水平定向钻进管线铺设工程技术规范

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN水平定向钻进管线铺设工程技术规范PAGE水平定向钻进管线铺设工程技术规范（试行）中国非开挖技术协会2001中国非开挖技术协会“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………………….53参考文献……….58前言近年来我国使用非开挖水平定向钻进技术铺设各类管线取得了巨大的进展，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的应用。为此，中国非开挖技术协会于2001年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有丰富实践经验的工程技术人员组成。历经一年多的时间，在收集国内外相关技术资料的的基础上，起草、编辑、出版了这本水平定向钻进技术规范。规范的出版使水平定向钻进工作有了行规、有了标准。它使我国今后的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、减少各类事故的发生起到积极作用。该版本规范为试用版，希望设计和施工人员在参考和使用本规范时，如发现有欠妥之处，请将意见函寄中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，未经允许不得翻印。编者2002年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：中国地质科学院探矿工艺研究所李山朱文鉴）城市工程管线综合规划规范中华人民共和国国家标准GB50289-98城市地下管线探测技术规程中华人民共和国行业标准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件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），2000，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企业标准1．总则1.1.0.21.0.3

2．术语2.0.1非开挖技术（TrenchlessTechnology）以最小的地表开挖量进行各种地下管线探查、铺设、更换和修复的施工技术。2.0.2水平定向钻进（HorizontalDirectionalDrilling—HDD）利用水平定向钻机以可控钻进轨迹的方式，在不同地层和深度进行钻进并通过定位仪导向抵达设计位置而铺设地下管线施工的施工方法。施工时，首先用导向钻具钻进小口径的导向孔；然后用回扩钻头将钻孔扩大至所需的口径；最后将生产管拉入孔内。（注：包括导向钻进）。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的工作坑。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的泥浆而开挖的工作坑，有称目标工作坑（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）管线的非开挖施工。2.0.6钻进液/泥浆（DrillingFluid/Mud）通常指水和澎润土或聚合物的混合物。2.0.7导向孔（PilotHole）水平定向钻进施工时,首先利用导向仪测控钻孔方向钻进的小口径钻孔。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的倾角。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的前端往回拉进行扩孔的施工工序。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、接在钻杆柱前端的切削头。2.0.11回拉（Pull-back）水平定向钻进施工时，经扩大的钻孔将钻杆柱从出口坑向回拉到发射坑，同时铺设生产管的施工工序。2.0.12生产管（ProductPipe）为不同目的而铺设的各种永久性地下管线。2.0.13定位仪（Locator/WalkoverSystem）一种用于确定从发射探头发射出来的电磁波信号位置和强度的电子仪器，也可用于探测地下管线的位置。2.0.14随钻测量（MeasurementWhileDrilling—MWD）在钻进的同时连续不断地检测有关钻孔信息的测量技术。

3．技术概述发展与应用始于二十世纪七十年代的水平定向钻进穿越技术，综合了传统的道路钻孔、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的施工方法。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、建筑物拥挤的地方、管线通道和运河等的石油、天然气、自来水、污水及其它流体的管线铺设和电力与电讯电缆的导管铺设等。优越性在非开挖技术行业中，水平定向钻进是主要的增长领域之一。目前，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认可的铺管施工技术，由于水平定向钻进施工精度的提高，也可用于污水管和其它重力管线的铺设。水平定向钻进穿越与其它施工方法相比，对环境的影响最小，能提供障碍物下管线覆盖的深度大，对管线的保护作用大，维修费用小，许多情况下费用更低。水平定向钻进穿越还有一个可预测的短期施工计划。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，水平定向钻进最长的穿越距离为2308米（铺设管径273毫米，中国）。水平定向钻进用于均质土层的穿越能够取得满意效果，在杂填土、砂卵砾石层、冰渍层和硬岩层中的穿越也越来越多。技术工艺水平定向钻进穿越铺设施工普遍采用：首先钻进导向孔，然后扩孔，最后回拉铺管的施工技术工艺（图）。3.常用的孔内控制钻进方向的机构主要有两类：一类是钻头底唇面采用非平衡结构设计，如常钻头唇面是一个斜面，当钻头连续回转时钻进直孔，保持钻头不回转加压时，则钻孔钻进偏斜。这类方法因需要在不回转的条件下破碎岩层，所以在软质的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的钻进方向。这类方法导向钻进钻杆是不回转的，钻头破碎岩石的扭矩，来自于钻头后部的孔底动力机，如螺杆马达或涡轮马达。这类方法通常用于钻进岩石等硬地层。3.Ｄ’＝K1Ｄ式中：Ｄ’——适合成品管铺设的钻孔直径Ｄ——成品管外径K1——经验系数，一般K1=～，当地层均质完整时，K1取小值，当地层复杂时，K1取大值。3.图水平定向钻进铺设管线施工工艺过程施工设备3.地表始钻式钻机具有行走机构，方便迁移。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。如果要求在地下相同深度连接其它管线，可能会浪费几米新管。地表始钻式钻机有几种桩定方式锚固钻机，性能完善的钻机桩定系统是液压驱动的。一些地表始钻式钻机是整装式的，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，有的还配置有钻杆自动装卸系统，定长的钻杆装在一个“传送盘”上，随钻进或回扩的过程自动地从钻杆柱上加、减钻杆；有的搅拌池和泵等设备是分离配置的。坑内始钻式钻机一般体积较小，施工时在钻孔的两端都需要挖坑，可在操作空间受限的地方使用。坑内始钻钻机固定在发射坑中，利用坑的前、后壁承受回拉力和给进力。一些设计紧凑的钻机的起始坑，比接钻杆所需的坑稍大一点即可。钻杆单根长度受坑的尺寸限制，这对铺设速度和钻杆成本造成影响。3.3.导向系统有几种类型，最常用是“手持式跟踪（walk-over）”系统，它以一个装在钻头后部空腔内的探测器或探头为基础。探头发出的无线电信号由地面接收器接收，除了得到地下钻头的位置和深度外，传输的信号还包括钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度等等。