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文档简介
水平定向钻进管线铺设工程技术规范(试行)中华人民共和国非开挖技术协会中华人民共和国非开挖技术协会“水平定向钻进管线铺设工程技术规范”编辑委员会主任委员:李山副主任委员:刘宝林王鹏委员:(以姓氏笔划为序)丁树滋王鹏尹刚乾乌效鸣李山刘宝林刘强朱文鉴陈铁励林家辉贾传岭编写:中华人民共和国非开挖技术协会“水平定向钻进管线铺设工程技术规范”编辑委员会执笔:中华人民共和国地质科学院探矿工艺研究所李山目录总则…………….1技术概述……….2工程投标指南………………….6施工合同(示范文本)……….14施工场地探测技术指南……….33工程施工技术规范…………….37安全操作规程………………….53参照文献……….58前言近年来国内使用非开挖水平定向钻进技术铺设各类管线获得了巨大进展,在电讯、自来水、污水、燃气、电力和热力等管线铺设中都得到了广泛应用。为此,中华人民共和国非开挖技术协会于初专门成立了水平定向钻进管线铺设工程技术规范编辑委员会。编委会由十余名专家和具备丰富实践经验工程技术人员构成。历经一年多时间,在收集国内外有关技术资料基本上,起草、编辑、出版了这本水平定向钻进技术规范。规范出版使水平定向钻进工作有了行规、有了原则。它使国内此后水平定向钻进工程有规可循并能更好地与国际接轨,将对保证施工质量、减少各类事故发生起到积极作用。该版本规范为试用版,但愿设计和施工人员在参照和使用本规范时,如发既有欠妥之处,请将意见函寄中华人民共和国非开挖技术协会水平定向钻进技术委员会。本规范仅供行业内部使用,未经容许不得翻印。编者8月“水平定向钻进管线铺设工程技术规范”编辑委员会主任委员:李山副主任委员:刘宝林王鹏委员:(以姓氏笔划为序)丁树滋王鹏尹刚乾乌效鸣李山刘宝林刘强朱文鉴陈铁励林家辉贾传岭(执笔:中华人民共和国地质科学院探矿工艺研究所李山朱文鉴)都市工程管线综合规划规范中华人民共和国国标GB50289-98都市地下管线探测技术规程中华人民共和国行业原则CJJ61-94建设工程施工合同(示范文本)中华人民共和国建设部成功定向穿越工程投标文献指南定向穿越承包商协会(DCCA),1995,张燕译成功定向穿越探测规范定向穿越承包商协会(DCCA),1998,李翠先译成功中型定向钻进施工指南定向穿越承包商协会(DCCA),1997,李翠先译定向钻进合同样本定向穿越承包商协会(DCCA)张燕译水平定向钻进技术指南钻井承包商协会,1995,张燕译水平钻进安全操作指南定向穿越承包商协会(DCCA),,李翠先译定向钻进原理回顾P.海沃德李翠先译管道穿越工程水平导向钻进施工规范天津大力神非开挖工程有限公司公司原则1.总则1.1.0.21.0.3
2.术语2.0.1非开挖技术(TrenchlessTechnology)以最小地表开挖量进行各种地下管线探查、铺设、更换和修复施工技术。2.0.2水平定向钻进(HorizontalDirectionalDrilling—HDD)运用水平定向钻机以可控钻进轨迹方式,在不同地层和深度进行钻进并通过定位仪导向到达设计位置而铺设地下管线施工施工办法。施工时,一方面用导向钻具钻进小口径导向孔;然后用回扩钻头将钻孔扩大至所需口径;最后将生产管拉入孔内。(注:涉及导向钻进)。2.0.3顶进/起始工作坑(Drive/EntryShaft/Pit)为布置水平定向钻进施工存储泥浆而开挖工作坑。2.0.4接受/出口工作坑(Reception/ExitShaft/Pit)为回收水平定向钻进施工中排出泥浆而开挖工作坑,有称目的工作坑(TargetShaft/Pit)。2.0.5穿越(Crossing)在地表下铺设跨越障碍物(河流、建筑物、铁路、高速公路等)管线非开挖施工。2.0.6钻进液/泥浆(DrillingFluid/Mud)普通指水和澎润土或聚合物混合物。2.0.7导向孔(PilotHole)水平定向钻进施工时,一方面运用导向仪测控钻孔方向钻进小口径钻孔。2.0.8入口/出口倾角(Entry/ExitAngle)在进行水平定向钻进时,钻杆柱进入地层或从地层钻出倾角。2.0.9回扩水平定向钻进时,钻完导向孔后,往往需要扩大钻孔直径,此时将回扩钻头接在钻杆柱前端往回拉进行扩孔施工工序。2.0.10回扩钻头(BackReamer)水平定向钻进施工时,钻完导向孔后,用于扩大导向孔、接在钻杆柱前端切削头。2.0.11回拉(Pull-back)水平定向钻进施工时,经扩大钻孔将钻杆柱从出口坑向回拉到发射坑,同步铺设生产管施工工序。2.0.12生产管(ProductPipe)为不同目而铺设各种永久性地下管线。2.0.13定位仪(Locator/WalkoverSystem)一种用于拟定从发射探头发射出来电磁波信号位置和强度电子仪器,也可用于探测地下管线位置。2.0.14随钻测量(MeasurementWhileDrilling—MWD)在钻进同步持续不断地检测关于钻孔信息测量技术。
3.技术概述3.1发展与应用始于二十世纪七十年代水平定向钻进穿越技术,综合了老式道路钻孔、地质勘探和油气井定向钻进技术。这项技术已成为一种完善施工办法。它应用于穿越河流和水渠、街道、高速公路、铁路、机场跑道、海滩、岛屿、建筑物拥挤地方、管线通道和运河等石油、天然气、自来水、污水及其他流体管线铺设和电力与电讯电缆导管铺设等。3.2优越性在非开挖技术行业中,水平定向钻进是重要增长领域之一。当前,在石油、天然气、自来水、电力和电信部门,水平定向钻进已是一种得到广泛承认铺管施工技术,由于水平定向钻进施工精度提高,也可用于污水管和其他重力管线铺设。水平定向钻进穿越与其他施工办法相比,对环境影响最小,能提供障碍物下管线覆盖深度大,对管线保护作用大,维修费用小,许多状况下费用更低。水平定向钻进穿越尚有一种可预测短期施工筹划。3.3技术局限水平定向钻进穿越铺设管线技术正在全世界广泛推广。迄今为止,水平定向钻进最长穿越距离为2308米(铺设管径273毫米,中华人民共和国)。水平定向钻进用于均质土层穿越可以获得满意效果,在杂填土、砂卵砾石层、冰渍层和硬岩层中穿越也越来越多。3.4技术工艺水平定向钻进穿越铺设施工普遍采用:一方面钻进导向孔,然后扩孔,最后回拉铺管施工技术工艺(图3.4)。3.惯用孔内控制钻进方向机构重要有两类:一类是钻头底唇面采用非平衡构造设计,如常钻头唇面是一种斜面,当钻头持续回转时钻进直孔,保持钻头不回转加压时,则钻孔钻进偏斜。此类办法因需要在不回转条件下破碎岩层,因此在软质土层大多数采用钻进液喷射辅助破碎方式钻进。另一类是钻具采用弯外管或弯接头,其弯曲方向即决定了钻头钻进方向。此类办法导向钻进钻杆是不回转,钻头破碎岩石扭矩,来自于钻头后部孔底动力机,如螺杆马达或涡轮马达。此类办法通惯用于钻进岩石等硬地层。3.D’=K1D式中:D’——适合成品管铺设钻孔直径D——成品管外径K1——经验系数,普通K1=1.2~1.5,本地层均质完整时,K1取小值,本地层复杂时,K1取大值。3.图3.4水平定向钻进铺设管线施工工艺过程3.5施工设备3.地表始钻式钻机具备行走机构,以便迁移。铺管施工时,可不需要起始坑和出口坑,但管线连接时需要开挖。如果规定在地下相似深度连接其他管线,也许会挥霍几米新管。地表始钻式钻机有几种桩定方式锚固钻机,性能完善钻机桩定系统是液压驱动。某些地表始钻式钻机是整装式,载有钻进液用搅拌池和泵,以及动力辅助装置、阀和控制系统,有还配备有钻杆自动装卸系统,定长钻杆装在一种“传送盘”上,随钻进或回扩过程自动地从钻杆柱上加、减钻杆;有搅拌池和泵等设备是分离配备。坑内始钻式钻机普通体积较小,施工时在钻孔两端都需要挖坑,可在操作空间受限地方使用。坑内始钻钻机固定在发射坑中,运用坑前、后壁承受回拉力和给进力。某些设计紧凑钻机起始坑,比接钻杆所需坑稍大一点即可。钻杆单根长度受坑尺寸限制,这对铺设速度和钻杆成本导致影响。