相邻两测量点之间轨迹偏离误差不得大于终孔孔径，发觉偏离误差应刚好纠偏。6.3.7终孔孔径应为设计铺设生产管径的1.2～表6.3生产管直径D（mm）钻孔扩孔直径（mm）备注﹤200D+100阅历数据200～600D×(1.2～1.5)﹥600D+(300～400)扩孔钻头（扩孔器）小眼孔正常喷浆时，方能起先扩孔，严禁干扩。6.3.9按配套6.3.10扩孔钻头类型选择可参照表6.3.10选用表扩孔钻头适用的地层钻头类型适用地层挤压型扩孔钻头松软地层切削型扩孔钻头软土层组合型扩孔钻头地层适用范围较广，属一般型扩孔钻头牙轮型扩孔钻头硬土和岩石扩孔中出现钻机扭矩、拉力异样时，应进行“洗孔”。2回拉生产管进入钻孔时入孔角应和导向孔钻杆出土角一样，回拉作业应连续进行。3应依据地形地貌及铺管长度、材质、管径等因素，确定是否须要开挖发送沟（道）或设置钢托架。管径大于1m时，宜进行回拉时浮力限制。管材环刚度不足，可采纳加大管内气压以增加环刚度，并匀速拉管，避开出现孔内瞬间真空现象，造成孔内坍塌拉管就位后，应对生产管两端进行封堵，避开异物进入管内。完成连接、试验和检测后，应刚好清理现场泥浆、渣土及废弃物，并按要求回填压实工作坑。定向钻进应按不同地层条件配制泥浆，泥浆性能指标应符合下列要求：1泥浆粘度应能确保孔壁稳定，并能将钻屑携带到地表。泥浆粘度可参照表5选用。表5泥浆粘度表项目管径地质（s）粘土亚粘土粉砂细砂中砂粗砂砾砂岩石导向钻孔/35～4035～4040～4545～5050～5540～50扩孔及回拖φ426以下35～4035～4040～4545～5050～5540～50φ426～φ71140～4540～4545～5050～5555～6045～55φ711～φ101645～5045～5050～5555～6060～8050～55φ1016以上45～5050～5555～6060～7065～8555～652泥浆PH值限制在8～10；3定向钻进在砂土和卵砾石中施工，配制泥浆应加入适量润滑剂；4定向钻进施工过程应保持稳定的泥浆环流；5泥浆应在专用搅拌容器或搅拌池中配制，从钻孔内返出的泥浆应符合下列处理要求：1）经沉淀池或泥浆净化设备处理后再利用；2）废弃泥浆应妥当处置。6定向钻施工应依据施工阶段选择泥浆压力和流量。6.4平安施工6.4.1进入施工现场生产6.4.6.4.3在高压电线、易燃、易爆及重要设施旁边施工时，应取得相关主管部门的协作和支持，实行6.4.4穿越城市道路、马路、铁路、河流时，制定有效防护措施，并应派专人负责看护6.4.56.4.66.4.6.4.8现场施工各岗位人员必需保持良好的工作联系，用对讲机或其他通信6.4.9钻机设备放置在边坡上施工，应实行措施防6.4.106.4.117工程质量验收7.1一般规定7.1.1施工单位应由质检人员对工程质量进行检验，7.11应有产品合格、技术质量证明文件；2外观无缺陷、裂纹、弯曲、变形；3材质的物理性能应符合国家现行有关标准规定；4焊接材料和焊接设备应符合设计要求。当设计无要求时，焊接材料和焊接设备应与选用管材相匹配。7.1.3铺设后7.1.4定向钻铺设不同7.2试验与检测7.2.17.2.2导向孔轨迹测量应采纳导向仪随钻测控7.2.7.2.41采纳PH值试纸检测配浆用水的PH值；2采纳泥浆密度计或泥浆密度秤检测泥浆密度；3采纳马氏漏斗检测泥浆粘度；4采纳气压式失水仪检测泥浆失水量。7.2.5钢管焊缝质量应符合《现场7.2.67.2.7依据定向钻铺设的生产管类型，应按1铺设通信管和电力管（管内径≥98mm）的工程，宜选用定径（长）试通棒检测验收：1）定径试通棒可选用木质或铁质材料制作；2）定径试通棒的直径可用D为1.25d确定，其中D－生产管的公称内径，d－试通棒直径；3）定径试通棒长度为0.45m2铺设通信管和电力管（管内径＜98mm）的工程，宜选常用的玻璃钢质制成的通管器检测验收，通管径直径为15mm3铺设给水、排水管道工程检测验收，轴线偏差小于±100mm、管内底高程偏差小于±50mm4铺设城镇燃气管工程检测验收应按《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ3-2005执行；5铺设油气长输管道工程检测验收应按《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369执行；6铺设城镇供热管道工程检测验收，应按《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28-2004执行。