这些信息通常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，从而据此做出必要的轨迹调整。手持式跟踪系统的主要限制是：必须要直接到达位于钻头上部的地面，这一不足可采用有缆式导向系统或装有电子罗盘的探头来克服。有缆式导向系统用通过钻杆柱的电缆从发射器向控制台传送信号。虽然缆线增加了复杂性，但由于不依靠无线电传送信号，对钻孔的导向可以跨越任何地形，且可用于受电磁干扰的地方。为使电子元件免受严重动载，一种基于磁性计的导向系统用于有冲击作用的干式水平定向钻进系统上。系统的永久磁铁装在冲击锤体上，当其旋转时即产生磁场，磁场的强度及变化由地表磁力计探测，数据交由计算机处理，计算出钻头的位置，深度及面向角。3.拉头——拉管的拉头类型很多，包括压力密封式拉头和专用于水平定向钻进的改进型拉头。水平定向钻进拉头的一个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的基本构件，应设计成防止泥浆和碎屑进入密封式轴承。单动接头的承载能力从低于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的销钉，可根据成品管的允许拉伸载荷断开接头。这种断开式接头不仅可以减少因疏忽造成损失的风险，而且可防止操作者试图追求高效率采用超过允许载荷回拉力。其它重要的附助设备包括：聚乙烯管焊接机、管道支护滚筒和电缆牵引器。在一些特殊条件下，还可采用管道顶推装置辅助拉管。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、调整钻进方向、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。常用的钻进液/泥浆是膨润土和水的混合物。导向孔施工完成后，泥浆可稳定孔壁，便于回扩。钻进岩石或其它硬地层时，可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。一些钻机采用空气作为钻进液，又称为“干式钻进工艺”。其操作简单，废弃物少，不需要太多的现场设备，但受铺管尺寸和地层条件的限制。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一样，干钻的钻头也有一个斜面，当在某个方位停止回转冲击钻进时，可控制钻孔轨迹。铺设小直径的管道、导管或电缆线，可使用镶有碳化钨合金齿的锥形扩孔器，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。此时回扩孔起主要作用的是气动锤扩孔器的冲击作用，而不是钻机的回拉力，而且回扩过程中可不回转。

4施工技术工程设计4.1一项有效的施工设计应有下列条目：准备——过去施工情况的调查——设计计算——进一步确认设计、图纸及计算——施工地层情况调查——施工测量——办理施工许可证工程实施——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——压力试验——减阻试验（如果需要）——连接拉管头——焊缝测试——处理钻杆的过度弯曲——实施钻进——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（根据需要）——拉管——去掉拉管头——实施焊缝测试——实施减阻——施工配合——清理施工现场——撤走钻机和人员或迁移到下一个工地4.14.1.24.1.覆盖深度完成岩土勘察，确定了穿越的轨迹，就可确定穿越的覆盖深度，需要考虑的因素包括钻孔施工对地面道路、建筑物或河流的影响，以及对该位置已有的管线的影响。推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终扩孔直径的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°的入、出土角适用于大多数的穿越工程。对地面始钻式，入土角和出土角应分别在6°至20°之间（取决于欲铺设管的直径等）。对坑内始钻式，入土角和出土角一般应采用0°或近似水平。进行大曲率的弯曲以前最好钻进一段直线段。曲率半径的确定由欲铺设管的弯曲特性确定，管径越大曲率半径越大。铺设钢管的最小允许弯曲半径可用下列公式计算。但是，为了利于铺管，最小弯曲半径应尽可能大。Rmin=206·D·S/K2(m)Rmin—最小弯曲半径(m)206—常数(Nm/mm2)D管子的外径(mm)S—安全系数，S=1～2K2—管子的屈服极限(N/mm2)辅助参数入土点或出土点与欲穿越的第一个障碍物之间的距离（例如道路、沟渠等）应至少大于3根钻杆的长度。与水体的最小距离应至少为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的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆柱的长度应至少为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)和深度等参数的电子装置。钻孔轨迹精度很大程度上取决于孔内测量的精度。当有干扰时，如：无线电发射台、大型钢结构(桥梁、桩及其它管线等)和电力运输线，会影响测量结果。合理的钻孔轨迹精度应是：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础上作出钻孔轨迹图。4.1.管线壁厚—D/T经验公式下表给出了根据钢管直径选择壁厚的推荐值，这些推荐值仅供设计时参考。在最后的设计中，应根据计算应力进行选择。直径(D)mm壁厚(T)mm≤152152-305305-762≥762D/t＜50对高密度聚乙烯管（HDPE管），推荐D/t值小于或等于11，并且咨询制造厂家。另外，选择管线壁厚应考虑铺管长度。铺管长度越长，管壁应越厚。4.1——开始拉管时的管线应力（摩擦力、重力）——全部拉入时的管线应力（摩擦力、浮力、弯曲）——由于过度弯曲造成的管线应力（出土角度）——拉入过程中的管线应力（内部压力、温度、弯曲、过度弯曲）——钻机的锚固力（水平和垂直）——钻进设备的尺寸（土壤、管线尺寸、钻孔剖面）在最后的校核设计计算中，必须计算管道在施工和使用时的应力大小，校核是否在材料强度允许的范围内。计算中，每一阶段的应力都必须从单独受力和联合受力分别考虑。如：拉管时，滚柱间跨距造成的应力、作静压试验产生的应力、铺设时的拉力、管入孔时弯曲和钻孔轨迹弯曲产生的应力、钻孔内的附加力和工作应力。1．铺管前a．计算静压试验产生的环向和轴向应力；b．根据滚柱间的距离，可计算出管线的最大上拱和下垂，并计算出管线的最大张应力。注：在静压试验期间管线是注满水的，因此计算中必须计入水的重量。2．铺设中a．在中计算张应力的方法可用于铺设阶段；b．为了计算出应力，必须先计算理论拉力。考虑管线的安全性和拉管时钻孔弯曲的影响，推荐孔内摩擦系数为。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，允许有10%的实际偏差，即按设计曲率半径的90%计算。d．必须考虑孔内液体静压力产生的附加应力。考虑到液体静压力的轴向和周向力的影响，推荐安全系数取值。3．铺设后a．轴向弯曲应力的计算见2c；b．附加外力的计算见；c．计算最后的静压试验产生的环向和轴向应力。4．使用中a．钻孔曲率的影响见；b．附加外力的计算见；c．用于计算的管线在使用中的最大工作压力而产生的轴向和周向应力。许用应力计算出施工各个阶段的单独受力和联合受力后，必须与许用应力比较，进行强度校核。一般，许用应力按以下计算：轴向最大许用应力：最小屈服强度的80%；周向最大许用应力：最小屈服强度的72%；组合应力下的许用应力：最小屈服强度的90%。当权威机构可能在以上内容之外提出其他限制条件时，业主应认可并允许修改设计。