3.3.导向系统有几种类型,最惯用是“手持式跟踪(walk-over)”系统,它以一种装在钻头后部空腔内探测器或探头为基本。探头发出无线电信号由地面接受器接受,除了得到地下钻头位置和深度外,传播信号还涉及钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度等等。这些信息普通也转送到钻机附属接受器上,使钻机操作者可直接掌握孔内信息,从而据此做出必要轨迹调节。手持式跟踪系统重要限制是:必要要直接到达位于钻头上部地面,这一局限性可采用有缆式导向系统或装有电子罗盘探头来克服。有缆式导向系统用通过钻杆柱电缆从发射器向控制台传送信号。虽然缆线增长了复杂性,但由于不依托无线电传送信号,对钻孔导向可以跨越任何地形,且可用于受电磁干扰地方。为使电子元件免受严重动载,一种基于磁性计导向系统用于有冲击作用干式水平定向钻进系统上。系统永久磁铁装在冲击锤体上,当其旋转时即产生磁场,磁场强度及变化由地表磁力计探测,数据交由计算机解决,计算出钻头位置,深度及面向角。3.拉头——拉管拉头类型诸多,涉及压力密封式拉头和专用于水平定向钻进改进型拉头。水平定向钻进拉头一种重要作用是防止钻进液或碎屑进入成品管,这对铺设饮用水管特别重要。单动接头——单动接头(又称旋转接头)是扩孔和拉管操作中基本构件,应设计成防止泥浆和碎屑进入密封式轴承。单动接头承载能力从低于5t至200t以上。安全接头——可使用安全接头保护成品管,该接头上有一系列在预定载荷下断开销钉,可依照成品管容许拉伸载荷断开接头。这种断开式接头不但可以减少因疏忽导致损失风险,并且可防止操作者试图追求高效率采用超过容许载荷回拉力。其他重要附助设备涉及:聚乙烯管焊接机、管道支护滚筒和电缆牵引器。在某些特殊条件下,还可采用管道顶推装置辅助拉管。3.6钻进液/泥浆多数定向钻机采用泥浆作为钻进液。钻进液可冷却、润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调节钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和拖管时润滑管道;还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。惯用钻进液/泥浆是膨润土和水混合物。导向孔施工完毕后,泥浆可稳定孔壁,便于回扩。钻进岩石或其他硬地层时,可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。某些钻机采用空气作为钻进液,又称为“干式钻进工艺”。其操作简朴,废弃物少,不需要太多现场设备,但受铺管尺寸和地层条件限制。与采用泥浆钻进工艺不同,干式钻机施工采用高频气动锤钻进。与采用泥浆钻进工艺同样,干钻钻头也有一种斜面,当在某个方位停止回转冲击钻进时,可控制钻孔轨迹。铺设小直径管道、导管或电缆线,可使用镶有碳化钨合金齿锥形扩孔器,这种扩孔器安装有空气喷嘴,气流通过钻杆柱进入,在回扩时空气气流清除钻屑。对于大直径管道铺设,采用气动锤扩孔器,同样在其后部用单动接头连接管道。此时回扩孔起重要作用是气动锤扩孔器冲击作用,而不是钻机回拉力,并且回扩过程中可不回转。
4施工技术4.1工程设计4.1一项有效施工设计应有下列条目:准备——过去施工状况调查——设计计算——进一步确认设计、图纸及计算——施工地层状况调查——施工测量——办理施工允许证工程实行——测量入土点、出土点、钻孔轨迹轴线和切点——钻机场地准备——进场道路准备——管子场地准备——设备和人员调动——管子卸车——管子焊接——压力实验——减阻实验(如果需要)——连接拉管头——焊缝测试——解决钻杆过度弯曲——实行钻进——钻进——调动钻机和人员——安放钻机——准备钻进液混合设备——钻导向孔——通过钻杆清洗钻孔——分级扩孔(依照需要)——拉管——去掉拉管头——实行焊缝测试——实行减阻——施工配合——清理施工现场——撤走钻机和人员或迁移到下一种工地4.14.1.24.1.覆盖深度完毕岩土勘察,拟定了穿越轨迹,就可拟定穿越覆盖深度,需要考虑因素涉及钻孔施工对地面道路、建筑物或河流影响,以及对该位置已有管线影响。推荐穿越最小覆盖深度不不大于钻孔最后扩孔直径6倍以上;在穿越河床时,应在河床断面最低处之下5m米以上。入、出土角和曲率半径8-20°入、出土角合用于大多数穿越工程。对地面始钻式,入土角和出土角应分别在6°至20°之间(取决于欲铺设管直径等)。对坑内始钻式,入土角和出土角普通应采用0°或近似水平。进行大曲率弯曲此前最佳钻进一段直线段。曲率半径拟定由欲铺设管弯曲特性拟定,管径越大曲率半径越大。铺设钢管最小容许弯曲半径可用下列公式计算。但是,为了利于铺管,最小弯曲半径应尽量大。Rmin=206·D·S/K2(m)Rmin—最小弯曲半径(m)206—常数(Nm/mm2)D——管子外径(mm)S—安全系数,S=1~2K2—管子屈服极限(N/mm2)辅助参数入土点或出土点与欲穿越第一种障碍物之间距离(例如道路、沟渠等)应至少不不大于3根钻杆长度。与水体最小距离应至少为5—6m,以保证不发生泥浆喷涌。从钻进技术方面考虑,第一段和最后一段钻杆柱应是直线,即没有垂直弯曲和水平弯曲,这两段钻杆柱长度应至少为10m。入土点与出土点有高差时,应专门另作讨论。钻进测量与精度孔内测量工具是测量倾角(上/下控制)、方位角(左/右控制)和深度等参数电子装置。钻孔轨迹精度很大限度上取决于孔内测量精度。当有干扰时,如:无线电发射台、大型钢构造(桥梁、桩及其他管线等)和电力运送线,会影响测量成果。合理钻孔轨迹精度应是:导向孔出口处左右±1m,上下±1m。钻孔轨迹控制钻进导向孔时,每2~3m应进行一次测量计算。工程承包商在这些测量计算基本上作出钻孔轨迹图。4.1.管线壁厚—D/T经验公式下表给出了依照钢管直径选取壁厚推荐值,这些推荐值仅供设计时参照。在最后设计中,应依照计算应力进行选取。直径(D)mm壁厚(T)mm≤1526.25152-3059.25305-76212.70≥762D/t<50对高密度聚乙烯管(HDPE管),推荐D/t值不大于或等于11,并且征询制造厂家。此外,选取管线壁厚应考虑铺管长度。铺管长度越长,管壁应越厚。4.1——开始拉管时管线应力(摩擦力、重力)——所有拉入时管线应力(摩擦力、浮力、弯曲)——由于过度弯曲导致管线应力(出土角度)——拉入过程中管线应力(内部压力、温度、弯曲、过度弯曲)——钻机锚固力(水平和垂直)——钻进设备尺寸(土壤、管线尺寸、钻孔剖面)在最后校核设计计算中,必要计算管道在施工和使用时应力大小,校核与否在材料强度容许范畴内。计算中,每一阶段应力都必要从单独受力和联合受力分别考虑。如:拉管时,滚柱间跨距导致应力、作静压实验产生应力、铺设时拉力、管入孔时弯曲和钻孔轨迹弯曲产生应力、钻孔内附加力和工作应力。1.铺管前a.计算静压实验产生环向和轴向应力;b.依照滚柱间距离,可计算出管线最大上拱和下垂,并计算出管线最大张应力。注:在静压实验期间管线是注满水,因而计算中必要计入水重量。2.铺设中a.在1.b中计算张应力办法可用于铺设阶段;b.为了计算出应力,必要先计算理论拉力。考虑管线安全性和拉管时钻孔弯曲影响,推荐孔内摩擦系数为1.0。最大预测拉力用于计算轴向应力。c.当计算轴向弯曲应力时,容许有10%实际偏差,即按设计曲率半径90%计算。d.必要考虑孔内液体静压力产生附加应力。考虑到液体静压力轴向和周向力影响,推荐安全系数取值1.5。3.铺设后a.轴向弯曲应力计算见2c;b.附加外力计算见2.d;c.计算最后静压实验产生环向和轴向应力。4.使用中a.钻孔曲率影响见2.c;b.附加外力计算见2.d;c.用于计算管线在使用中最大工作压力而产生轴向和周向应力。许用应力计算出施工各个阶段单独受力和联合受力后,必要与许用应力比较,进行强度校核。