7.3工程竣工验收7.3.1工程竣工验收应在施工单位自检合格后进行，由建设、7.31工程概况、工程项目、工程设计要求、具体工程量、开工及竣工日期；2工程地理位置、工程地质水文条件及原地下管线分布状况；3施工方法及主要施工机具；4施工工艺及施工过程质量限制；5检验程序、内容及质量评定；6结论与建议；7竣工图：平面图、纵横剖面图及其他附图。7.3.3竣工后工程文件及施工记录（管材资料、图纸会审、技术交底或洽商记录、设计变更通知书、隐藏工程签7.3.4附录A福建省岩土工程分类分类亚类特征岩石未风化岩石岩质簇新，偶见风化痕迹微风化岩石结构基本未变，仅节理面有渲染或弱有变色，有少量的风化裂隙中等风化岩石结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，用镐难挖强风化岩石结构大部分破坏，矿物成分显著变更，风化裂隙很发育，岩石裂开，用镐可挖，干钻不易钻进。全风化岩石结构基本破坏，但尚可分辨，有残余结构现象，可以用镐挖，干钻可钻进残积土组织结构全被破坏，已风化成土状，锹镐易挖，干钻易钻进，遇水具可塑性碎石漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的50％块石棱角形为主卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm角砾棱角形为主砂砾砂粒径大于2mm的颗粒占总质量25％～50％粗砾粒径大于0.50mm的颗粒超过总质量50％中砂粒径大于0.20mm的颗粒超过总质量50％细砂粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量85％粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量50％粉土/Tp≤10粘性土粉质粘土10＜Tp≤17粘土Tp＞17特殊土软土淤泥软土是在静水或缓慢水流环境中，经过生物化学作用形成；有机类土一般含或富含有机物和有机质；颜色呈深黑色或黑色，有腥臭味、植物残渣等淤泥质土有机质土泥炭土泥炭填土由人类活动形成的积累物，可分为杂填土、素填土、冲填土、压实填土混含土如：角砾碎石、圆砾粗砂或中细砂等污染土由于致污物质侵入土体，变更了其化学、物理性质、力学性质附录B福建省常见土层物理力学性能指标本指标一览表仅供参考，不得作为岩土工勘察成果干脆供应作为设计依据。表B.0.1福建省常见土层物理力学性质指标序号土层名称状态自然重度（KN/m3）粘聚力с（KPa）内摩擦角φ（度）承载力特征值fak（KPa）压缩模量Es1-2（MPa）1瓦砾填土松散＜16.0//70～100/稍密16.0～18.0//90～120/中密18.0～20.0//120～50/2粘土质填土中密、可塑17.5～19.0//100～160/3粘土（Ⅰ）ⅠL=0.4～0.618.010～2510～20120～1502.0～3.0ⅠL=0.6～0.9517.510～1810～15100～1201.5～2.54淤泥质粘土ⅠL=1.0～1.216.58～1510～1570～1001.5～2.5ⅠL=0.9～1.316.5～17.012～2012～15100～1202.0～4.0ⅠL=0.8～1.217.015～2515～20120～1403.0～4.05淤泥ⅠL=1.5～2.014.5～16.58～-124～1045～601.0～2.0ⅠL=1.2～1.616