4.1剖面图剖面图至少应包含下列信息：——工地的纵向剖面图——入土角——出土角——钻孔的水平长度——钻孔的实际长度——钻孔剖面的绝对高度（或相对）——覆盖层——最小（垂直）弯曲度——钻孔轨迹区域内的建筑物或其它管线——障碍物——欲铺设管线的信息平面图平面图至少应包括下列信息：——从委托方提供的施工区地形图了解到场地的特殊情况——钻孔轴线——入土点和出土点的坐标——指北的箭头——钻孔附近的建筑物和其它管线——障碍物——钻孔轴线与障碍物之间的最短距离——最小（水平）弯曲度——规划的设备场地和管线场地现场平面图现场平面图至少应包含下列信息：——各种设备的位置（钻机、工作站、泵等）——钻机的固定方法——钻井液配制设备的安放位置——进出场道路运输线路图确定的运输线路图至少应包括下列信息：——运输设备的数量、各自的承载能力——运输设备的位置——运输设备在平面图中的摆放位置——运输设备的细节管束图一束管子的示意图至少应包括下列信息：——一束管线的横截面图——单根管线的直径——捆成一束的方法设备仪器4.水平定向钻机无论大小，操作与用途都是相似的。一般，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的钻机来说，回转扭矩和回拖力是其主要参数，它们是根据工程大小及要求选择钻机的重要依据。由于水平定向穿越往往钻进弯曲的钻孔，所以与其它钻机相比，对钻机的转速要求不高。地表始钻式钻机有一个倾斜的给进导轨；坑内始钻式钻机一般采用水平的给进导轨。给进导轨长度决定钻杆单根的长度，也直接影响钻进过程的平稳性和纯钻效率。当施工条件已知，钻孔设计确定时，定向钻机的选型主要考虑以下因素：钻孔设计终孔口径、弯曲曲率半径、铺管长度等，根据它们的大小通过回转扭矩和回拖力来选择确定钻机。考虑钻孔复杂情况到，所选的钻机能力至少应大于计算所需的30%以上。现场地形、交通条件、管线埋深等，评价这些因素后，选择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，选择采用电驱动还是采用燃油驱动钻机。地层情况和现场水源供应条件，选择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关键的设备，正确地选择和使用这些仪器，对施工的成败和效率，具有决定性的意义。最常用的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，两种系统的定位和导向性能都能满足常规水平定向钻进穿越工程的需要。在钻进导向孔时，钻进工作人员才用导向仪确定钻具位置，利用导向仪获取的数据，与预先批准的基准线和轨迹进行比较，调整钻进轨迹。常用的仪器有以下几种。4.2手持式跟踪仪这种仪器在水平定向钻进中使用最广，它由一个装在钻头后面的电子信号探头(发射器)和一个手持式跟踪接收器组成。探头（发射器）一般安装在钻头后面的钻具内，用于测量孔底钻具位置的信息，并将信息的电磁信号发射给跟踪接受器，探头发射的信号到地表后，由导向人员手持的接收器接受，跟踪接收器显示信号强度，信号越强，接收器越靠近发射器。导向人员通过分析接收器提供的数据来监测钻孔轨迹。许多钻机装配有一个远程接收器，通过它钻机操作者能够分析和记录定位数据。一般，在确定的技术参数范围内，使用手持式跟踪仪是最经济的。大多数的探头（发射器）具有方位传感器，它们是倾角、转角以及在某些情况下的左/右偏转计。传感器测得的数据，显示在接收器上，并用于控制方向。接收器也能确定从接收器到发射器的深度。操作人员遵守制造商推荐的标准化程序，有助于提高深度测量的准确性。手持式跟踪仪的优点包括：费用——除购置费用外，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，但一般不会发生。操作有效——接受过训练的定位人员能有效地操作手持式跟踪仪，为了确保高精度，读数和解释信号的知识必须与强烈的责任感相结合。钻孔的全面测量可提高手持式跟踪仪的定位精度。生产率——与其它方法相比，其数据解释及时，有利于提高生产率。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。手持式跟踪仪的缺点包括：地形——在有障碍物的地方，如繁忙的快车道交叉口或穿过河流。干扰——以下情况往往会干扰信号读数的精确度：仪器上方电力线的磁干扰、地下通讯信号的磁干扰、埋在地下的废弃物或地层中的障碍物干扰、无线电发射基站的电波干扰等等。深度——手持式跟踪仪受钻孔穿越深度和其它与孔有关的因素的限制，如:手持式跟踪仪器一般用于深度不超过21m的钻孔。连续工作时间——定位系统发射器的电池寿命，是选择能否完成一个钻孔所需时间的重要指标。远程跟踪能力——道路和小河的穿越通常可用地表定位系统进行。然而，远程跟踪能力通常限于约10m的距离。抗冲击磁性定位与导向系统这种仪器是近年来最新开发的用于干式水平定向钻进的定位与导向系统。在潜孔锤冲击破碎钻进中，为使电子元件不受大动载的影响，一种基于磁性计的导向系统用于有冲击作用的干式水平定向钻进系统上。系统的永久磁铁装在冲击锤体上，当其旋转时产生磁场，磁场的强度及变化由地表磁力计探测，探测数据交由计算机处理，从而得出钻头的位置、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出口一些地表定位系统带有钻孔轨迹设计和绘图系统，它们以特定的间隔，记录孔内钻具的深度，可做出导向孔的测量或施工过程图。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的磁性探头或位于普通钻具内的陀螺仪相连的，连续的缆线穿过钻杆内部，再与地面的计算机相连。有缆式定向系统的优点包括：深度——由于电源和信号由缆线传输，因此对导向钻孔的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。探头产生的信息传送到地表计算机，可用于评价施工轨迹。记录处理——计算机处理测到数据，得出精确的“随钻”施工数据。有效性——在费时的坚硬岩石钻进中，不用为更换电池而频繁地起下钻具。有缆式定向系统的缺点包括：费用——在低价的地下管线铺设施工市场，设备购置费或人员设备的租金高，然而该缺点经常被高成功率和复杂孔的准确度所消除。数据的解释——仪器的操作需要经过培训的专家，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。缆线的连接——连接缆线需要时间，一节一节的缆线连成电缆，可能造成读数不准，并且增加了非生产性的辅助时间。常用的有缆式定位与导向系统有以下两种：磁性定向仪磁性定向仪是用于长、深孔穿越的行业标准仪器。使用磁性定向仪，钻进操作人员可在钻进的任何时候计算钻孔位置，进行钻孔纠偏，因此能使钻孔轨迹与设计穿越轨迹一致。磁性定向仪用坚固的三轴磁力计测定钻具位置与当地地磁场的关系，它是一个电子罗盘，用一个三轴加速度计测定钻具位置与地轴的关系，它是一个电子水平仪。由数字传送仪输出数据，给出钻具的状态信息，状态信息包括：导向钻具的倾角、方位角和工具面向角。连续取得的每一组测量数据都用于计算钻孔的实际位置与设计轨迹的偏差。计算每一测点增加的位置偏差，能绘出实际的钻孔轨迹。这类仪器的精度为：倾角度数+/-，方位角度数+/-。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的电缆组成。测量电缆的位置，给其选择性地施加电压，产生已知强度和位置的局部磁场。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的定位精度。陀螺仪陀螺仪测量系统用得不多。陀螺仪可保持固定的方向，且不受磁干扰的影响。然而，陀螺仪的大小受钻杆内径尺寸限制。小尺寸的陀螺仪精度低，且漂移增加，还要求专业人员操作。4.2选择应用上述仪器，应以现场技术要求和费用考虑为基础。一般，地表定位系统最便宜，但仅能用于距离较小的穿越。磁性定向仪用于较大的管线铺设工程，这些工程为避开已有地下管线钻进较深，且磁干扰小，能识别和量化。工程选择的磁性定向仪和备用仪器，应有最近期的工厂标准校验，以确保其误差在生产商的额定范围之内。