普通,许用应力按如下计算:轴向最大许用应力:最小屈服强度80%;周向最大许用应力:最小屈服强度72%;组合应力下许用应力:最小屈服强度90%。当权威机构也许在以上内容之外提出其她限制条件时,业主应承认并容许修改设计。4.1剖面图剖面图至少应包括下列信息:——工地纵向剖面图——入土角——出土角——钻孔水平长度——钻孔实际长度——钻孔剖面绝对高度(或相对)——覆盖层——最小(垂直)弯曲度——钻孔轨迹区域内建筑物或其他管线——障碍物——欲铺设管线信息平面图平面图至少应涉及下列信息:——从委托方提供施工区地形图理解到场地特殊状况——钻孔轴线——入土点和出土点坐标——指北箭头——钻孔附近建筑物和其他管线——障碍物——钻孔轴线与障碍物之间最短距离——最小(水平)弯曲度——规划设备场地和管线场地现场平面图现场平面图至少应包括下列信息:——各种设备位置(钻机、工作站、泵等)——钻机固定办法——钻井液配制设备安放位置——进出场道路运送线路图拟定运送线路图至少应涉及下列信息:——运送设备数量、各自承载能力——运送设备位置——运送设备在平面图中摆放位置——运送设备细节管束图一束管子示意图至少应涉及下列信息:——一束管线横截面图——单根管线直径——捆成一束办法4.2设备仪器4.水平定向钻机无论大小,操作与用途都是相似。普通,钻机都采用机械或液压驱动钻杆,通过钻杆对孔底钻头施加回转扭矩、给进或回拖力。对水平定向钻进穿越铺管钻机来说,回转扭矩和回拖力是其重要参数,它们是依照工程大小及规定选取钻机重要根据。由于水平定向穿越往往钻进弯曲钻孔,因此与其他钻机相比,对钻机转速规定不高。地表始钻式钻机有一种倾斜给进导轨;坑内始钻式钻机普通采用水平给进导轨。给进导轨长度决定钻杆单根长度,也直接影响钻进过程平稳性和纯钻效率。当施工条件已知,钻孔设计拟定期,定向钻机选型重要考虑如下因素:钻孔设计终孔口径、弯曲曲率半径、铺管长度等,依照它们大小通过回转扭矩和回拖力来选取拟定钻机。考虑钻孔复杂状况到,所选钻机能力至少应不不大于计算所需30%以上。现场地形、交通条件、管线埋深等,评价这些因素后,选取采用地表始钻式钻机或坑内始钻式钻机。现场能源供应条件,选取采用电驱动还是采用燃油驱动钻机。地层状况和现场水源供应条件,选取应用液体循环回转钻机或是气动潜孔锤钻机。4.对于水平定向钻进穿越工程来说,定位与导向仪是最为核心设备,对的地选取和使用这些仪器,对施工成败和效率,具备决定性意义。最惯用定位和导向仪有无缆式地表定位系统(手持式跟踪仪器)和有缆式定向系统,两种系统定位和导向性能都能满足常规水平定向钻进穿越工程需要。在钻进导向孔时,钻进工作人员才用导向仪拟定钻具位置,运用导向仪获取数据,与预先批准基准线和轨迹进行比较,调节钻进轨迹。惯用仪器有如下几种。4.2手持式跟踪仪这种仪器在水平定向钻进中使用最广,它由一种装在钻头背面电子信号探头(发射器)和一种手持式跟踪接受器构成。探头(发射器)普通安装在钻头背面钻具内,用于测量孔底钻具位置信息,并将信息电磁信号发射给跟踪接受器,探头发射信号到地表后,由导向人员手持接受器接受,跟踪接受器显示信号强度,信号越强,接受器越接近发射器。导向人员通过度析接受器提供数据来监测钻孔轨迹。许多钻机装配有一种远程接受器,通过它钻机操作者可以分析和记录定位数据。普通,在拟定技术参数范畴内,使用手持式跟踪仪是最经济。大多数探头(发射器)具备方位传感器,它们是倾角、转角以及在某些状况下左/右偏转计。传感器测得数据,显示在接受器上,并用于控制方向。接受器也能拟定从接受器到发射器深度。操作人员遵守制造商推荐原则化程序,有助于提高深度测量精确性。手持式跟踪仪长处涉及:费用——除购买费用外,生产开支频繁,但成本较低,平时仅需更换电池。更换探头很昂贵,但普通不会发生。操作有效——接受过训练定位人员能有效地操作手持式跟踪仪,为了保证高精度,读数和解释信号知识必要与强烈责任感相结合。钻孔全面测量可提高手持式跟踪仪定位精度。生产率——与其他办法相比,其数据解释及时,有助于提高生产率。绘图——手持式跟踪仪可直接将数据传送给计算机,由计算机做出钻孔轨迹图。手持式跟踪仪缺陷涉及:地形——在有障碍物地方,如繁忙快车道交叉口或穿过河流。干扰——如下状况往往会干扰信号读数精准度:仪器上方电力线磁干扰、地下通讯信号磁干扰、埋在地下废弃物或地层中障碍物干扰、无线电发射基站电波干扰等等。深度——手持式跟踪仪受钻孔穿越深度和其他与孔关于因素限制,如:手持式跟踪仪器普通用于深度不超过21m钻孔。持续工作时间——定位系统发射器电池寿命,是选取能否完毕一种钻孔所需时间重要指标。远程跟踪能力——道路和小河穿越普通可用地表定位系统进行。然而,远程跟踪能力普通限于约10m距离。抗冲击磁性定位与导向系统这种仪器是近年来最新开发用于干式水平定向钻进定位与导向系统。在潜孔锤冲击破碎钻进中,为使电子元件不受大动载影响,一种基于磁性计导向系统用于有冲击作用干式水平定向钻进系统上。系统永久磁铁装在冲击锤体上,当其旋转时产生磁场,磁场强度及变化由地表磁力计探测,探测数据交由计算机解决,从而得出钻头位置、深度及面向角。水平定向钻进施工中,推荐采用下表进行现场记录;轨迹记录测点序号钻杆长度水平距离侧向偏移垂深倾角转角(左/右)12345678910......出口某些地表定位系统带有钻孔轨迹设计和绘图系统,它们以特定间隔,记录孔内钻具深度,可做出导向孔测量或施工过程图。4.2有缆式定向与导向系统有缆式定向系统又称为有缆式随钻测斜仪。有缆式定向仪是与位于孔底非磁性钻具内磁性探头或位于普通钻具内陀螺仪相连,持续缆线穿过钻杆内部,再与地面计算机相连。有缆式定向系统长处涉及:深度——由于电源和信号由缆线传播,因而对导向钻孔深度或长度没有限制。精度——有缆式系统可与地面坐标测量辅助系统一起使用,可提高测量精度。探头产生信息传送到地表计算机,可用于评价施工轨迹。记录解决——计算机解决测到数据,得出精准“随钻”施工数据。有效性——在费时坚硬岩石钻进中,不用为更换电池而频繁地起下钻具。有缆式定向系统缺陷涉及:费用——在低价地下管线铺设施工市场,设备购买费或人员设备租金高,然而该缺陷经常被高成功率和复杂孔精确度所消除。数据解释——仪器操作需要通过培训专家,这对于许多钻进承包商来说,难以稳定地发挥作用并且成本较高。缆线连接——连接缆线需要时间,一节一节缆线连成电缆,也许导致读数不准,并且增长了非生产性辅助时间。惯用有缆式定位与导向系统有如下两种:磁性定向仪磁性定向仪是用于长、深孔穿越行业原则仪器。使用磁性定向仪,钻进操作人员可在钻进任何时候计算钻孔位置,进行钻孔纠偏,因而能使钻孔轨迹与设计穿越轨迹一致。磁性定向仪用结实三轴磁力计测定钻具位置与本地地磁场关系,它是一种电子罗盘,用一种三轴加速度计测定钻具位置与地轴关系,它是一种电子水平仪。由数字传送仪输出数据,给出钻具状态信息,状态信息涉及:导向钻具倾角、方位角和工具面向角。持续获得每一组测量数据都用于计算钻孔实际位置与设计轨迹偏差。计算每一测点增长位置偏差,能绘出实际钻孔轨迹。此类仪器精度为:倾角度数+/-0.1,方位角度数+/-0.3。磁性定向仪还可以与实时跟踪系统(Tru-Tracker)结合使用。实时跟踪系统由放置于钻孔上方地表电缆构成。测量电缆位置,给其选取性地施加电压,产生已知强度和位置局部磁场。磁性定向仪对感应磁场很敏感,钻进期间,采用专用软件可提高磁性定向仪定位精度。陀螺仪陀螺仪测量系统用得不多。陀螺仪可保持固定方向,且不受磁干扰影响。然而,陀螺仪大小受钻杆内径尺寸限制。小尺寸陀螺仪精度低,且漂移增长,还规定专业人员操作。4.2选取应用上述仪器,应以现场技术规定和费用考虑为基本。普通,地表定位系统最便宜,但仅能用于距离较小穿越。磁性定向仪用于较大管线铺设工程,这些工程为避开已有地下管线钻进较深,且磁干扰小,能辨认和量化。工程选取磁性定向仪和备用仪器,应有近来期工厂原则校验,以保证其误差在生产商额定范畴之内。在现场对转角原则误差检查,应在工程施工迈进行。