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微控施工方案（9頁(yè)）.pdf

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微控施工方案（9頁(yè)）.pdf

1、微控定向鉆施工方案施工方案本工程采用定向鉆方案穿越道路，埋深完全滿足設(shè)計(jì)要求，而且有施工工期短、質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。定向鉆穿越道路的關(guān)鍵在于鉆導(dǎo)向孔、擴(kuò)孔、回拖管道。測(cè)量人員必須反復(fù)測(cè)量，準(zhǔn)確定出入、出土點(diǎn)間距離及軸線方向；控向人員應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)出方位，認(rèn)真按照設(shè)計(jì)曲線進(jìn)行控制；司鉆工保持思想集中，時(shí)刻注意各個(gè)數(shù)據(jù)變化，若有突變，立即停機(jī)并向上級(jí)匯報(bào)；回拖管線時(shí)對(duì)岸必須準(zhǔn)備好挖掘機(jī)和吊管機(jī)等設(shè)備，保證管線順利回拖。鉆進(jìn)時(shí)要認(rèn)真把握地質(zhì)可能不規(guī)律變化，會(huì)增加鉆進(jìn)難度，因此要仔細(xì)認(rèn)真，全面掌握地質(zhì)資料，切不可掉以輕心。為使工程能夠圓滿成功，施工中要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范規(guī)定，各工種、各崗位認(rèn)真負(fù)責(zé)，密切配

2、合，做好充分準(zhǔn)備，仔細(xì)分析各種可能發(fā)生的情況，制訂相應(yīng)的處理措施，泥漿崗位要全面掌握地質(zhì)情況，并按規(guī)定對(duì)排漿進(jìn)行化驗(yàn)，按不同地層調(diào)配泥漿，保證鉆孔需要和成孔良好。1 場(chǎng)地布置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，道路兩側(cè)均可供穿越設(shè)備進(jìn)場(chǎng)和運(yùn)輸管道，選定穿越入土點(diǎn)在道路一側(cè)，出土點(diǎn)在另一側(cè)。入土點(diǎn)一端安放鉆機(jī)設(shè)備，設(shè)置泥漿池和蓄水池，同時(shí)兼顧入土點(diǎn)端連接段施工作業(yè)帶，入土點(diǎn)端臨時(shí)占地面積按人行道以邊月10 米處考慮；出土點(diǎn)一端設(shè)置泥漿池一個(gè)，同時(shí)兼顧穿越段管道的組裝焊接場(chǎng)地和出土點(diǎn)端連接段施工作業(yè)帶。入土點(diǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)布置圖出土點(diǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)布置圖2 鉆機(jī)的選擇回拖力鉆機(jī)設(shè)備的能力根據(jù)穿越距離計(jì)算，用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：計(jì)

3、算最大回拖力=（重力-浮力）u2+表面積 u3u2-根據(jù)地質(zhì)條件的不同，取值不同，一般在0.1-0.3之間；u3-根據(jù)地質(zhì)條件的不同，取值不同，一般在 0.01-0.03之間，取 0.03；計(jì)算回拖力：18.5t。根據(jù)國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，一般設(shè)計(jì)時(shí)取回拖力的值為計(jì)算回拖力的1.5-3 倍，由于此次穿越地層條件較好，在些取2.2 倍的安全系數(shù)，設(shè)計(jì)回拖力取值為不小于41t，即選取回拖力大于41t 的 FKW-30 鉆機(jī)進(jìn)行穿越施工。FKW-30鉆機(jī)性能表額定推力/拉力 30000Kg額定扭矩10000Nm轉(zhuǎn)速0-100r/min入土角調(diào)節(jié)7-20卸扣結(jié)構(gòu)形式履帶式安裝卸扣鉗的性能81,360Nm推盤(pán)最大