在现场对转角的标准误差检查，应在工程施工前进行。转角的标准误差检查也可在探头安装进钻具后，与确定的方向对照进行检查。磁性定向仪应置于沿钻孔基准线的地面上——即相同磁干扰区——使仪器在一个圆周内以不变的方向转动时，记录下数据。转动检查至少应检查8个点。按钻进时的倾角状态检查，4个点足够。应沿钻孔轨迹的不同位置，选择地按钻进时的倾角状态检查磁场变化，确定仪器经过该处的方位。如果可能，倾角状态检查应使用装在无磁钻具内的磁性定向仪。检查时得到的所有数据都应记录，供与钻进施工期间比较。在开始钻进导向孔时，使用Tru-Tracker的位置，应验证方位角并按需要调节。必须记录Tru-Tracker测量的资料和方位角的变化。因为磁干扰、错误的方位定位、仪器失灵或操作员的失误，可产生错误的导向。然而偏斜的孔可用于建立正确的钻孔方位定位。将实际的钻孔位置和方向与计算的数据作比较，可用于进行重新钻进的设计。重新钻进时，钻杆退回到技术要求确定的点，然后重新钻进那段导向孔。测量数据代表导向孔的位置，随后的扩孔操作可能改变钻孔的位置。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。为了减少合格的导向孔偏离或“跑离”，实践证明：扩孔中使用套洗钻管是一种很好的施工方法。4.除钻机和定位与导向仪器外，还需要其他一些的辅助设备。如：使用钻进液或泥浆的钻进，需要泥浆泵、搅拌机、泥浆净化器等设备；使用“干钻岩石系统”的钻进，需要较高风压和较大风量的空气压缩机。钻孔进、出口工作坑和泥浆循环坑的开挖，可能需要使用挖掘机。现场搬运大直径管道或其他重物，可能需要吊车。钢质管道的连接和拉头的焊接，需要电焊机；聚乙烯管道（PE管）的连接需要熔融焊机，等等。工作人员水平定向钻进需要的工作人员数量，取决于穿越工程和使用设备的大小。一般，中型钻机的施工班组应由5—7人组成。标准的工作岗位及其职责是：定位及导向岗位——1人。主要职责：勘察工地，确定适当的钻机布置、入射角度和高程，确定孔径及分级扩孔方案，操作定位及导向仪器，发出调整钻孔轨迹的指令，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的专业技术人员担任。钻机机长（或班长）——1人。主要职责：准备和调节钻具，操纵钻机，与导向人员交流钻进情况，设定机组的进度计划和工作状态，管理机组人员。这一岗位应由具有专业技师资格的人员担任。钻进泥浆人员或泥浆工——1人。主要职责：掌握整个钻进液的搅拌、净化和循环系统，监视需要的水量，保持良好的水质、调节PH值，按特殊的施工要求调整合适的钻进液成分，使粘度、固相含量、比重等技术指标达到要求。机械工、电工——1～2人。主要职责：监视与维护机械及电气设备的正常运转，出现故障时进行维修，帮助钻进中的所有其它操作。杂工——1～2人。主要职责：帮助进行所有的钻进操作，包括操作钻杆、监测泥浆池、搅拌泥浆、供应水、操作重型设备以及缆线的连接。钻进机组的目的是安全地达到最高生产率。钻具与钻杆钻具与钻杆是由钻机的大小和类型、以及设计孔的环境和地层决定的。4.软土层/手持式跟踪——BHA由可改变角度和方向的喷射或铲形钻头、探头室和钻杆组成。中—硬土层/手持式跟踪——BHA由铣齿牙轮钻头、改变角度和方向控制的弯接头、探头室和钻杆组成。硬土或岩石层/手持式跟踪——BHA由镶齿牙轮钻头、预先安置好弯头的泥浆马达、探头室和钻杆组成。（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、装有探头的定向接头、泥浆马达、无磁钻铤和钻杆组成。除钻头外，整个BHA由无磁性钢材组成。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、无磁钻铤和钻杆组成。（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，需要最大的钻杆内径或水眼，以提供合适的钻进液流量，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、单动接头及其它接头的内径(水眼)是保证足够流量的重要因素。施工场地及布置4.水平定向钻进穿越工程需要两个分离的工作场地：设备场地（钻机的工作区）和管线场地（与设备场地相对的钻孔出土点工作区）。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、施工操作需要充足的工作面积。一般应保证钻进设备周围具有至少大于钻杆单根长度的操作空间，设备上方应无障碍以保证吊放和防止落物。如果设备是可分离的，摆放设备位置可由一些较小的、不规则的面积组成。管线场地（图4.5.1.b）应提供足够长的工作空间便于欲铺设管子的连接。穿越工程的设计，应尽量设法将欲铺设的管线做到全长度一次性拉入，并尽可能避免水平方向的弯曲。多次回拉连接管线会增加施工风险。在城市市区施工时，由于受街道围墙的限制或必须在拥挤的小胡同、人行道、风景区或特殊的公共通道的地方工作，设备须线性排列，占据空间不超过单行道宽度。施工场地还应考虑可能干扰钻架或起重机操作的空中设施，以及可能影响设计轨迹线和钻机布置的地下设施。交通高峰期对工作时间的限制也影响施工场地的充分利用。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的破坏最小，但必须告知财产所有者或管理机关，这些坑是定向穿越施工的必要组成部分。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.现场办公室13.入口坑14.钻屑处理池图4.5.1a设备场地1.钻屑处理池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的，进、出口工作坑可有以下功用：兼作地层情况和地下管线及构筑物的探坑；用作泥浆循环池的组成部分；作为连接与拆卸钻具、钻杆、管线的工作坑；坑内始钻式钻机的设备安放位置。进、出口工作坑的大小，取决于其功能和深度，一般至少应为1×1m，当深度较深时，还必须考虑挖掘工作中稳定坑壁，形成坡度，坑口尺寸更大。在考虑坑的功用时，如欲用于接管工作的出口坑，需考虑焊接工作的操作空间；如果欲铺设的管线直径大，则出口坑必须延长成适合管道平直回拖的长槽；等等。坑内始钻式钻机的工作坑，因需要利用坑的前、后壁承受钻进中的给进力和回拉力，则必须对坑壁进行加强和支护。4.泥浆循环池一般由返回池、沉淀池、供浆池三个以上的池组成。池之间由沟槽连接，其间还可有泥浆净化设备或装置。泥浆循环池的大小根据泥浆返回量的多少确定，一般至少应为1×1×1m，为保证泥浆自由沉淀的效果，沉淀池可大一些或多1～2个。钻进液钻进液通常是钻进泥浆。钻进泥浆有许多功能，最基本的是维持钻孔的稳定性。另外，泥浆还有携带钻屑、冷却钻头、喷射钻进等功能。钻进液的成分根据底层条件、使用要求作调整。管道与孔壁环状空间里的钻进液还有悬浮和润滑作用，有利于管道的回拖。钻进泥浆经泥浆泵泵入钻杆，从钻头喷射出来，在经钻杆与孔壁的环状间隙还回地面。钻进液是一种由清水+优质粘土（膨润土）+处理剂(若需要)或清水+少量的聚合物+处理剂(若需要)的混合物。膨润土是常用的泥浆材料，它是一种无害的泥浆材料。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的。当孔内情况有所改变时，可以按需要调整这些参数。钻进液应在专用的搅拌池中配制。从钻孔中返回的泥浆需经泥浆沉淀池或泥浆净化设备处理后，再送回供浆池，或与新泥浆混合后再使用。常用的泥浆净化方法是分级滤出不同粒径的土屑，如：从孔口返回的泥浆依次通过振动筛、除砂器、沉淀池处理。钻屑增加钻进液的固相含量，固相含量必须始终控制在30%以下，这样才能保证堵塞钻孔。作为环保施工技术，对非开挖水平定向钻进的钻进液进行适当处理可避免在地表不能存放钻进液的问题。使用后的膨润土泥浆（不含有害处理剂）最常用的处理方法是散布在田野里，用后的膨润土泥浆散布在田地、牧场或管线周围，对工程承包商和土地主人都是有利的。