转角原则误差检查也可在探头安装进钻具后,与拟定方向对照进行检查。磁性定向仪应置于沿钻孔基准线地面上——即相似磁干扰区——使仪器在一种圆周内以不变方向转动时,记录下数据。转动检查至少应检查8个点。按钻进时倾角状态检查,4个点足够。应沿钻孔轨迹不同位置,选取地按钻进时倾角状态检查磁场变化,拟定仪器通过该处方位。如果也许,倾角状态检查应使用装在无磁钻具内磁性定向仪。检查时得到所有数据都应记录,供与钻进施工期间比较。在开始钻进导向孔时,使用Tru-Tracker位置,应验证方位角并按需要调节。必要记录Tru-Tracker测量资料和方位角变化。由于磁干扰、错误方位定位、仪器失灵或操作员失误,可产生错误导向。然而偏斜孔可用于建立对的钻孔方位定位。将实际钻孔位置和方向与计算数据作比较,可用于进行重新钻进设计。重新钻进时,钻杆退回到技术规定拟定点,然后重新钻进那段导向孔。测量数据代表导向孔位置,随后扩孔操作也许变化钻孔位置。例如,在软土层,由于扩孔器被拉时受张力,扩孔倾向于使孔变直。为了减少合格导向孔偏离或“跑离”,实践证明:扩孔中使用套洗钻管是一种较好施工办法。4.除钻机和定位与导向仪器外,还需要其她某些辅助设备。如:使用钻进液或泥浆钻进,需要泥浆泵、搅拌机、泥浆净化器等设备;使用“干钻岩石系统”钻进,需要较高风压和较大风量空气压缩机。钻孔进、出口工作坑和泥浆循环坑开挖,也许需要使用挖掘机。现场搬运大直径管道或其她重物,也许需要吊车。钢质管道连接和拉头焊接,需要电焊机;聚乙烯管道(PE管)连接需要熔融焊机,等等。4.3工作人员水平定向钻进需要工作人员数量,取决于穿越工程和使用设备大小。普通,中型钻机施工班组应由5—7人构成。原则工作岗位及其职责是:定位及导向岗位——1人。重要职责:勘察工地,拟定恰当钻机布置、入射角度和高程,拟定孔径及分级扩孔方案,操作定位及导向仪器,发出调节钻孔轨迹指令,并与钻机机长交流这些决定,记录导向数据。这一岗位应由工程师以上专业技术人员担任。钻机机长(或班长)——1人。重要职责:准备和调节钻具,操纵钻机,与导向人员交流钻进状况,设定机组进度筹划和工作状态,管理机组人员。这一岗位应由具备专业技师资格人员担任。钻进泥浆人员或泥浆工——1人。重要职责:掌握整个钻进液搅拌、净化和循环系统,监视需要水量,保持良好水质、调节PH值,按特殊施工规定调节适当钻进液成分,使粘度、固相含量、比重等技术指标达到规定。机械工、电工——1~2人。重要职责:监视与维护机械及电气设备正常运转,浮现故障时进行维修,协助钻进中所有其他操作。杂工——1~2人。重要职责:协助进行所有钻进操作,涉及操作钻杆、监测泥浆池、搅拌泥浆、供应水、操作重型设备以及缆线连接。钻进机组目是安全地达到最高生产率。4.4钻具与钻杆钻具与钻杆是由钻机大小和类型、以及设计孔环境和地层决定。4.软土层/手持式跟踪——BHA由可变化角度和方向喷射或铲形钻头、探头室和钻杆构成。中—硬土层/手持式跟踪——BHA由铣齿牙轮钻头、变化角度和方向控制弯接头、探头室和钻杆构成。硬土或岩石层/手持式跟踪——BHA由镶齿牙轮钻头、预先安顿好弯头泥浆马达、探头室和钻杆构成。(图4.4.1a)图4.4.1a硬土或岩石层/手持式跟踪软土层/有缆式——BHA由钻头、弯接头、浮动接头、装有探头定向接头、泥浆马达、无磁钻铤和钻杆构成。除钻头外,整个BHA由无磁性钢材构成。硬土或岩石层/有缆式——BHA由钻头、泥浆马达、浮动接头、定向接头、无磁钻铤和钻杆构成。(图4.4.1b)图4.4.1b硬土或岩石层/有缆式4.如要使用孔底泥浆马达,需要最大钻杆内径或水眼,以提供适当钻进液流量,将地表压力损失和钻杆压力损失降到最低,这样可给钻头提供最大水马力。钻杆、胶管、单动接头及其他接头内径(水眼)是保证足够流量重要因素。4.5施工场地及布置4.水平定向钻进穿越工程需要两个分离工作场地:设备场地(钻机工作区)和管线场地(与设备场地相对钻孔出土点工作区)。场地大小取决于设备类型、铺管直径和钻进穿越长度。设备场地(图4.5.1.a)安放设备、施工操作需要充分工作面积。普通应保证钻进设备周边具备至少不不大于钻杆单根长度操作空间,设备上方应无障碍以保证吊放和防止落物。如果设备是可分离,摆放设备位置可由某些较小、不规则面积构成。管线场地(图4.5.1.b)应提供足够长工作空间便于欲铺设管子连接。穿越工程设计,应尽量设法将欲铺设管线做到全长度一次性拉入,并尽量避免水平方向弯曲。多次回拉连接管线会增长施工风险。在都市市区施工时,由于受街道围墙限制或必要在拥挤小胡同、人行道、风景区或特殊公共通道地方工作,设备须线性排列,占据空间不超过单行道宽度。施工场地还应考虑也许干扰钻架或起重机操作空中设施,以及也许影响设计轨迹线和钻机布置地下设施。交通高峰期对工作时间限制也影响施工场地充分运用。施工场地还须考虑开挖进、出口坑和泥浆循环池。尽管水平定向穿越对公共设施破坏最小,但必要告知财产所有者或管理机关,这些坑是定向穿越施工必要构成某些。1.水平定向钻机2.电力供应设备3.钻杆4.水泵5.泥浆搅拌池6.泥浆净化设备7.泥浆泵8.泥浆材料仓库9.发电机10.仓库11.12.现场办公室13.入口坑14.钻屑解决池图4.5.1a设备场地1.钻屑解决池2.出口坑3.施工设备4.管线导轮5.生产管线6.钻杆7.仓库图4.5.1b管线场地4.进、出口工作坑是非常重要,进、出口工作坑可有如下功用:兼作地层状况和地下管线及构筑物探坑;用作泥浆循环池构成某些;作为连接与拆卸钻具、钻杆、管线工作坑;坑内始钻式钻机设备安放位置。进、出口工作坑大小,取决于其功能和深度,普通至少应为1×1m,当深度较深时,还必要考虑挖掘工作中稳定坑壁,形成坡度,坑口尺寸更大。在考虑坑功用时,如欲用于接管工作出口坑,需考虑焊接工作操作空间;如果欲铺设管线直径大,则出口坑必要延长成适合管道平直回拖长槽;等等。坑内始钻式钻机工作坑,因需要运用坑前、后壁承受钻进中给进力和回拉力,则必要对坑壁进行加强和支护。4.泥浆循环池普通由返回池、沉淀池、供浆池三个以上池构成。池之间由沟槽连接,其间还可有泥浆净化设备或装置。泥浆循环池大小依照泥浆返回量多少拟定,普通至少应为1×1×1m,为保证泥浆自由沉淀效果,沉淀池可大某些或多1~2个。4.6钻进液钻进液普通是钻进泥浆。钻进泥浆有许多功能,最基本是维持钻孔稳定性。此外,泥浆尚有携带钻屑、冷却钻头、喷射钻进等功能。钻进液成分依照底层条件、使用规定作调节。管道与孔壁环状空间里钻进液尚有悬浮和润滑作用,有助于管道回拖。钻进泥浆经泥浆泵泵入钻杆,从钻头喷射出来,在经钻杆与孔壁环状间隙还回地面。钻进液是一种由清水+优质粘土(膨润土)+解决剂(若需要)或清水+少量聚合物+解决剂(若需要)混合物。膨润土是惯用泥浆材料,它是一种无害泥浆材料。钻进过程中,监控和维持粘度、比重、固相含量等技术参数是极为重要。当孔内状况有所变化时,可以按需要调节这些参数。钻进液应在专用搅拌池中配制。从钻孔中返回泥浆需经泥浆沉淀池或泥浆净化设备解决后,再送回供浆池,或与新泥浆混合后再使用。惯用泥浆净化办法是分级滤出不同粒径土屑,如:从孔口返回泥浆依次通过振动筛、除砂器、沉淀池解决。钻屑增长钻进液固相含量,固相含量必要始终控制在30%如下,这样才干保证堵塞钻孔。作为环保施工技术,对非开挖水平定向钻进钻进液进行恰当解决可避免在地表不能存储钻进液问题。使用后膨润土泥浆(不具有害解决剂)最惯用解决办法是散布在田野里,用后膨润土泥浆散布在田地、牧场或管线周边,对工程承包商和土地主人都是有利。预先设计好泥浆解决技术可减少实际解决成本。4.7管线制作4.7.依照合用规则和规范制作、装配管线。4.7.拉管前需用焊缝检测仪对管线进行持续检测,发现问题及时进行修理。4.7.控制最小容许弯曲半径和最大容许拉伸间距范畴,可保证管线受力始终低于规定最小屈服强度。4.7.对于大直径管线,为了控制拉力在所用钻机容许范畴之内,需进行减阻。