4、行走速率29m/min最大泥漿排量640L/min最大泥漿壓力10Mpa整機(jī)重量15T最長(zhǎng)穿越距離1200m 最大穿越能力511mm 300m 3 定向鉆機(jī)的施工工藝測(cè)量放線修墊場(chǎng)地三通一平設(shè)備進(jìn)場(chǎng)組裝調(diào)試鉆機(jī)調(diào)試控向系統(tǒng)鉆導(dǎo)向孔預(yù)擴(kuò)孔管道回拖設(shè)備離場(chǎng)恢復(fù)地貌。4 定向鉆機(jī)的施工方法定向鉆機(jī)采用鉆進(jìn)液輔助碎巖鉆頭鉆壓從鉆桿尾部施加。鉆頭帶有一個(gè)斜面，所以鉆頭連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)則鉆出一個(gè)直孔，而保持鉆頭朝某個(gè)方向不回轉(zhuǎn)加壓時(shí)，則使鉆孔發(fā)生偏斜。膨潤(rùn)土/水的混合物是常用的泥漿，泥漿有專業(yè)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況配制。泥漿的作用是使攜帶的巖屑處于懸浮狀態(tài)，并能通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)過(guò)濾。導(dǎo)向孔施工完成后，觸變泥漿可保持

5、孔壁的穩(wěn)定及減阻，以便于回?cái)U(kuò)。4.1 軌跡設(shè)計(jì)和控向參數(shù)根據(jù)鋪管設(shè)計(jì)標(biāo)高、地層及地形情況，根據(jù)鉆桿曲率半徑、工作場(chǎng)地、地下管線分布情況，管道的彎曲曲率半徑，確定定向鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭的頂角、方位角、工具面向角、計(jì)算出測(cè)定空間坐標(biāo)，設(shè)計(jì)出定向鉆進(jìn)的軌跡圖及對(duì)特殊地層、地段制訂特殊施工方案，并且要把常用和應(yīng)急材料準(zhǔn)備一定的庫(kù)存量，以防特殊情況的發(fā)生，保證施工各階段的順利進(jìn)行。控向參數(shù)：按操作規(guī)程測(cè)定控向參數(shù)(方位角的數(shù)值)，要求盡可能多測(cè)取參數(shù)比較，以確定最佳方位角數(shù)值，在管中心線的三個(gè)不同位置測(cè)取，且每個(gè)位置至少測(cè)四次，并做好記錄。根據(jù)測(cè)定的數(shù)據(jù)標(biāo)定方位角，方位角的誤差要小于0.2o。鉆導(dǎo)向孔施工工

6、藝示意圖擴(kuò)孔施工工藝示意圖4.2 鉆機(jī)錨固合理鉆機(jī)錨固是順利完成鉆進(jìn)及回拖管的前提，鉆機(jī)錨固能力反映了鉆機(jī)在鉆進(jìn)和回拖施工時(shí)利用本身功率的能力。一臺(tái)鉆機(jī)推力再大，鉆機(jī)在定向中發(fā)生了移動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)無(wú)法按預(yù)定的計(jì)劃完成鉆進(jìn)工作。在回拖管時(shí)，如錨固不好，鉆機(jī)移動(dòng)，需進(jìn)一步錨固，從而導(dǎo)致了管道有可能拖不動(dòng)，進(jìn)一步加大鉆機(jī)拖力，會(huì)出現(xiàn)鉆機(jī)的全部功率作用在鉆機(jī)機(jī)身上，容易發(fā)生設(shè)備破壞和人員傷亡。因此，鉆機(jī)的錨固根據(jù)前面6.2 的錨固設(shè)計(jì)方案進(jìn)行錨固。4.3 導(dǎo)向孔施工采用射流輔助鉆進(jìn)方式，導(dǎo)向孔鉆進(jìn)是通過(guò)定向鉆的高壓泥漿射流沖蝕破碎旋轉(zhuǎn)切削成孔的，以斜面鉆頭來(lái)控制鉆頭方向。鉆頭內(nèi)的發(fā)送器，發(fā)送鉆頭的位

7、置、頂角、深度、鉆頭的溫度、面向角等參數(shù)，這些參數(shù)由地面接收，供操作人員能及時(shí)準(zhǔn)確確定鉆頭的具體位置、深度，并隨時(shí)通過(guò)鉆機(jī)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，以控制鉆頭按設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)。試鉆：各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后試轉(zhuǎn)，鉆進(jìn) 1-2 根鉆桿后檢測(cè)各部位運(yùn)行情況，各種參數(shù)正常后按次序鉆進(jìn)。導(dǎo)向孔：導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)是整個(gè)定向鉆施工的關(guān)鍵，我們將采用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行整個(gè)穿越工程的施工，其鉆導(dǎo)向孔的鉆具組合是：導(dǎo)向鉆頭。4.4 路線控向控向設(shè)備采用英國(guó)Sharewell 公司生產(chǎn)的 MGS 定向系統(tǒng),在整個(gè)穿越過(guò)程中采用地面信標(biāo)系統(tǒng)(Tru-Trucker system)配合 MGS 系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確跟蹤定位,確保出土位置準(zhǔn)確無(wú)誤。4.5