预先设计好泥浆处理技术可降低实际处理成本。管线制作4.7.根据适用的规则和规范制作、装配管线。4.7.拉管前需用焊缝检测仪对管线进行连续检测，发现问题及时进行修理。4.7.控制最小允许弯曲半径和最大允许拉伸间距范围，可保证管线受力始终低于规定的最小屈服强度。4.7.对于大直径管线，为了控制拉力在所用钻机的允许范围之内，需进行减阻。减阻还有减少对涂覆层的磨损作用。4.7.回拖期间，钻机操作者必须监测和记录相关数据，如拉力、扭矩、拉管速度和钻井液流量等。应注意不超过管线的最大允许拉力。4.7.保护层有抗腐蚀和抗磨蚀的作用。定向穿越往往会遇到不同的地层情况，管道回拉时经常受磨蚀，所以需要在管线外层涂保护层。涂层与管线应有很好的粘结力以抵抗地层的破坏，并且表面应光滑结实减少摩擦力。在管线施工中，推荐的保护层应与现场的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，这是防磨蚀管道的一个关键野外工序。为防止回托时接头保护层脱落，不应使用缠绕式保护层。保护层的修复回拖施工可能造成小面积的保护层损坏，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的修复。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。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的最重要阶段，它决定铺设的管线的最终位置。钻杆按设计的进入点以预先确定的84.不同地层应采用不同的扩孔器。刮刀扩孔器用于软土层；筒形扩孔器用于混合土；镶嵌硬质合金块的牙轮扩孔器用于岩石层。扩孔器的类型和地层条件直接影响扩孔速度。采用与地层相匹配的扩孔器和适当的钻进液流量是扩孔施工的关键，可节约资金和时间。4.清理现场拉管和其后的测试试验（静水压测试、定径清管器、密封测试）等工作完成后，应清理管线现场和设备现场。这项工作包括排除入口坑和出口坑中的钻进液，并回填这些工作坑。文件资料4.10.1值班记录和现场报告必须符合实施所在行业的语言习惯，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，也包括对管道减阻或回填废弃钻孔的情况。每日进度报告应包括下列内容：——地点——日期——工程名称——实施者——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包括：——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留，以保持更详细的记录。4.10.2委托方需要的所有原始资料和记录应在全部工作结束后4周内提供，应提交一份原件和一份复印件。原始资料应至少包含下列内容：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）——开工前的场地情况——重大活动——清理后的场地情况实践证明：提交记录和资料时，由委托方和承包商对工程正反两方面的经验进行一次总结讨论是非常有益的，它有助于改善并提高施工质量。

5．探测技术操作程序5.1.1穿越工程的设计是非常关键的。工程初始调查应有一份综合的地面建筑物及地下管线汇编图，用于正确设计钻进的基准线。对已有地下管线初勘精度是以后铺设精度的基础。在极个别情况下，资料不充分的铺设施工可能造成对财产的损坏和对生命的伤害。地下管线工程（SUE）技术的应用推广，提供了更好的绘制地下管线图方法。对工地条件的掌握程度，表明了确定地下管线准确位置的努力和花费。设计者依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的设计。5.15.1在开挖揭露地下管线之前，使用管线探测仪是了解地下管线的很好方法。管线探测仪一般利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，则不能确定管线位置。非金属体（如塑料或PVC管）不能导电，应采用其他定位方法探测非金属管线。信号发射器发出的信号可在管线中激发电流，产生可识别的信号。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，当与附近其它线路形成电偶，可能造成定位错误。低频信号比高频信号辐射的更远。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”的可能性越大。设置高功率影响识别单条管线的能力。被动的信号是管线工作时的“自然”电磁信号。电力和有线电视同轴电缆都能产生可探测的信号。在埋有高压电力线附近工作是非常危险的。没有电流时，电力线不能产生可探测信号。因此，采用被动信号探测的结果是不可靠的，只能作为参考。5.1GPR通过向地下发射无线电波，用接收器记录反射信号来探测地下的物体。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，但却不能区分管线性质。使用GPR时，应对地层、地下水和地面条件进行校验，使解释结果与工程条件相适应。由于工地条件影响GPR的频率，所以在探测的设计阶段应分析这些影响，空中分布线路和地层是关键因素。5.1地震法探测与GPR相似，它用压力波代替电磁波，它通常应用于不太拥挤的地方，它能提供更深的探测数据。5.1在设计初期，设计者采用电子跟踪技术查找地下管线，确定出地下管线在地表的位置。在关键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）确定地下管线的准确位置与深度。电子地下探测有不确定性，随当地的干扰和现场条件变化而变化。尽管可将许多不同的电子定位技术一起使用，提高电子定位的准确性，但是用非破坏性的气/液压真空挖掘方法揭露地下管线是更好的方法。采用传统的大地测量能准确定位管线位置。车载空气或液压真空挖掘系统，利用高压空气或水松动并破碎管线周围的土，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的方法已被管线业主广泛接受。真空挖掘通常限制在5m深度，深5m以下的管线，更强调采用电子探测。对于非常深的铺设工程，设计者必须依赖于从前铺设的准确资料和施工前探测的全部资料。使用点探仪挖掘，应按要求给管线做标记，在设计图中准确描述所有管线，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的资料应合并到设计书中。5.1尽管有许多电子的、机械的探测技术方法，在实际施工中，同时采用人工探测，也是一种非常有效的并广为施工单位所接受的技术方法。人工探测是通过寻找和跟踪地下管线的标志物，如各种天然气、自来水、下水道、电力、电讯等的地表井盖，进入井中测量管线的走向和深度。由于这种方法直观、准确，在国内得到广泛应用。人工探测方法简单，经济实用，效果可靠。但是，施工者必须认识到：不能将这种方法作为唯一的探测手段，因为有些管线或管线的某一管段，没有设置地面井，或地面井设置很少，人工探测可能漏掉一些地下管线，为施工埋下事故隐患。铺设结束后的检测在地下管线集聚的地方施工，推荐进行施工后的检测。这种检测必须由在此工地工作的工程师指导进行，确保新的管线铺设没有影响原有的地下管线。计算的与实际的出口点存在误差是经常的。在不能使用导向系统确定钻进位置的地方有长孔段钻进时，这种情况经常发生。铺设后的检测方法有：陀螺仪随仪器直径的增大，陀螺仪的精度越高。铺设后检测的最好方法是将陀螺仪拉过铺设管进行测量。为了得到更有好的检测结果，陀螺仪应位于管道的中心，并应进行多次测量，确保测量结果的可重复性和可靠性。测压计有时知道铺设管道的深度即可，排水管的铺设就是如此。测压计是一种能准确测量管道内静液压的仪器，测量时，使测压计位于管道中央，并反复测量几次确保结果的可重复性。其它如施工前对地下管线定位测量一样，也可使用管线定位仪、GPR或地震方法进行施工后的管线测量，但对较深管线的铺设效果不太。施工资料工程结束时，应汇编施工图并交业主保存，为将来提供参考。