减阻尚有减少对涂覆层磨损作用。4.7.回拖期间,钻机操作者必要监测和记录有关数据,如拉力、扭矩、拉管速度和钻井液流量等。应注意不超过管线最大容许拉力。4.7.保护层有抗腐蚀和抗磨蚀作用。定向穿越往往会遇到不同地层状况,管道回拉时经常受磨蚀,因此需要在管线外层涂保护层。涂层与管线应有较好粘结力以抵抗地层破坏,并且表面应光滑结实减少摩擦力。在管线施工中,推荐保护层应与现场接头保护层或内保护层一致。接头保护层焊接部位也应涂敷保护层,这是防磨蚀管道一种核心野外工序。为防止回托时接头保护层脱落,不应使用缠绕式保护层。保护层修复回拖施工也许导致小面积保护层损坏,对此应进行手工修补,如采用油漆刷或滚筒进行涂敷修复。胶带缠绕式修补不能用于回拉损坏保护层修复。抗磨外层穿越中管线遇石头、卵砾石或坚硬岩石时,推荐在防腐层之外再涂敷高强度耐磨层。4.8钻进过程钻进过程分三步:导向孔、扩孔、回托铺管。4.8.1导向孔钻进导向孔是水平定向穿越施工最重要阶段,它决定铺设管线最后位置。钻杆按设计进入点以预先拟定84.不同地层应采用不同扩孔器。刮刀扩孔器用于软土层;筒形扩孔器用于混合土;镶嵌硬质合金块牙轮扩孔器用于岩石层。扩孔器类型和地层条件直接影响扩孔速度。采用与地层相匹配扩孔器和恰当钻进液流量是扩孔施工核心,可节约资金和时间。4.4.9清理现场拉管和其后测试实验(静水压测试、定径清管器、密封测试)等工作完毕后,应清理管线现场和设备现场。这项工作涉及排除入口坑和出口坑中钻进液,并回填这些工作坑。4.10文献资料4.10.1值班记录和现场报告必要符合实行所在行业语言习惯,应每天向委托方代表递交这些报告。对于每一道工序都应作现场记录,也涉及对管道减阻或回填废弃钻孔状况。每日进度报告应涉及下列内容:——地点——日期——工程名称——实行者——分包商——使用人员——使用设备——使用材料——意外事件值班记录至少应涉及:——地点——时间——拉力——扭矩——泵送流量——泵压——意外事件报告由工程承包商保存,以保持更详细记录。4.10.2委托方需要所有原始资料和记录应在所有工作结束后4周内提供,应提交一份原件和一份复印件。原始资料应至少包括下列内容:图纸——平面图——横向剖面图、平面图、断面图记录——如4.——场地清理——竣工照片资料(9×13)——开工前场地状况——重大活动——清理后场地状况实践证明:提交记录和资料时,由委托方和承包商对工程正反两方面经验进行一次总结讨论是非常有益,它有助于改进并提高施工质量。
5.探测技术5.1操作程序5.1.1穿越工程设计是非常核心。工程初始调查应有一份综合地面建筑物及地下管线汇编图,用于对的设计钻进基准线。对已有地下管线初勘精度是后来铺设精度基本。在极个别状况下,资料不充分铺设施工也许导致对财产损坏和对生命伤害。地下管线工程(SUE)技术应用推广,提供了更好绘制地下管线图办法。对工地条件掌握限度,表白了拟定地下管线精确位置努力和耗费。设计者根据业主资料和已有地下管线图纸进行水平定向钻进钻孔轨迹设计。5.15.1在开挖揭露地下管线之前,使用管线探测仪是理解地下管线较好办法。管线探测仪普通运用电磁波信号进行定位。当金属线中通以电流时,会产生电磁场,发射电磁波信号,用管线探测仪探测该信号。没有管线没有电流时,则不能拟定管线位置。非金属体(如塑料或PVC管)不能导电,应采用其她定位办法探测非金属管线。信号发射器发出信号可在管线中激发电流,产生可辨认信号。高频信号比低频信号更易使管线产生电偶。高频信号比低频信号发射出更多电磁波信号,有“溢出”趋势,当与附近其他线路形成电偶,也许导致定位错误。低频信号比高频信号辐射更远。有些发射器可调节输出功率,调节信号强度,信号越强,信号沿管线传得更远。信号越强,“溢出”也许性越大。设立高功率影响辨认单条管线能力。被动信号是管线工作时“自然”电磁信号。电力和有线电视同轴电缆都能产生可探测信号。在埋有高压电力线附近工作是非常危险。没有电流时,电力线不能产生可探测信号。因而,采用被动信号探测成果是不可靠,只能作为参照。5.1GPR通过向地下发射无线电波,用接受器记录反射信号来探测地下物体。计算机记录数据,应用软件解释数据。GPR探测在获取地质数据和地下异常方面非常有用。尽管它能给管线定位,但却不能区别管线性质。使用GPR时,应对地层、地下水和地面条件进行校验,使解释成果与工程条件相适应。由于工地条件影响GPR频率,因此在探测设计阶段应分析这些影响,空中分布线路和地层是核心因素。5.1地震法探测与GPR相似,它用压力波代替电磁波,它普通应用于不太拥挤地方,它能提供更深探测数据。5.1在设计初期,设计者采用电子跟踪技术查找地下管线,拟定出地下管线在地表位置。在核心位置和基准线与地下管线相交处,可采用非破坏性真空挖掘法(点探仪)拟定地下管线精确位置与深度。电子地下探测有不拟定性,随本地干扰和现场条件变化而变化。尽管可将许多不同电子定位技术一起使用,提高电子定位精确性,但是用非破坏性气/液压真空挖掘办法揭露地下管线是更好办法。采用老式大地测量能准拟定位管线位置。车载空气或液压真空挖掘系统,运用高压空气或水松动并破碎管线周边土,将碎屑吸入容器罐,揭露出管线并测量。真空系统作为揭露管线最安全办法已被管线业主广泛接受。真空挖掘普通限制在5m深度,深5m如下管线,更强调采用电子探测。对于非常深铺设工程,设计者必要依赖于从前铺设精确资料和施工前探测所有资料。使用点探仪挖掘,应按规定给管线做标记,在设计图中精确描述所有管线,并在施工前解决所有问题。所有线路跟踪勘察和勘探孔勘察资料应合并到设计书中。5.1尽管有许多电子、机械探测技术办法,在实际施工中,同步采用人工探测,也是一种非常有效并广为施工单位所接受技术办法。人工探测是通过寻找和跟踪地下管线标志物,如各种天然气、自来水、下水道、电力、电讯等地表井盖,进入井中测量管线走向和深度。由于这种办法直观、精确,在国内得到广泛应用。人工探测办法简朴,经济实用,效果可靠。但是,施工者必要结识到:不能将这种办法作为唯一探测手段,由于有些管线或管线某一管段,没有设立地面井,或地面井设立很少,人工探测也许漏掉某些地下管线,为施工埋下事故隐患。5.2铺设结束后检测在地下管线集聚地方施工,推荐进行施工后检测。这种检测必要由在此工地工作工程师指引进行,保证新管线铺设没有影响原有地下管线。计算与实际出口点存在误差是经常。在不能使用导向系统拟定钻进位置地方有长孔段钻进时,这种状况经常发生。铺设后检测办法有:陀螺仪随仪器直径增大,陀螺仪精度越高。铺设后检测最佳办法是将陀螺仪拉过铺设管进行测量。为了得到更有好检测成果,陀螺仪应位于管道中心,并应进行多次测量,保证测量成果可重复性和可靠性。测压计有时懂得铺设管道深度即可,排水管铺设就是如此。测压计是一种能精确测量管道内静液压仪器,测量时,使测压计位于管道中央,并重复测量几次保证成果可重复性。其他如施工前对地下管线定位测量同样,也可使用管线定位仪、GPR或地震办法进行施工后管线测量,但对较深管线铺设效果不太。5.3施工资料工程结束时,应汇编施工图并交业主保存,为将来提供参照。钻孔轨迹图纸应以施工中得到原始数据为基本,并加上对设计改动状况。同步,应提供管道铺设后获得测量数据。在施工记录中应记载施工设计者假设。例如,也许存在原始数据不具备代表性状况,也许孔内仪器与地面仪器获得资料存在差别,这迫使施工设计者作一定假设。如果导向孔测量数据与铺设后测量数据有相似误差,则应对误差进行调节。此外,用不同几何办法计算管线位置,也也许有偏差。施工资料不但涉及地层勘测资料和绘制新铺设管线座标平面图,还应涉及如下数据:仪器资料:工程中实际使用仪器设备应建档。这些资料涉及仪器生产商、系列号和仪器最新工厂校准记录。现场操作记录:仪器操作人员报告应涉及钻前详细现场校准状况,测量仪器测得原始数据记录。最后,施工期间任何突变也应记录并提交。施工报告制作:编写者应提供一种简要报告,指出如何解释原始数据和使用哪些数据(探测仪器、铺设后检测数据)。与最初施工探测相比,注出所有变化。报告内容还应涉及所用计算办法陈述和解释。施工报告还应涉及用大地测量数据表达新铺设管线位置图纸。这些图纸应能拟定新管线地理位置,后来也能测量到。测量数据应尽量达到或超过国家关于施工控制测量或其他相称测量原则规定。如能采用国家大地坐标系统进行测量更好,采用其他地面测量办法也是可以接受,如:线路道钉、地面标志、金属砧标——在施工报告中注明,便于她人勘测时引用。所有这些信息都应可用于此后证明新铺管线位置或者为将来在它附近铺设新管线服务。