.015～2010～1570～902.5～3.0ⅠL=0.8～1.416.5～18.018～2512～1890～1203.0～4.06粘土（Ⅱ）ⅠL=0.3～0.718.0～20.016～3015～25180～2506.0～12.0ⅠL=0.7～1.018.012～2512～22120～1504.5～8.07粘土（Ⅲ）ⅠL=0.2～0.419.020～4016～25200～3506.0～18.0ⅠL=0.6～0.819.018～3015～20150～2005.0～14.08淤泥夹砂稍密17.0～-19.08～2012～20100～1602.0～6.09淤泥中细砂交互层/17.5～19.08～1516～26//10淤泥质中细砂稍密18.06～1515～25120～1803.0～6.011中细砂中密18.0/21～26180～250/12粗中砂中密19.0/24～32200～300/13泥质砾卵石中密-密实21.0//250～400/14砂砾卵石/21.0//300～450/15砂质粘土ⅠL=0.45～0.819.020～4015～25180～2507.0～13.016残积粘性土ⅠL=0.4～0.920.015～3020～28200～3506.0～15.0/20.020～4015～25160～4009.0～20.0注：抗剪强度指标按固结时间为一小时的直剪强度乘以0.8计。表B.0.2福建省沿海地区软土主要物理性质指标地区含水量ω（%）重度（KN/m3）孔隙比e饱和度St液限ωL塑性指标Ip福州45.0～80.015.0～17.51.1～2.790～-9835～7516～35马尾45.7～73.016.0～17.51.15～1.990～10035～7516～35厦门50.0～70.014.5～18.01.0～1.785～10035～6015～25漳州45.0～65.015.5～17.50.9～1.885～9640～6516～30泉州45.0～75.015.0～17.01.0～1.896～9940～6017～30诏安36.0～65.016.7～18.50.99～1.686～10050～6810～25表B.0.3福建省沿海地区软土主要力学性质指标地区压缩性抗剪强度无侧限压强度qu（kpa）灵敏度Stα1-2（Mpa-1）Es1-2（Mpa）φ（o）C(kpa)福州0.8～2.71.2～3.04～121～159～352.5～7.0马尾0.8～2.01.2～3.36～152～179～362.5～7.0厦门0.7～1.91.5～3.54～133～15漳州1.0～2.41.3～4.04～162～20泉州0.7～1.81.6～3.04～143～15诏安0.6～1.51.5～3.48～165～12注：1、本表不包括福建省第三类内陆型软土指标；2、抗剪强度指标的试验方法为固结快剪。表B.0.4福建省沿海地区淤泥、淤泥质土承载力特征值fak(kpa)自然含水量ω（%）36404550556575fak(kpa)100908070605040注：本表仅适用于一般工程，应同时进行地基变形验算。缺乏阅历地区，必需有牢靠的试验对比或实际工程验证。附录C福建省常见岩石物理力学性质指标岩石名称重度（KN/m3）饱和单轴极限抗压强度（Mpa）软化系数抗剪强度（Mpa）弹性模量（103Mpa）花岗岩24.9～30.084.8～250.00.60～1.007.06～8.1014.0～69.0花岗斑岩25.3～26.064.0～216.00.67～0.94//石英闪长岩26.3～30.585.9～139.6///花岗闪长岩25.4～26.793.9～176.60.66～0.88//正长岩25.0～29.033.9～151.30.70～0.90/15.0～91.2闪长玢岩25.7～28.675.0～168.80.78～0.903.28/辉绿岩25.3～29.767.8～165.20.50～0.656.3255.2～63.2辉长岩25.5～29.9102.1～179.1///凝灰熔岩25.