8、出口導(dǎo)向鉆頭鉆出出口點(diǎn)，則取下鉆頭并在導(dǎo)桿組上換裝擴(kuò)孔器。4.6 擴(kuò)孔為成功的埋設(shè)管線，在導(dǎo)孔后將進(jìn)行一次預(yù)擴(kuò)孔施工，即采用包式擴(kuò)空鉆頭分級(jí)擴(kuò)孔。在管件端將擴(kuò)孔器裝在導(dǎo)桿組的尾端，擴(kuò)孔器由鉆掘機(jī)組以旋轉(zhuǎn)方式沿已形成的導(dǎo)孔回拉，回拉時(shí)鉆掘液泵也會(huì)通過(guò)導(dǎo)桿提供鉆掘液給擴(kuò)孔器，擴(kuò)孔器會(huì)使用本身的噴嘴噴出鉆掘液，這些鉆掘液不但有潤(rùn)滑及暫時(shí)支撐已擴(kuò)大之孔效果，并會(huì)與擴(kuò)孔過(guò)程中所刮下土塊混合，一起擠出到兩端的泥漿坑。這些泥漿在管件端會(huì)被集中到泥漿池，在鉆掘機(jī)組端則會(huì)馬上被分離再回收利用，為確保鉆孔中隨時(shí)有導(dǎo)桿組，所以當(dāng)在鉆掘機(jī)組端取下一支導(dǎo)桿時(shí)，會(huì)由管件端在擴(kuò)孔器后面增加一支導(dǎo)桿。4.7 預(yù)埋管回拉安裝

9、回拖是定向穿越的最后一步，也是最為關(guān)鍵的一步，在回拖時(shí)采用的方式是：邊回轉(zhuǎn)邊回拖的方式。在回拖時(shí)進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，避免因停工造成回拖力增大；管線回拖前要仔細(xì)檢查各連接部位的牢固。回拖完成后依照設(shè)計(jì)圖紙依次安裝兩岸彎管、彎頭與直管段，并與主管線連接。4.8 鉆掘信息有關(guān)長(zhǎng)度、深度及穿越位置等定向鉆穿越的資料，會(huì)在導(dǎo)孔時(shí)一一被記錄，這些精確的記錄會(huì)被繪制在鉆掘竣工圖中，以確保日后此埋管不會(huì)被挖掘。當(dāng)預(yù)埋管安裝完成，所有鉆掘機(jī)具現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地應(yīng)一一復(fù)原。5 穿越泥漿控制5.1 泥漿配置在各個(gè)施工工序所起的作用:(1)鉆導(dǎo)向孔階段要求盡可能將孔內(nèi)的泥沙攜帶出孔外，同時(shí)維持孔壁的穩(wěn)定，減少推進(jìn)阻力；(2)預(yù)擴(kuò)

10、孔階段要求泥漿具有很好的護(hù)壁效果，防止地層坍塌，提高泥漿攜帶能力；(3)擴(kuò)孔回拖階段要求泥漿具有很好的護(hù)壁、攜砂能力；同時(shí)還有很好的潤(rùn)滑能力，減少摩阻；5.2 泥漿是定向穿越中的關(guān)鍵因素，本次穿越主要經(jīng)過(guò)地層有：層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、層粉質(zhì)粘土、風(fēng)化巖、沙巖。我們針對(duì)不同的地層采用不同配比的泥漿，由于穿越地段地質(zhì)情況比較復(fù)雜，對(duì)泥漿的要求比較高，為克服對(duì)付這種不利因素，我們將采取以下措施：(1)水源的水經(jīng)過(guò)沉淀存入水罐，在水中加入純堿，使水軟化，改善水質(zhì)，同時(shí)提高水的PH值。(2)按照標(biāo)準(zhǔn)配置泥漿，配比用一級(jí)膨潤(rùn)土加上泥漿添加劑，配制出滿足施工要求的泥漿。(3)使用的泥漿添加劑有：降失水劑、堵漏劑