钻孔轨迹图纸应以施工中得到的原始数据为基础，并加上对设计的改动情况。同时，应提供管道铺设后取得的测量数据。在施工记录中应记载施工设计者的假设。例如，可能存在原始数据不具有代表性的情况，可能孔内仪器与地面仪器取得的资料存在差异，这迫使施工设计者作一定的假设。如果导向孔测量数据与铺设后的测量数据有相同的误差，则应对误差进行调整。另外，用不同的几何方法计算管线的位置，也可能有偏差。施工资料不仅包括地层勘测资料和绘制的新铺设管线的座标平面图，还应包括以下数据：仪器资料：工程中实际使用的仪器设备应建档。这些资料包括仪器的生产商、系列号和仪器最新的工厂校准记录。现场操作记录：仪器操作人员的报告应包括钻前详细的现场校准情况，测量仪器测得的原始数据记录。最后，施工期间的任何突变也应记录并提交。施工报告的制作：编写者应提供一个简要报告，指出如何解释原始数据和使用哪些数据（探测仪器、铺设后的检测数据）。与最初的施工探测相比，注出所有变化。报告内容还应包括所用的计算方法的陈述和解释。施工报告还应包括用大地测量数据表示的新铺设管线位置的图纸。这些图纸应能确定新管线的地理位置，以后也能测量到。测量数据应尽量达到或超过国家有关施工控制测量或其它相当的测量标准的要求。如能采用国家大地坐标系统进行测量更好，采用其它的地面测量方法也是可以接受的，如：线路道钉、地面标志、金属砧标——在施工报告中注明，便于他人勘测时引用。所有这些信息都应可用于今后证实新铺管线的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。是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。全部或部分使用本规程的使用者、或者对它作出变动的使用者，都应寻求咨询以确保他们的安全标准是合适的、合理的。中国非开挖技术协会水平定向钻进技术专业委员会对由此造成的任何损失或损害，包括全部、部分或变动使用本规程产生的诉讼，不承担任何责任。工地检查与简介在开始工作前和施工期间，应对所有参加施工的工地工作人员作简单的安全介绍，简介应包括：识别带电体和控制电路；当地应急设施的位置与通道；地下设施和高空设施的位置与类型；工地安全：警示标志，屏障，指挥人员的标牌，要求的个人保护装备及急救程序。工地操作现场每个人必须有很好的联系，钻机操作人员、定位人员和管道一侧的人员应用双通道无线设备进行联系，共同完成钻进操作。在无线设备发生故障或不能使用之前，手势信号应一致。当穿越或靠近危险设施时，不能只依靠定位仪，还应通过小心的手工挖掘使危险设施暴露出来。在施工期间，可能需要与公用管线部门联系，要求其关闭管线。不要仅依靠以前其他人所做的定位。高空的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，了解高空线路和使用极限警告标志。根据高空线路的情况，钻进设备与电力线间应总保持—米的距离。地下的危险埋在地下的危险有许多：能产生严重伤害和触电死亡的高压电缆；输送可引起中毒或易燃易爆气液体的气液输送管线；可产生使眼睛受到伤害的光纤电缆；在天然气管与排水管线交叉的地方，可能由于后来的人工活动或管线损坏，造成在低压排污管和雨水管中特有的危险——可能的天然气泄漏或爆炸。基本预防措施在工作开始前，应做的基本预防措施有：向当地公用地下管线部门查询，了解施工区域的地下管线情况。一般，公用地下管线部门的查询结果需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可能时采用“软的”（真空或液力）挖掘确定其铺设位置。关于必须与地下管线横向穿越或同向钻进的问题a．已有的地下管线是怎样铺设的如是开挖的还是非开挖的。b．如果地下管线是用水平定向钻进铺设的，需查阅准确的施工图。c．地下管线铺设后在该区回填过杂填土吗当靠近地下管线时，应确定与它们的间隔距离。安全的工地要使旁观者避开操作。应依照有关的规章制度，在工地人行道和交通道路上设置警示标志。如果工人受到交通危险威胁，依照有关的规章制度要求，穿上醒目的安全服或其它的防护衣。在施工前和施工过程中，必须认识到工地可能非常滑，这可能产生摔倒的危险。最好使用有防电能力的安全帽、护眼罩、绝缘材料特制的20KV(最小)电力工人靴和手套、以及由工作条件要求的其它防护装备。不要戴首饰和穿宽松的衣服，以免被机器卷入或牵绊。在布置工地时，在要求使用防电网垫（又称“均压垫”或“地垫”）的地方，必须铺设防电网垫。安排时间全面检查整个工地的危险物标示，如：a．变压器箱。不要满足于一条进线和一条出线的标示，可能一条进线有四个方向不同的出线。例如：变压器在一所公寓的中央，可能通向公寓的每个方向。b．对钻进工作区内的所有人井都必须打开检查，确定是否是电话井、排水管井等。如果是排水管井，应检查水的流向和管的方向，流向将显示出排水管的坡度，这将帮助我们判别排水管在钻进的地方将变浅或变深。c．如果必须进入人井，应当把它看成是一个受严格限制的地方，这意味着必须有空气实验、现场营救程序和颁发的进入许可证。d．从任何电极延伸的导线，尤其在建筑物内，这些导线可能在或者不在电极上，带电的导线不管它在不在电极上都可能击伤人。e．自来水和天然气的阀门。每一住宅都可能有一个阀门，应找出它。阀门能提供许多信息，其中之一就是管线本身的埋深。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，确定它们是否受热或带电。这些设施的管线可能是由房屋主人自己安装的，没有标识或在任意电极上。g．地表排水沟的沉降表明有过挖掘，可能埋有什么东西，应确定是什么及其位置。h．在居民区工作时，当地居民特别是老年居民是非常有用的资源，询问他们，可能得到关于几十年前铺设的、从来没有获得过的、没人记录的有价值信息。利用管线定位仪器确定整个钻进区的地下管线。记住：即使是经验丰富的定位人员操作，仪器探测也不是完全可靠的。如果有怀疑，或法律要求，应采用手工挖掘或“软”挖掘揭露出将要穿越的地下管线。钻进预防措施使用钻杆不要超出钻杆制造商允许的最大扭矩和拉应力。如果遇到钻进突然减慢或停止，应确定是否碰到障碍物，然后再进行钻进作业。穿越道路、桥梁和建筑物等的基础时，应意识到钻进液液压作用的危险，这些建筑物有升或降的可能。用起重机移动钻杆时要小心，可能时应用带钩的绳索。工人不应位于钻架、起重钩、防护挡板等的下方。涉及到回转设备，在钻机处、进入点和出口点都可能产生危险，必须小心，应用挡板和挡墙保护这些地方。工人不许穿宽松的衣服或戴首饰。按照生产制造商的说明要求使用钻杆拧、卸管钳。扩孔和铺管的预防措施在进出口之间连续的双向联系是必要的。回转钻杆和扩孔工具对钻孔两端的工作人员和设备都是一种危险。远程关闭系统能很大程度上减少超出钻机操作人员视野的意外事故发生。注意钻杆扭曲以及强力拉断的可能。在不同的地方，钻进液有导致工作人员滑倒和跌倒的可能。设计导向孔与相邻管线的间隔时，应考虑扩孔后终孔的大小和向侧面扩孔的可能。长时间施工时，应计划添加工人或用第二个班组轮班。一般的预防措施工地工人应穿戴符合要求的安全服装。干膨润土粉可能造成吸入的危险，应使用合适的防护口罩或防护面具。在工地，足够的光线有助于防止阴暗的地方发生事故。所有设备操作人员必须熟悉“道路交通管理条例”的规章制度。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，必须保持设备正确接地。对设备的可移动部件必须有人值守，钻机在运转时，值守人员必须站在适当的位置。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它石油产品，应立即擦去。应始终保持按医疗卫生的要求办事。在断开任何管路之前，应先释放压力。在系统压力升高之前，应确定所有管线的连接是否严密，线路、管道和水管有无受损。油液从极小的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。如果受到高压液流的伤害，应立即寻找熟悉这类伤害的医生治疗。旋转部件能伤害胳膊或腿。不要接触回转的钻杆。