9～26.437.2～189.90.66～0.9512.10～13.40/流纹岩25.7～27.036.5～110.50.66～1.00/22.0～90.2凝灰岩26.2～30.075.0～200.00.64～0.97//石英片岩27.1～27.470.3～195.40.61～0.867.30～10.80/变粒岩25.0～26.444.5～159.20.75～0.97/16.6～17.3粉砂岩21.7～27.255.0～115.20.20～0.511.28～2.16/砂岩22.0～29.030.0～126.00.67～1.004.71～11.819.5～37.8泥岩23.5～27.49.9～23.80.40～0.66/6.0石灰岩23.0～29.070.0～1200.70～0.90/14.7～58.8注：表中所列数值系为中-微风化岩石的试验结果统计值。福建省常见岩石物理力学性质指标一览表仅供参考，不得作为岩土工程勘察成果干脆供应作为设计依据。附录D探测地下管线的物探方法选择表探测方法基本原理特点适用范围电磁法被动源法工频法利用载流电缆或工业游散电流在金属管线中感应的电流所产生的电磁场方法简便、成本低、工作效率高在干扰小场地，用来探测动力电缆或金属管线甚低频法利用甚低频无线电放射台所放射的无线电信号在金属管线中感应的电流所产生的电磁场方法简便、成本低、工作效率高，但精度低、干扰大、其信号强度与无线电台和管线的相对方位有关在肯定的条件下，可用来搜寻电缆或金属管线主动源法干脆法利用干脆到被测金属管线上的电磁信号信号强、定位、定深精度高，且不易受近邻管线的干扰，但必需有管线出露点用于精确定位、定深或追踪各种金属管线夹钳法利用专用管线仪配备的夹钳套在金属管线上，通过夹钳上感应线圈把信号干脆加到金属管线上信号强、定位、定深精度高，且不易受邻近管线的干扰，但必需有管线出露点，且被勘测管线的直径受夹钳大小的限制金属管线直径较小且有出露点时，可作精确定位，定深或追踪电偶极感应法利用放射机两端接地产生的一次电磁场对金属管线产生的二次电磁场信号强，不需管线出露点，但必需由良好的接地条件用来搜寻和追踪金属管线磁偶极感应法利用放射线圈产生的电磁场，使金属管线产生感应电流，形成电磁异样放射、接收均不须要接地，操作敏捷、便利，效率高，效果好可用于搜寻，也可用于定位定深和追踪示踪电磁法将能放射电磁信号的示踪探头或电缆送入非金属管线内，在地面上用仪器追踪信号能用探测金属管线的仪器探测非金属管线，但必需有放置示踪器的出入口用于探测有出入口的非金属管线续表探测方法基本原理特点适用范围电磁法主动源法电磁波法利用脉冲雷达系统，连续地向地下放射脉冲宽度为几微秒视频脉冲，接收反射回来的电磁脉冲信号即可探测金属管线，又可探测非金属管线，但仪器价格昂贵在常规方法无法探测时，可用来探测各种金属管线和非金属管线直流电法电阻率法采纳高密度或中间梯度装置在金属或非金属管线上产生低阻异样或高阻异样可利用常规直流电法探测地下管线，探测深度大，但供电和测量均需接地在接地条件好的场地探测直径较大的金属或非金属管线充电法直流电源的一端接到被测的金属管线，另一端接地，利用金属管线被充电后在其四周产生的电场追踪地下金属管线精度高，探测深度大，但供电时金属管线必需有出露点，测量时必需接地用于追踪具备接地条件和出露点的金属管线磁法磁强FDFE法利用金属线与四周介质之间的磁性差异，测量磁场的垂直重量可用常规磁法勘探仪探测铁磁性管线，探测深度大，但易受旁边磁性体的干扰在磁性干扰小的场地探测埋深较大的铁磁性管线磁梯度法测量单位距离内地磁场强度的变更对铁磁性管线或井盖的灵敏度高，但受磁性体的干扰大用于探测掩埋的井盖地震波法浅层地震法利用地下管线与其四周介质之间的波阻抗差异，用反射波法作浅层地震时间剖面探测深度大，时间剖面反映管线位置直观，但探测成本高在其他探测方法无效时，用于探测直径较大的金属或非金属管线面波法利用地下管线与其四周介质之间的面波波速差异测量不同频率激振所引起的面波波速较浅层地震法简便，可探测金属和非金属管线。