6安全操作备注:本安全操作规程仅推荐使用。与否使用这些规程或对它作出变动,应由使用当事人自己判断并承担风险。所有或某些使用本规程使用者、或者对它作出变动使用者,都应谋求征询以保证她们安全原则是适当、合理。中华人民共和国非开挖技术协会水平定向钻进技术专业委员会对由此导致任何损失或损害,涉及所有、某些或变动使用本规程产生诉讼,不承担任何责任。6.1工地检查与简介在开始工作前和施工期间,应对所有参加施工工地工作人员作简朴安全简介,简介应涉及:辨认带电体和控制电路;本地应急设施位置与通道;地下设施和高空设施位置与类型;工地安全:警示标志,屏障,指挥人员标牌,规定个人保护装备及急救程序。6.2工地操作现场每个人必要有较好联系,钻机操作人员、定位人员和管道一侧人员应用双通道无线设备进行联系,共同完毕钻进操作。在无线设备发生故障或不能使用之前,手势信号应一致。当穿越或接近危险设施时,不能只依托定位仪,还应通过小心手工挖掘使危险设施暴露出来。在施工期间,也许需要与公用管线部门联系,规定其关闭管线。不要仅依托此前其她人所做定位。高空危险当操作钻杆或重型设备有危险时,应与高空线路部门联系,理解高空线路和使用极限警告标志。依照高空线路状况,钻进设备与电力线间应总保持2.5—4.0m米距离。地下危险埋在地下危险有许多:能产生严重伤害和触电死亡高压电缆;输送可引起中毒或易燃易爆气液体气液输送管线;可产生使眼睛受到伤害光纤电缆;在天然气管与排水管线交叉地方,也许由于日后人工活动或管线损坏,导致在低压排污管和雨水管中特有危险——也许天然气泄漏或爆炸。基本防止办法在工作开始前,应做基本防止办法有:向本地公用地下管线部门查询,理解施工区域地下管线状况。普通,公用地下管线部门查询成果需5~10个工作日。一旦对地下管线作了定位,就可通过手工挖掘或在也许时采用“软”(真空或液力)挖掘拟定其铺设位置。关于必要与地下管线横向穿越或同向钻进问题a.已有地下管线是如何铺设?如是开挖还是非开挖。b.如果地下管线是用水平定向钻进铺设,需查阅精确施工图。c.地下管线铺设后在该区回填过杂填土吗?当接近地下管线时,应拟定与它们间隔距离。安全工地要使旁观者避开操作。应依照关于规章制度,在工地人行道和交通道路上设立警示标志。如果工人受到交通危险威胁,依照关于规章制度规定,穿上醒目安全服或其他防护衣。在施工前和施工过程中,必要结识到工地也许非常滑,这也许产生摔倒危险。最佳使用有防电能力安全帽、护眼罩、绝缘材料特制20KV(最小)电力工人靴和手套、以及由工作条件规定其他防护装备。不要戴首饰和穿宽松衣服,以免被机器卷入或牵绊。在布置工地时,在规定使用防电网垫(又称“均压垫”或“地垫”)地方,必要铺设防电网垫。安排时间全面检查整个工地危险物标示,如:a.变压器箱。不要满足于一条进线和一条出线标示,也许一条进线有四个方向不同出线。例如:变压器在一所公寓中央,也许通向公寓每个方向。b.对钻进工作区内所有人井都必要打开检查,拟定与否是电话井、排水管井等。如果是排水管井,应检查水流向和管方向,流向将显示出排水管坡度,这将协助咱们鉴别排水管在钻进地方将变浅或变深。c.如果必要进入人井,应当把它当作是一种受严格限制地方,这意味着必要有空气实验、现场营救程序和颁发进入允许证。d.从任何电极延伸导线,特别在建筑物内,这些导线也许在或者不在电极上,带电导线不论它在不在电极上都也许击伤人。e.自来水和天然气阀门。每一住宅都也许有一种阀门,应找出它。阀门能提供许多信息,其中之一就是管线自身埋深。f.室外建筑物(如:储存棚、无人管理车库和车间)。检查这些建筑物,拟定它们与否受热或带电。这些设施管线也许是由房屋主人自己安装,没有标记或在任意电极上。g.地表排水沟沉降表白有过挖掘,也许埋有什么东西,应拟定是什么及其位置。h.在居民区工作时,本地居民特别是老年居民是非常有用资源,询问她们,也许得到关于几十年前铺设、从来没有获得过、没人记录有价值信息。运用管线定位仪器拟定整个钻进区地下管线。记住:虽然是经验丰富定位人员操作,仪器探测也不是完全可靠。如果有怀疑,或法律规定,应采用手工挖掘或“软”挖掘揭露出将要穿越地下管线。6.3钻进防止办法使用钻杆不要超过钻杆制造商容许最大扭矩和拉应力。如果遇到钻进突然减慢或停止,应拟定与否遇到障碍物,然后再进行钻进作业。穿越道路、桥梁和建筑物等基本时,应意识到钻进液液压作用危险,这些建筑物有升或降也许。用起重机移动钻杆时要小心,也许时应用带钩绳索。工人不应位于钻架、起重钩、防护挡板等下方。涉及到回转设备,在钻机处、进入点和出口点都也许产生危险,必要小心,应用挡板和挡墙保护这些地方。工人不许穿宽松衣服或戴首饰。按照生产制造商阐明规定使用钻杆拧、卸管钳。扩孔和铺管防止办法在进出口之间持续双向联系是必要。回转钻杆和扩孔工具对钻孔两端工作人员和设备都是一种危险。远程关闭系统能很大限度上减少超过钻机操作人员视野意外事故发生。注意钻杆扭曲以及强力拉断也许。在不同地方,钻进液有导致工作人员滑倒和跌倒也许。设计导向孔与相邻管线间隔时,应考虑扩孔后终孔大小和向侧面扩孔也许。长时间施工时,应筹划添加工人或用第二个班组轮班。普通防止办法工地工人应穿戴符合规定安全服装。干膨润土粉也许导致吸入危险,应使用适当防护口罩或防护面具。在工地,足够光线有助于防止阴暗地方发生事故。所有设备操作人员必要熟悉“道路交通管理条例”规章制度。在休息期间,禁止员工在设备下睡觉或休息。在高压电力网附近施工管线,必要保持设备对的接地。对设备可移动部件必要有人值守,钻机在运转时,值守人员必要站在恰当位置。6.4设备操作安全低压液压油能渗入皮肤、燃烧或产生污染。可用纸张或木片检查泄漏,不要用手!如果接触了这些或其他石油产品,应及时擦去。应始终保持按医疗卫生规定办事。在断开任何管路之前,应先释放压力。在系统压力升高之前,应拟定所有管线连接与否严密,线路、管道和水管有无受损。油液从极小孔中漏出时几乎看不见。应当用纸张或木片而不是用手寻找泄漏处。穿上防护衣,戴上护眼罩。如果受到高压液流伤害,应及时寻找熟悉此类伤害医生治疗。旋转部件能伤害胳膊或腿。不要接触回转钻杆。在旋转部件周边不要穿宽松衣服。不要在转动部件上走或站。在启动任何设备之前,使用预先设立好紧急关机程序。6.5安全总结理解所有危险:在工作开始前,勘察地下、地表和高空危险,所有电讯、电力、自来水和排水管以何种方式铺设,并应拟定它们位置。在也许故意外冲击或撞击状况下,应做必要防止办法以保护工作人员和过路人。拟定遵守规程中推荐所有防止办法。如果发生事故或意外撞击必要及时停止施工,并与对口地方主管部门联系。6.6附录:发生电击事故解决程序当警报响起/闪起时必要遵守如下环节:不要离开防电网垫,也不容许任何人接近工作区。注意,实践中有一条好经验:钻进操作过程中不要让任何人踏上或离开防电网垫。拧、卸钻杆柱时,应使钻头(或扩孔器—如果导向孔已竣工)离开孔底,未离开时不要试图在钻杆上加、减接头,否则,断开钻杆与钻孔钻具连接,也许对整个钻孔施工产生致命打击。钻工在这种状况下误操作也许导致很大事故。尝试转换电击感应控制箱使用中电击感应系统也许没有转换能力,如果发生这种状况,应查阅在这种状况下对的操作手册。如果工作人员不能拟定在电击后钻机与否带电,最佳办法是呆在垫子上,直到电力公司切断该区电源。如果转换成功,通过了操作实验,这表白电流和电压感应回路没有被击坏(两个感应回路是为了在一种被电击坏时提供备用品)。如果在转换后警报继续,钻杆也许与电缆接触。例如:次级电缆也许没有足够高短路载荷熔断变压器保险丝或打开主通路断路器。此时可等一会,直到电力公司自动转换断路器完毕短路清除。如果电击感应系统工作及警报消除,工作人员可离开工地去告知电力公司,只能在得到电力公司允许后才干继续工作。如果不能拟定钻进设备带不带电,在岗位上人员不要离开,应让工作区外其她人去与电力公司联系切断电源。在高压环境下遵守这些安全操作程序能力,需要对钻工进行培训,让她们懂得自己行为对人身安全影响。对任何施工来说,准备好了才开工是最重要。