11、、增粘劑和防塌潤(rùn)滑劑等，所加添加劑全部為環(huán)保產(chǎn)品。(4)粉土夾粉質(zhì)粘土粘性大易成孔，但長(zhǎng)距離穿越易增加鉆桿的摩擦阻力是扭矩變大，因此將在泥漿配比中加入潤(rùn)滑劑和降失水劑，增加長(zhǎng)距離穿越時(shí)孔壁的潤(rùn)滑性，減小扭矩?cái)[動(dòng)頻率和幅度。(5)在風(fēng)化巖和沙巖互層穿越時(shí)須克服地質(zhì)交接面不規(guī)則變化產(chǎn)生的推力、扭矩變化，同時(shí)配置泥漿時(shí)因本層局部特殊地層，需增加堵漏劑、增粘劑以提高泥漿性能，保證穿越一次成功。6 施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)6.1 卡鉆的出現(xiàn)及解決方法在(礫石、糖粒砂、鈣質(zhì)層)鉆進(jìn)中，會(huì)出現(xiàn)卡鉆的現(xiàn)象。及時(shí)調(diào)整泥漿配比，小范圍內(nèi)來(lái)回拖動(dòng)鉆具輕回轉(zhuǎn)，與挖掘機(jī)配合，將鉆桿撤出卡鉆區(qū)。總結(jié)卡鉆出現(xiàn)的原因，調(diào)整泥漿配

12、比，使用進(jìn)口澎潤(rùn)土，增加泥漿切力與粘度，使用扭矩大、推力大的鉆機(jī)及相匹配的鉆頭，完成導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)。6.2 鉆掘液性能與鉆孔、回拖的關(guān)系定向鉆穿越施工，由于鉆孔處于地表(一般位于地層以下3m左右)，地質(zhì)松軟，所以不易形成孔洞，鉆孔易塌方，這就要求所用泥漿的護(hù)壁性要好，泥漿質(zhì)量高，控制失水性要好，以保證鉆機(jī)性能的很好發(fā)揮。由于地層結(jié)構(gòu)不同所需泥漿性能也不相同。泥漿作為鉆進(jìn)沖洗液，使用優(yōu)質(zhì)的膨潤(rùn)土和添加劑，嚴(yán)格按照比例經(jīng)攪拌系統(tǒng)攪拌成泥漿注入洞內(nèi)，具有潤(rùn)滑鉆具、穩(wěn)定孔壁、降低回轉(zhuǎn)扭矩和回拉力，降低拖管時(shí)管道和洞壁的摩擦系數(shù)、冷卻鉆頭和發(fā)射器、攜帶土屑、減少腐蝕、固孔護(hù)管等作用。長(zhǎng)距離穿越，泥漿的作用

13、尤其重要，孔內(nèi)缺少泥漿往往是鉆孔失敗的重要原因。保持整個(gè)過(guò)程中有反漿，對(duì)工程順利進(jìn)行至關(guān)重要，為改善泥漿性能，需加入適量地添加劑來(lái)配制成不同性能的泥漿。純堿，可增粘，增靜切力，調(diào)節(jié) pH值，投入純堿量一般為鈉土量的2。為成孔良好，增加孔內(nèi)潤(rùn)滑，可加入適量的防塌潤(rùn)滑劑。為提高泥漿攜帶土屑的能力，將孔內(nèi)的土屑帶出，可在鉆孔過(guò)程中的某一段加入一定量的改性淀粉，能夠達(dá)到很好的使用效果。6.3 在拖管過(guò)程中出現(xiàn)管拖不動(dòng)的情況拖管途中出現(xiàn)管道拖不動(dòng)，及時(shí)將鉆機(jī)移到管道入地端，與挖掘機(jī)配合，使拖力達(dá)到原來(lái)拖力的兩倍，將管道拖出地面。總結(jié)拖不動(dòng)的原因，審查各個(gè)工程環(huán)節(jié)及相關(guān)保障措施，并加以改善，如采用更大的回?cái)U(kuò)頭、使用進(jìn)口粘土和添加劑，更大動(dòng)力的鉆機(jī)，完成穿越。

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