在旋转部件周围不要穿宽松的衣服。不要在转动部件上走或站。在启动任何设备之前，使用预先设置好紧急关机程序。安全总结了解所有的危险：在工作开始前，勘察地下、地表和高空的危险，所有电讯、电力、自来水和排水管以何种方式铺设，并应确定它们的位置。在可能有意外的冲击或撞击的情况下，应做必要的预防措施以保护工作人员和过路人。确定遵守规程中推荐的所有预防措施。如果发生事故或意外撞击必须立即停止施工，并与对口的地方主管部门联系。附录：发生电击事故的处理程序当警报响起/闪起时必须遵守以下步骤：不要离开防电网垫，也不允许任何人靠近工作区。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—如果导向孔已完工）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的连接，可能对整个钻孔施工产生致命的打击。钻工在这种情况下的误操作可能造成很大的事故。尝试转换电击感应控制箱使用中的电击感应系统可能没有转换能力，如果发生这种情况，应查阅在这种情况下的正确操作手册。如果工作人员不能确定在电击后钻机是否带电，最好的办法是呆在垫子上，直到电力公司切断该区的电源。如果转换成功，通过了操作试验，这表明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个被电击坏时提供备用品）。如果在转换后警报继续，钻杆可能与电缆接触。例如：次级电缆可能没有足够高的短路载荷熔断变压器的保险丝或打开主通路的断路器。此时可等一会，直到电力公司的自动转换断路器完成短路的清除。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通知电力公司，只能在得到电力公司的许可后才能继续工作。如果不能确定钻进设备带不带电，在岗位上的人员不要离开，应让工作区外的其他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的能力，需要对钻工进行培训，让他们懂得自己的行为对人身安全的影响。对任何施工来说，准备好了才开工是最重要的。

附件A：工程投标指南1施工条件一般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：——适当比例的地形、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）——钻进区域的地质情况——钻进区域的所有地层情况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，如取得这些资料需要产生费用，应由工程委托方承担：通道在管线穿越的两端都需要使用设备，甚至是大型设备，因此应给出进、出施工现场道路的详细资料（如桥梁和道路的重量限制、隧道和桥梁的最大高度等）。为使费用最少，提供的到达穿越两端的通道必须距离已有的道路最近。通常，管线施工的通道需办理道路使用权，所有关于通道的使用许可应由业主提供，在投标文件中应当明确这些许可。工作场地与传统的铺设管线方法相比，水平定向钻进只需要很小的施工场地。场地大小取决于钻进长度、管线直径和所钻地层情况。水平定向钻进穿越工程需要两个分离的工作场地：设备场地（钻机的工作区）和管线场地（与设备场地相对的钻孔出口坑工作区）。设备场地安放设备和进行施工操作需要充足的工作面积。这个面积应从穿越的入土点开始算起。如果设备是可分离的，由于没有必须的相关位置要求，设备摆放位置可由一些较小的、不规则的面积组成。如果地面水平、坚实及上方无障碍物，则便于施工操作。因需要大量的水搅拌泥浆，所以附近有水源是必要的。管线场地应提供足够长的工作空间用于连接欲铺设的管线。穿越工程设计时，应尽量设法将欲铺设的管线做到全长度一次拉入，并尽可能避免水平方向的弯曲。足够的长度可确保回拉铺管的操作连续进行，如果回拉过程中多次连接管线会大幅度地增加施工风险。地下水位当地下水位可能对施工产生影响时，应在设计钻孔轨迹左右宽度超过50m的范围内实施地下水位调查。如果工作坑开挖需要降水，则降水工程的设计、施工及其费用应在标书中明确。岩土勘察对大型的水平定向钻进穿越工程，设计施工前应进行岩土勘察，勘察的目的是为了获取地层的全面、详细的资料、不同性质地层之间的边界位置和特殊物理性能。一般，岩土勘察的费用占工程总费用的3—5%。岩土勘察可采用下列方法：锥型贯入试验：=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，这是有效且方便的技术，在15分钟内一般可探测10m深。沿着钻孔轨迹轴线和轴线两边10m的距离每隔100m应作一次CPT试验，试验测量深度应达到设计钻孔轨迹之下5m。对于常用的DutchCore贯入计，不仅要测量贯入点的阻力，而且还要测量与壳体周围的土壤相互作用产生的摩擦力。标准贯入度试验：这种方法靠落下的重物使取样器进入土壤，它提供有关原位土壤致密度等有限资料。当不适合做CPT时，可采用这种方法，例如在河里或遇到岩质土层。取心钻进：使用这项技术获得的原状岩心能提供全面的地层资料。如果使用适当的设备，能够钻进粘性土壤和岩石。在钻进砂层或卵砾石层时，可能会由于岩心松散，发生扰乱取心层序。勘察孔的数量由预定的穿越长度和地层的复杂性所决定。一般，沿钻孔轨迹方向每隔200m取一次岩心，如果勘察孔的资料表明穿越两端的地层均质，则没有必要进一步取样；如果报告显示地层异常断裂，存在岩石和大量的砾石，建议增加钻孔以更好地测定地层。显示有砾石、卵石、漂石或岩石的更长穿越(特别是大直径管道)，应适当加密取样钻孔，为勘测全部异常还可增加钻孔。所有的钻孔都应沿穿越轨迹方向布置，如果可能，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的泥浆漏失。采用地球物理勘察方法（例如地震法、地电法等）可获得地层的三维连续资料，特别是采用该勘察方法对评价其它勘察方法的选点是非常有用的。实验室测试取出的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）、以及绿泥石及其相关物质，所提供的资料以筛分曲线和含量数据的形式给出结果。2施工许可委托方委托方应当免费提供下列各项：施工许可证——城市管理局和交通（包括河运）管理局许可证环境许可证——环境影响（如躁音）许可——树或绿化带的砍伐及开挖的许可等特殊许可证——进出和穿过社会组织（如单位、工厂、农庄）的辖区、私人土地的许可证——施工场地许可证——燃料、钻井液材料存放地的许可证——管线运输许可证工程承包方下列许可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——法定假日工作运输——设备的进场和撤离——适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的情况降低地下水位——降低地下水位并将其排入天然或人造水体及管道钻进液——清除不需要的钻进液交通变化——道路阻碍、交通车道绕道、车速限制3工程施工代理人在工程开工之前，由委托方和承包商共同确认的工程授权人，由他们决定工程实施。这些人在工程实施期间发挥作用。钻机钻机在拉力、扭矩、泵量、泵压等方面应有足够的能力。设计拉力应有足够的储备以应付意外的、由于地层变化增加的拉力。钻杆采用足够强度的钻杆才能承受钻进扭矩和回拉拉力的机械负荷。钻杆每年都应进行疲劳试验。钻进泥浆——储存、循环和处理定向穿越过程中需要大量的泥浆。最常用的钻进液是膨润土泥浆，使用中往往根据地层条件添加一些聚合物提高泥浆的某些性能。泥浆材料的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。干膨润土粉的比重约为，加量6%时，泥浆的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，池的容量应至少5m3。根据工程性质，返回池、沉淀池和储存池的大小应依据需处理泥浆的泵量和储存量而定。