附件A:工程投标指南1施工条件1.1普通条件评价一项水平定向穿越工程时,委托方应提供下列资料:——恰当比例地形、地物图纸——气象、水文资料(河流水位、潮汐涨落、雨、温度等)——地面建筑物资料(房屋、道路、杆塔等)——已有地下管线及构筑物图纸(管道、缆线、隧道、人井等)——钻进区域地质状况——钻进区域所有地层状况1.2特殊条件对一项工程进行详细评价时,应有下列条目及资料,如获得这些资料需要产生费用,应由工程委托方承担:通道在管线穿越两端都需要使用设备,甚至是大型设备,因而应给出进、出施工现场道路详细资料(如桥梁和道路重量限制、隧道和桥梁最大高度等)。为使费用至少,提供到达穿越两端通道必要距离已有道路近来。普通,管线施工通道需办理道路使用权,所关于于通道使用允许应由业主提供,在投标文献中应当明确这些允许。工作场地与老式铺设管线办法相比,水平定向钻进只需要很小施工场地。场地大小取决于钻进长度、管线直径和所钻地层状况。水平定向钻进穿越工程需要两个分离工作场地:设备场地(钻机工作区)和管线场地(与设备场地相对钻孔出口坑工作区)。设备场地安放设备和进行施工操作需要充分工作面积。这个面积应从穿越入土点开始算起。如果设备是可分离,由于没有必要有关位置规定,设备摆放位置可由某些较小、不规则面积构成。如果地面水平、坚实及上方无障碍物,则便于施工操作。因需要大量水搅拌泥浆,因此附近有水源是必要。管线场地应提供足够长工作空间用于连接欲铺设管线。穿越工程设计时,应尽量设法将欲铺设管线做到全长度一次拉入,并尽量避免水平方向弯曲。足够长度可保证回拉铺管操作持续进行,如果回拉过程中多次连接管线会大幅度地增长施工风险。地下水位本地下水位也许对施工产生影响时,应在设计钻孔轨迹左右宽度超过50m范畴内实行地下水位调查。如果工作坑开挖需要降水,则降水工程设计、施工及其费用应在标书中明确。岩土勘察对大型水平定向钻进穿越工程,设计施工前应进行岩土勘察,勘察目是为了获取地层全面、详细资料、不同性质地层之间边界位置和特殊物理性能。普通,岩土勘察费用占工程总费用3—5%。岩土勘察可采用下列办法:锥型贯入实验:=CTP:对于快且详细地测定软土、泥沙和泥炭土等不稳定堆积层,这是有效且以便技术,在15分钟内普通可探测10m深。沿着钻孔轨迹轴线和轴线两边10m距离每隔100m应作一次CPT实验,实验测量深度应达到设计钻孔轨迹之下5m。对于惯用DutchCore贯入计,不但要测量贯入点阻力,并且还要测量与壳体周边土壤互相作用产生摩擦力。原则贯入度实验:这种办法靠落下重物使取样器进入土壤,它提供关于原位土壤致密度等有限资料。当不适合做CPT时,可采用这种办法,例如在河里或遇到岩质土层。取心钻进:使用这项技术获得原状岩心能提供全面地层资料。如果使用恰当设备,可以钻进粘性土壤和岩石。在钻进砂层或卵砾石层时,也许会由于岩心松散,发生扰乱取心层序。勘察孔数量由预定穿越长度和地层复杂性所决定。普通,沿钻孔轨迹方向每隔200m取一次岩心,如果勘察孔资料表白穿越两端地层均质,则没有必要进一步取样;如果报告显示地层异常断裂,存在岩石和大量砾石,建议增长钻孔以更好地测定地层。显示有砾石、卵石、漂石或岩石更长穿越(特别是大直径管道),应恰当加密取样钻孔,为勘测所有异常还可增长钻孔。所有钻孔都应沿穿越轨迹方向布置,如果也许,这些钻孔应至少偏离设计轨迹10m。取心深度应达到钻孔轨迹下5m。钻孔结束后应进行灌浆,这有助于防止在穿越钻进时泥浆漏失。采用地球物理勘察办法(例如地震法、地电法等)可获得地层三维持续资料,特别是采用该勘察办法对评价其他勘察办法选点是非常有用。实验室测试取出样品应进行实验室测试,以得出颗粒分布、抗压强度、石英含量(对岩层钻进)、以及绿泥石及其有关物质,所提供资料以筛分曲线和含量数据形式给出成果。2施工允许2.1委托方委托方应当免费提供下列各项:施工允许证——都市管理局和交通(涉及河运)管理局允许证环境允许证——环境影响(如躁音)允许——树或绿化带砍伐及开挖允许等特殊允许证——进出和穿过社会组织(如单位、工厂、农庄)辖区、私人土地允许证——施工场地允许证——燃料、钻井液材料存储地允许证——管线运送允许证2.2工程承包方下列允许应由工程承包商安排并承担费用:工作时间——加班工作——夜间工作——星期日工作——法定假日工作运送——设备进场和撤离——恰当变换工作场地供水——从室外水源取水用于钻井液混合物和成品管需要平衡状况减少地下水位——减少地下水位并将其排入天然或人造水体及管道钻进液——清除不需要钻进液交通变化——道路阻碍、交通车道绕道、车速限制3工程施工3.1代理人在工程开工之前,由委托方和承包商共同确认工程授权人,由她们决定工程实行。这些人在工程实行期间发挥作用。3.2钻机钻机在拉力、扭矩、泵量、泵压等方面应有足够能力。设计拉力应有足够储备以应付意外、由于地层变化增长拉力。3.3钻杆采用足够强度钻杆才干承受钻进扭矩和回拉拉力机械负荷。钻杆每年都应进行疲劳实验。3.4钻进泥浆——储存、循环和解决定向穿越过程中需要大量泥浆。最惯用钻进液是膨润土泥浆,使用中往往依照地层条件添加某些聚合物提高泥浆某些性能。泥浆材料安全数据表可从供应商那儿得到,并应向管理处/主管部门提交。干膨润土粉比重约为2.3,加量6%时,泥浆PH值在8—9之间。储存泥浆泵送到孔底,再循环到地表汇集在“返回池”中,池容量应至少5m3。依照工程性质,返回池、沉淀池和储存池大小应根据需解决泥浆泵量和储存量而定。泥浆回收泥浆从孔底循环出来,收集到储存池后,再送到泥浆净化机器进行解决,泥浆解决设备是一系列振动筛和水力漩流器。泥浆解决大量泥浆普通在工程结束时才进行解决,解决经济性依现场详细状况而定。泥浆可做如下解决:1.在另一钻进点再次使用;2.撒布到未开发土地提高水土保持;3.排放到垃圾场。如果泥浆有污染,泥浆应进行污染测试并以满足法律法规规定方式解决。减少业主成本在投标迈进行详尽设计和研究,可使业主理解如何能节约大量解决泥浆费用。拟定所有泥浆解决问题是业主感兴趣,特别是明确将允许解决泥浆场地作为工程特别条款一某些。由于很难估算解决量,因而解决费用应以“附加成本”或“单位费率”作为单独投标条款项目。非故意漏失经常发生且很难预测,因而施工前将该问题实事求是地向管理机关阐明。意外污染应对办法和非故意漏失解决,应当作为单独投标条款和施工合同。3.5测量系统用于控制钻进所需测量数据是从安装在钻头背面测量仪器得到,仪器涉及各种倾斜仪和磁方位计,仪器测得数据通过无线或有线电缆传送到控制台,据此数据控向。对仪器规定周边无磁性干扰时,因而仪器应装在无磁钻杆中。附加有线系统可以放在地面上并与钻孔轴线平行。用这种办法可以测到更精准钻头位置数据,它与距离和磁方位无关。随着测量持续进行,钻头实际位置可以对照设计轨迹图不断调节。3.6钻进水平定向穿越工程施工,普通分为三个阶段:1.钻进导向孔沿着预先设计轨迹钻进导向孔。完毕导向孔钻进可用喷射式钻头或泥浆马达及钻头。为控制钻孔方向达到设计规定,钻具上应安装控向部件,通过它不断校正和控制钻孔方向。钻进过程中,使用钻进液冲洗钻屑并保持孔壁稳定。2.扩孔导向孔完毕后,在出土点卸下钻头,把扩孔器连接到钻杆上,钻具在孔中旋转同步向着钻机方向回拖扩孔器进行扩孔。回拖扩孔时,为了保持钻杆在孔中持续长度,在扩孔器后部应加接单动接头和钻杆。