目前还处于探讨阶段用于探测直径较大的非金属管线红外线辐射法利用管线或其他充填物与四周土层之间温度的差异探测方法简便，但必需具备温差这一前提用于探测暖气管线或水管漏水点附录E导向钻进原始纪录工程名称：导向孔施工方向：日期：测点序号孔长（m）垂深（m）偏距(mm)顶角（度）钻进参数备注左偏右偏顶力（Mpa）转速（r/min）泵量（L/min）导航员：记录：司钻： 本规程用词说明一、本规程条文中严格程度的用词说明如下：（1）表示很严格，非这样做不行的用词：正面词采纳“必需”，反面词采纳“严禁”。（2）表示严格，在正常状况下均这样做的用词：正面词一般采纳“应”，反面词一般采纳“不应”或“不得”。（3）表示稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词一般采纳“宜”或“可”，反面词一般采纳“不宜”或“不行”。二、条文中指明必需按指定的标准、规范或其他有关规定执行的写法为“应按……执行”或“应符合……要求”。 福建省工程建设地方标准 建设部备案号：水平定向钻进管线铺设工程技术规程条文说明1总则各类地下管线是城市和国家基本建设的重要组成部门。传统方法铺设地下管线采纳开挖沟槽铺设，这种施工方法对道路交通影响很大，给人们生活带来极大的不便，同时开挖沟槽铺设导致的社会、交通、环境爱护问题愈来愈受到人们的关注，城市限制开挖施工的法规也接连出台。定向钻铺管技术可解决开挖铺管所无法解决的一系列难题，在穿越水域、铁路、马路等条件下，定向钻铺管技术更能显示出优越性和科学性。作为“非开挖”铺管的重要手段之一的定向钻铺设各类地下管线施工技术，是地下管线施工方法的一次重大改革。从某种意义上讲，它是标记着经济发展、现代文化水平及科学技术发展到肯定程度的产物。因此，充分利用定向钻铺管技术进行各类地下管线铺设，是提高工程质量、文明施工、平安适用和经济技术合理是造福于民的重要体现，有必要编制福建省适用的《水平定向钻进管线铺设工程技术规程》。规定了本规程的适用范围。定向钻铺管工程应遵守国家及地方的有关法律和法规的相关规定。定向钻铺管施工全过程，除符合本规程规定外，还必需符合国家现行的有关强制性标准的规定。2术语非开挖技术TrenchlessTechnology在不开挖地表的条件下或以最小的地表开挖工作量进行各种中小直径地下管线铺设、更换、修复和定位的施工技术。水平定向钻孔HorizontalDirectionalDrilling利用水平定向钻机以可控钻孔轨迹的施工方法，在不同地层和深度进行钻进，通过导向系统使钻头沿着设计方向（轨迹）钻进并到达设计位置出口。起始工作坑EntryShaft/Pit为水平定向钻进施工导向孔、扩孔钻进及拉管就位存储、回收泥浆和确定起始入口位置而开挖的工作坑。出口工作坑ExitShaft/Pit为回收、储存水平定向钻进施工中排出的泥浆和确定出口位置而开挖的工作坑。穿越Crossing在地表下避开障碍物进行非开挖铺设管线。钻井泥浆DrillingMud指水和膨润土或聚合物的混合物，有时还需加入某些处理剂主要用于钻进施工中的冷却、润滑钻具、护壁和悬浮携带岩屑。导向孔PilotHole利用水平定向钻机，沿设计轨迹施工完成的初始钻孔。导向孔轨迹PilotPath导向孔钻进时，导向钻头移动路途的变更位置。入、出土角Entry/ExitAngle在水平定向钻进，施工过程中钻头进入地层或从地层钻出时，钻杆柱与水平面的夹角。顶角PitchAngle钻孔轴线在给定点的切线与通过该点与水平面之间的夹角。方位角AzimuthAngle钻孔轴线在水平面上的投影或钻孔轴线在给定点上的切线在水平面上的投影与正北方向之间的夹角。导向系统/定位仪Locator/WalkoverSystem供应方位角、顶角及导向孔施工状态等参数的系统。扩孔ReamingBore为达到与水平定向钻进管线铺设相适应的孔径，用回扩钻头扩大孔径的施工过程。回拉PullBack生产管通过钻杆从钻孔的出土点一侧，沿扩孔后的孔洞，回拉至钻杆入土点一侧的施工过程，亦称拉管就位。