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处理，泥浆处理设备是一系列的振动筛和水力漩流器。泥浆处理大量的泥浆通常在工程结束时才进行处理，处理的经济性依现场具体情况而定。泥浆可做如下处理：1．在另一钻进点再次使用；2．撒布到未开发的土地提高水土保持；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要求的方式处理。降低业主成本在投标前进行详尽的设计和研究，可使业主了解如何能节省大量的处理泥浆费用。确定所有的泥浆处理问题是业主感兴趣的，尤其是明确将许可处理泥浆的场地作为工程特别条款的一部分。由于很难估算处理量，因此处理费用应以“附加成本”或“单位费率”作为单独的投标条款项目。非故意的漏失常常发生且很难预测，因此施工前将该问题实事求是地向管理机关说明。意外污染的应对措施和非故意的漏失处理，应该作为单独的投标条款和施工协议。测量系统用于控制钻进所需的测量数据是从安装在钻头后面的测量仪器得到的，仪器包括各种倾斜仪和磁方位计，仪器测得的数据通过无线或有线电缆传送到控制台，据此数据控向。对仪器要求周围无磁性干扰时，因此仪器应装在无磁钻杆中。附加的有线系统可以放在地面上并与钻孔轴线平行。用这种方法可以测到更精确的钻头位置数据，它与距离和磁方位无关。随着测量的连续进行，钻头的实际位置可以对照设计轨迹图不断调整。钻进水平定向穿越工程的施工，一般分为三个阶段：1．钻进导向孔沿着预先设计的轨迹钻进导向孔。完成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要求，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．扩孔导向孔完成后，在出土点卸下钻头，把扩孔器连接到钻杆上，钻具在孔中旋转的同时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的连续长度，在扩孔器的后部应加接单动接头和钻杆。根据地层条件和铺管要求，扩孔可分多级进行。3．拉管在进行钻进作业的同时，在管线场地（钻机的对面）对成品管、套管或管束进行焊接并测试。在接好的管线前端焊接拉管头，然后通过单动接头和扩孔器与孔内的钻杆连接。回拖拉管作业最好连续进行，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。测量和数据记录文件随着新管线的不断铺设，地下管线变得更加拥挤，保存准确的文件为将来铺设管线作参考越来越重要。钻进记录和计算机检测数据是这些文件的基础，它们既能用于“随钻”控制，又可为将来参考建成一个信息库。定位人员和钻工都应保存钻进记录，这些记录包括特定的日期、时间、位置、地层和钻进数据，如：深度、角度、钻进速度和穿越的地下管线。根据这些数据，可用手工绘出钻孔轨迹，也可用计算机软件生成CAD图。不管是使用手持式跟踪仪还是有缆式定向系统，钻进记录都必须采用标准的操作程序。4工程计划和公平补偿一个完整的工程或单个钻孔，初始设计受实际工地条件，包括地层、地形、已有地下设施和设备安装限制的影响，因为孔底钻具的限制和钻进条件的改变，钻孔的长度和最终结果可与原设计不同。这可能导致委托人和承包人对支付费用的看法不一致。工程师、探测人员、委托人和承包人的预先设计和评估，可最大限度地减少潜在的关于工作实施和费用支付问题的冲突。可能时，推荐进行完全的工程评估和应对意外的设计。一次总付或单位价格——许多投标书对一个多样性的钻孔工程都要求一次总付，但不同的工程合同必不可少地需要不同的钻机，其它问题还有如地层可能有孔间的变化，从而影响钻进速度和价格。因此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的岩样或岩心，承包人能够准备出更准确和更具竞争力的标书。钻杆的限制和钻机的安装——对钻杆的限制必须给以特殊考虑，这一点在钻具和钻杆部分已作解释。钻杆使用不能超出钻杆生产商建议的许可应力。钻机的安装受许多环境因素的影响。铺设管的限制——钢管和HDPE管受组合应力因素的影响，包括拉力、钻孔轨迹、进入地下时管的弯曲半径以和外部流体静压力。钢管的强度不够时，可能造成变形或断裂，推荐最小弯曲半径为铺设管径的1200倍。HDPE管也有碎裂或拉扁等不能使用的情况，推荐最小弯曲半径为铺设管径的100倍。曲率公差和允许应力的知识有助于钻进的成功设计和实施。地下管线和地表障碍物——影响钻孔设计和规划深度。例如：标书特别要求铺设的最小深度为，但未考虑已有的地下管线。多数城市的地下管线，包括：天然气、自来水和电力线，它们的深度在～。为了保持规定的间隔和最小深度要求，通常新管线的铺设深度必须≥。～是典型的排水管和雨水管线的深度，这需要更长、更深的钻孔。在开始工作前，应掌握所有可能受影响的地下管线。设计铺管与实际铺管——实际铺管与设计铺管长度存在差异是很平常的，投标书需要指明应如何支付铺管费用，承包人因此必须调整投标的实际内容。在工程结束时，双方应立即共同确定实际铺管的长度。支付条款——在合同中，支付条款应明确、具体，考虑支付的选择可能影响投标价格，推荐合同条文中要强调延期付款选项和提前支付折扣。5合同问题达成合同的基础是双方愿意用书面合同达到最大限度的交流和最小的争论。合同应当用于预知方当事人在工作中出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，应该采用双方当事人完全理解的书面协议。对于工作中发生的变化，合同必须提供可操作的机制，使施工停止时能进行及时的调整。投标书承包人向委托人报出的标书，是承包人作出的承诺，如果委托人接受，就成为具有法律约束力的合同。当事人、价格及实施方法等条件必须具体。标书中应明确将要实施工程的详细的工作范围和公司的所有计划及技术措施。已有地下管线——委托人应找到所有已有的地下管线位置，如果可能，应在招标书中标识出。承包人在施工前，有义务进行核实或现场验证。损坏已标识出的设施，责任应由承包人承担；损坏未标识出的设施，责任应由业主/委托人承担。承包人对包括地下坍塌或爆炸做综合责任保险很重要。地层条件——地层条件在很大程度上影响钻进速度、孔底钻具选择及其它关系到承包人价格的问题，因而提供的地层资料作为合同价款的基础，对委托人最有利，这将确保投标的可比性。然而合同也应允许有因不同的或未预见的地层变化导致价格的变化。地层条件变化及退出的规定委托人应承担适当的岩土勘察的责任。尽管有足够的对地层条件的测试试验，但仍可能遇到未知的、不寻常的和/或没预料到的地层条件。合同应该提供当遇到地层条件变化时的解决办法。合同中关于退出的规定应该授权承包人停工或结束工作，委托人无权接管承包商的设备。承包人应有权得到遣散、损失利润和退出之前完成的工作的补偿。如果工程完成，应该在增加费用的基础上支付报酬给承包人。承包人承担不可预见地层条件的风险将影响到投标的价格。文件/施工过程——由于更多的铺设采用定向钻进方法进行，在同一地区施工的文件对将来的施工很关键，委托人和承包人为防止自己将来遇到麻烦，应要求作出基于钻孔测量数据或手持式跟踪定位系统的施工过程图，施工过程图以至少5m的间隔沿基准线计算出x，y，z坐标位置。通道——在施工前，委托人应从当地的财产所有者处获得施工通道许可。要求承包人在投标时准确地对通道协议定价是不实际的，委托人应获得通行权的协议，从而与财产所有者保持长期的伙伴关系，对委托人最有利的是能以专业的、及时的方式制订通道协议。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，所有当事人都可能有责任，所以合同应强调环境问题，必须评价国家和地方的法律法规，所有规章制度必须遵守。钻进液和钻屑的处理很难定价，推荐以单位量为基础而不是以总数定价。水的浑浊和非故意的漏失由于这些事很难预测并可能导致工作中断，合同中应提供一种机制以相互提出和调解问题。通常由承包人与委托人共同承担责任。泥浆处理应遵守当地关于泥浆处理的规章制度，泥浆处理应作为单独的项目以附加成本或单位费率为基础在合同和投标书中提出。损失风险的划分对施工中可能产生的损失风险