依照地层条件和铺管规定,扩孔可分多级进行。3.拉管在进行钻进作业同步,在管线场地(钻机对面)对成品管、套管或管束进行焊接并测试。在接好管线前端焊接拉管头,然后通过单动接头和扩孔器与孔内钻杆连接。回拖拉管作业最佳持续进行,一次回拉全管施工风险最小。单动接头使钻杆转动而管线不回转。3.7测量和数据记录文献随着新管线不断铺设,地下管线变得更加拥挤,保存精确文献为将来铺设管线作参照越来越重要。钻进记录和计算机检测数据是这些文献基本,它们既能用于“随钻”控制,又可为将来参照建成一种信息库。定位人员和钻工都应保存钻进记录,这些记录涉及特定日期、时间、位置、地层和钻进数据,如:深度、角度、钻进速度和穿越地下管线。依照这些数据,可用手工绘出钻孔轨迹,也可用计算机软件生成CAD图。不论是使用手持式跟踪仪还是有缆式定向系统,钻进记录都必要采用原则操作程序。4工程筹划和公平补偿一种完整工程或单个钻孔,初始设计受实际工地条件,涉及地层、地形、已有地下设施和设备安装限制影响,由于孔底钻具限制和钻进条件变化,钻孔长度和最后成果可与原设计不同。这也许导致委托人和承包人对支付费用看法不一致。工程师、探测人员、委托人和承包人预先设计和评估,可最大限度地减少潜在关于工作实行和费用支付问题冲突。也许时,推荐进行完全工程评估和应对意外设计。一次总付或单位价格——许多投标书对一种多样性钻孔工程都规定一次总付,但不同工程合同必不可少地需要不同钻机,其他问题尚有如地层也许有孔间变化,从而影响钻进速度和价格。因而推荐将单位价格明确列入合同增/删条款中。地层条件——在投标之前,有委托人或工程师提供岩样或岩心,承包人可以准备出更精确和更具竞争力标书。钻杆限制和钻机安装——对钻杆限制必要给以特殊考虑,这一点在钻具和钻杆某些已作解释。钻杆使用不能超过钻杆生产商建议允许应力。钻机安装受许多环境因素影响。铺设管限制——钢管和HDPE管受组合应力因素影响,涉及拉力、钻孔轨迹、进入地下时管弯曲半径以和外部流体静压力。钢管强度不够时,也许导致变形或断裂,推荐最小弯曲半径为铺设管径1200倍。HDPE管也有碎裂或拉扁等不能使用状况,推荐最小弯曲半径为铺设管径100倍。曲率公差和容许应力知识有助于钻进成功设计和实行。地下管线和地表障碍物——影响钻孔设计和规划深度。例如:标书特别规定铺设最小深度为1.5m,但未考虑已有地下管线。多数都市地下管线,涉及:天然气、自来水和电力线,它们深度在0.6m~1.5m。为了保持规定间隔和最小深度规定,普通新管线铺设深度必要≥1.5m。0.5m~4.0m是典型排水管和雨水管线深度,这需要更长、更深钻孔。在开始工作前,应掌握所有也许受影响地下管线。设计铺管与实际铺管——实际铺管与设计铺管长度存在差别是很寻常,投标书需要指明应如何支付铺管费用,承包人因而必要调节投标实际内容。在工程结束时,双方应及时共同拟定实际铺管长度。支付条款——在合同中,支付条款应明确、详细,考虑支付选取也许影响投标价格,推荐合同条文中要强调延期付款选项和提前支付折扣。5合同问题达到合同基本是双方乐意用书面合同达到最大限度交流和最小争论。合同应当用于预知方当事人在工作中浮现问题时打算做什么。合同应可读、能理解。在任何施工项目中,应当采用双方当事人完全理解书面合同。对于工作中发生变化,合同必要提供可操作机制,使施工停止时能进行及时调节。投标书承包人向委托人报出标书,是承包人作出承诺,如果委托人接受,就成为具备法律约束力合同。当事人、价格及实行办法等条件必要详细。标书中应明确将要实行工程详细工作范畴和公司所有筹划及技术办法。已有地下管线——委托人应找到所有已有地下管线位置,如果也许,应在招标书中标记出。承包人在施工前,有义务进行核算或现场验证。损坏已标记出设施,责任应由承包人承担;损坏未标记出设施,责任应由业主/委托人承担。承包人对涉及地下坍塌或爆炸做综合责任保险很重要。地层条件——地层条件在很大限度上影响钻进速度、孔底钻具选取及其他关系到承包人价格问题,因而提供地层资料作为合同价款基本,对委托人最有利,这将保证投标可比性。然而合同也应容许有因不同或未预见地层变化导致价格变化。地层条件变化及退出规定委托人应承担恰当岩土勘察责任。尽管有足够对地层条件测试实验,但仍也许遇到未知、不寻常和/或没预料到地层条件。合同应当提供当遇到地层条件变化时解决办法。合同中关于退出规定应当授权承包人停工或结束工作,委托人无权接管承包商设备。承包人应有权得到遣散、损败北润和退出之前完毕工作补偿。如果工程完毕,应当在增长费用基本上支付报酬给承包人。承包人承担不可预见地层条件风险将影响到投标价格。文献/施工过程——由于更多铺设采用定向钻进办法进行,在同一地区施工文献对将来施工很核心,委托人和承包人为防止自己将来遇到麻烦,应规定作出基于钻孔测量数据或手持式跟踪定位系统施工过程图,施工过程图以至少5m间隔沿基准线计算出x,y,z坐标位置。通道——在施工前,委托人应从本地财产所有者处获得施工通道允许。规定承包人在投标时精确地对通道合同定价是不实际,委托人应获得通行权合同,从而与财产所有者保持长期伙伴关系,对委托人最有利是能以专业、及时方式制定通道合同。环境问题——在工程开始之前强调环境影响,由于环境受到破坏需评估清洗成本时,所有当事人都也许有责任,因此合同应强调环境问题,必要评价国家和地办法律法规,所有规章制度必要遵守。钻进液和钻屑解决很难定价,推荐以单位量为基本而不是以总数定价。水浑浊和非故意漏失由于这些事很难预测并也许导致工作中断,合同中应提供一种机制以互相提出和调解问题。普通由承包人与委托人共同承担责任。泥浆解决应遵守本地关于泥浆解决规章制度,泥浆解决应作为单独项目以附加成本或单位费率为基本在合同和投标书中提出。损失风险划分对施工中也许产生损失风险应进行评估和划分。由于投标价格直接受意外损失影响,委托人应分担风险而不是通过补偿把所有损失都转嫁给承包人。争议解决——所有合同对终结、补偿和支付问题应有公正条款。特别推荐合同应收编可供选取争议解决办法。争议应按如下顺序解决:1)协商;2)无约束力第三方当事人调解;3)有约束力仲裁;4)诉讼。合同应拟定谁是解决争议当事人,合用什么法律,以及争议在何地解决。
附件B:施工合同(示范文本)第一某些合同书发包人(甲方):__________________________________________________________________承包人(乙方):__________________________________________________________________依照《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》及其她关于法律、行政法规,遵循平等、自愿、公平和诚实信用原则,双方就本工程施工协商一致,订立本合同。一、工程概况工程名称:___________________________________________________________________工程地点:___________________________________________________________________工程内容:___________________________________________________________________二、工程承包范畴承包范畴:___________________________________________________________________三、合同工期:开工日期:___________________________________________________________________竣工日期:________________________
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