生产管ProductPipe为各种建设目的而铺设的各类永久性地下管线。随钻测量MeasurementWhileDrilling水平定向钻进导向孔施工过程，连绵不断地检测有关钻孔信息的测量技术。3基本规定3.0.1～3.0.2定向钻铺管工程应严格执行现行的国家基本建设程序。3.0.3定向钻铺管对运用的3.0.4泥浆被称为定向钻施工的“血液”。3.0.5定向钻铺设地下管线为市政设施的一部分3.0.6～3.0.73.0.84工程勘察4.1一般规定4.14.14.1.34.2工程地质勘察4.2.14.21间接勘察，如对比相邻或相近的地层，查阅地质图；2干脆勘察，如钻探取样、地球物理勘探、原位测试等。钻探取样是基础、是先导性工作，工程设计和施工方案的选择，很大程度上依靠于钻探资料。4.2.34.2.44.24.2.4.3既有地下管线探测4.31评价资料的可信度和可利用程度；2分析施工区域既有地下管线分布状况，地球物理条件及各种可能存在的干扰因素；3核查各测量限制点的位置；4须要用物探方法探查既有地下管线时，应遵循：1）从已知到未知、从简洁到困难；2）选择轻巧、快捷、平安、成本低、效果好的物探方法；3）地下管线困难，应采纳综合物探方法，提高辨别率。在地下管线数据处理工作结束后，将成果编制成图，必要时，还应组织有关人员对成果进行验收。4.3.4.3.34.3.44.3.4.4定向钻穿越路由勘察4.4.1定向钻穿越路由勘察4.4.2确定穿越路由后，精确测量有关数据，绘4.4.4.4.5工程设计5.1一般规定5.1.11建设项目总体设计、规划标准；2采纳定向钻铺设管线的适用性、平安性和经济性；3采纳定向钻铺设管线的具体施工技术要求；4创建优良施工环境，提高质量，确保施工平安措施，最大限度削减环境污染，合理利用城市地下资源。5.1.25.1.5.1.45.1.51遇到特殊的物体或地层，无法照原设计方案施工；2遇到困难地层，扩孔或铺管施工会危及施工平安；3泥浆全部或部分漏失，不能维持孔壁或给环境造成污染；4施工地层存在有害气体或遇高温度的地下水；5其他影响施工的特殊状况。5.2管材5.2.1定向钻铺设直径在1.0米以内的钢管多采纳肯定厚度的钢板先卷成圆筒，然后再焊接成型，最终再作圆5.2.2定向钻铺管在拉管就位阶段，管材所承受的应力不同。起先拉管时主要为摩擦力和重力；管道全部拉入时主要有摩擦力、浮力、弯曲应力；在拉管过程中主要有内压力、外压力、外部压差、弯曲应力、轴向应力、浮力、摩擦力等。5.2.3定向钻铺设PE管的5.2. 5.3导向孔轨迹设计本条规定了定向钻导向孔轨迹设计应遵循的基本原则和主要内容：1钻孔类型和钻孔轨迹类型取决于以下因素：生产管的性质、功能、材质、铺设要求、地质条件；施工单位的设备性能和人员技术状况；现有地下管线分布、地面及地下障碍物的分布；施工场地条件；水域覆盖面积和深度；施工的平安性和经济性等；2造斜点是指同一孔身中由直线段转变为曲线段的转折点。造斜点的位置确定应从施工的整体性、技术性、平安性及经济性分析考虑；3曲线段的曲率半径取决于岩土层的造斜实力、机具设备的造斜实力及工程的整体性要求等综合因素。在各方面条件允许的状况下，曲率半径越大越好；4定向钻孔身轨迹的相关参数可以用绘图法和计算法确定。定向钻施工前必需进行钻孔轨迹设计，并在施工中进行有效监控，保证铺管的精确性和精度要求。钻孔轨迹可分平面轨迹和剖面轨迹。在志向状态下的轨迹为“斜直线段——曲线段——水平直线段——曲线段——斜直线段”组合，但施工往往受到诸多的不利条件所制约，这些组合往往被限制。依据具体要求，确定出入土角和出入土点，确定生产管埋深和各孔段的轨迹组成。5.3.3本条规定是典型的定向钻铺管施工，反映钻孔的轨迹各基本参数分布状况。曲率半径R1和R2由作图法和计算法确定定向钻的入土角，考虑其他因素对入土角的限制，设计出切实可行，并满意钻机角度可调整范围内的入土角，结合各种因素，认为入土角选择在8～20℃适应于各类地下管线的铺设。5.3.5考虑到钢管的焊接问题，对于小直径钢管，出土角不宜过大，在00～150之间为宜。较大直径的钢管曲率半径过大，施工难度大。因此，在条件允许下利用开挖较长距离的下管工作坑代替弯曲半径。PE管的弯曲半径往往小于钻杆的曲率半径，因此，出土角可以适当加大，在条件允许的状况下，出土角限制在50～1205.3.65.3.7依据以往施工阅历，规定定向钻施工对马路、铁路、河流、地面建筑物的平安5.3.8定向钻铺管和开挖式直埋铺管的机理不同，要求所铺设的管线和建筑物及既有地下管线要有肯定的平安间距。定向钻施工中，钻机的钻掘剪切应力若大于土层的抗剪强度，钻孔内就会产生坍塌现象，会造成相邻管线的损坏。泥浆护孔也只是短时间内维持孔壁的稳定性，随着时间的推移，孔壁稳定性受到破坏，也会造成塌孔或土层塑性流淌。此时土层的独立厚度和最小覆盖层厚度的问题自然也就出现了，但如何做到科学的确定“距离”数值，还待今后工作和有关技术部门论证后逐步完善5.3.95.3.101在弯曲钻孔中钻进时，钻杆承受压缩、扭转和弯曲荷载。弯曲荷载由两部荷载叠加而成。一部分是由于孔身弯曲钻杆随着弯曲而产生的弯曲荷载，另一部分则由于传递轴向压力和扭转产生的弯曲荷载。在实现定向造斜时，钻杆不但要呈现弯曲状态，而且还要围围着自身轴线作自传运动。在这种状况下，钻杆处在不对称循环交变状态。因此，在这种交变应力作用下，钻杆在疲惫的工作着，此时对钻杆的曲率半径取值，尤为重要。依据阅历，一般状况下钻杆的曲率半径在1200D以上（D-钻杆外径）。5.4工作坑定向钻铺管虽然可以不开挖路面，可以穿越障碍物，但一般状况下还须要开挖起始工作坑和出口工作坑。起始工作坑是定向钻铺管的始发地，有时候还是放置机具设备的场所。出口工作坑，也叫接收坑，是确定定向钻的钻头出土位置，回拉管线入孔的场所，同时也为满意施工过程存积泥浆和从孔内排出的渣土的须要开挖工作坑。工作坑的形态一般呈矩形，有时依据施工须要开挖成其他特殊形态。依据地层条件和深度确定对工作坑支护方式。在确定平安施工的前提下，选用放坡支护。工作坑的支护方式应符合《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中的有关规定要求。5.5回拉力计算及定向钻机选择～拉管过程必需配浆施工。泥浆的另一个重要作用就是在回拉就位时可降低生产管壁和孔壁之间摩擦系数，从而提高拉管的胜利率和降低扭矩与回拉力。依据回拉力计算值的1.5～3倍来选择定向钻机。6工程施工6.1一般规定6.1.6.1.26.16.2定向钻铺管钻机6.2.1定向铺管钻机（有人亦称导向铺管钻机）是先钻进一个小口径的导向孔，随后扩孔和回拉铺设生产管。国际上通常将钻机的给进力或回拉力的大小分成小、中、大型钻机。由于小型钻机钻进采纳的钻孔轨迹测量、限制技术手段与中、大型钻机不同，所以有人将铺设小管径、短距离的小型定向钻机称为“导向钻进”。而能铺设大管径、长距离的中、大型钻机称为6.3定向钻铺管施工6.36.3.2导向系统的配置，首先是功能和适用条件。手持导向仪可测量导向钻头的顶角、深度、工具面对角、方位角及温度等基本参数；由三部分组成：孔内探头、地表手持式接收器和同步显示器。深度测量目前已能达到10～20余米。但在某些条件下手持式导向仪显的不太便利和不能满意施工要求。如穿越高速马路、河流就多采纳有缆式和电磁式随钻测量系统，它依靠电缆传输孔底信息，增加深度测量实力，可达30～60余米。电磁通道无缆随钻测量仪是以电磁波传输信息，系统测量精度高，测量孔长范围6.3.定向钻进导向孔大多数运用一种泥浆射流协助切削钻具，钻头通常带有一个斜面，钻头胎体内装有探头（放射器）。导向孔成孔有二种方式：干式和湿式成孔。干式成孔时由挤压钻头、探头室靠挤压成孔，不排土。湿式成孔由水射流钻头探头室靠高压水射流切割土层，辅以钻头顶进或旋转钻进成孔。依据不同的地层条件，选择不同的孔底钻具组合形式。在松软的土层中，孔底钻头应选用带喷咀的切削钻头；在硬岩或卵砾石地层中孔底钻头应采纳刮刀钻头，牙轮钻头或金刚石钻头。长距离水平定向钻进时，特殊遇到硬岩或卵砾石，钻杆