通信管道水平定向钻穿越建设规范1.目的为了加强中国电信上海公司通信管道水平定向钻穿越设计、施工及验收,提高工程建设质量,特制定本规范。
2.适用范围本规程适用于上海地区采用水平定向钻穿越方法进行通信管道的设计、施工及质量验收。
本规范若与国家、行业相关强制性标准、规范有矛盾时,应按国家和行业相关规定执行。
3.引用文件/标准a)GB50021-2001岩土工程勘察规范b)CJJ61-2003城市地下管线探测技术规程4.定义/术语4.1.非开挖技术即利用微开挖或不开挖技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更新的技术。
4.2.水平定向钻进是采用安装于地表的钻孔设备,以相对于地面较小的入射角钻入地层形成先导孔,然后将先导孔扩径至所需大小并铺设管道(线)的一种管道施工技术。
4.3.入土点泥浆池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泥浆坑。
4.4.出土点泥浆池为回收、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泥浆坑。
4.5.钻孔泥浆指水和膨润土或聚合物的混合物,在施工过程中起辅助切削、降低扭矩、排渣、护壁、冷却、润滑的作用。
4.6.先导孔指利用带斜面的、直径相对较小的导向钻头按照预先设计轨迹首先形成的小直径的导引孔。
4.7.入、出土角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。
4.8.顶角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。
4.9.方位角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。
4.10.导向系统/定位仪在施工过程监控钻头的位置变化,提供钻头和钻孔的位置参数,用于控制钻孔方向的测量定位系统。
4.11.扩孔在钻机的牵拉作用下,通过钻杆带动回扩钻头将先导孔扩径至所铺设管道要求尺寸的施工过程。
4.12.管线回拉通过钻杆将成品管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实现铺设管道目的的施工过程。
4.13.穿越在地表下避开障碍物(河流、建筑物、铁路、公路、街道、绿化、其他管线等)铺设管道的非开挖施工技术。
4.14.持力层地基基础设计时,直接承受基础及基础传递的上部结构荷载的地层称为持力层。
4.15.扩散角地基基础设计中,基础及基础传递的上部结构荷载在持力层引起附加应力,该应力向持力层下方扩散的角度为扩散角。
5.管理和职责本规范非管理规范。
6.流程图无。
7.管理内容/工作程序7.1.基本规定7.1.1.水平定向穿越通信管道施工一般使用在穿越公路、河流、地表障碍物以及不允许大面积开挖的情况下时使用,也可用于常规的地下通信管道的施工。
7.1.2.水平定向钻铺设通信管道的设计、施工、监理等单位必须具有专业资质。
7.1.3.水平定向钻穿越通信管道使用的管材应符合国家有关现行标准及相应规定。
管材的焊接应按设计和相关标准执行。
7.1.4.水平定向钻穿越通信管道施工前,应对管线穿越段区域进行工程勘察,调查分析施工区域内地下各类设施、管线分布和周边环境等各方面情况,充分掌握现场资料。
7.1.5.施工单位施工前应根据设计人员的现场交底和工程设计图纸勘察现场,对设计的管线穿越段既有管线进行实地核实,并做出该工程的施工组织设计书。
施工组织设计的审批应符合相关建设程序。
7.1.6.水平定向钻设备进场前应进行维护调试,设备进场后清点设备附件,进行现场调试。
施工现场应设置围栏。
7.1.7.水平定向钻施工单位应建立操作人员工作记录制度,由钻机操作人员或主管人员填写施工日志。
7.1.8.工程建设中所需的原材料、半成品和成品的质量和性能要求,应符合国家及行业的有关规范、标准,并应选用符合中国电信上海公司合格供应方提供的产品。
7.2.工程勘察7.2.1.一般规定7.2.1.1.工程勘察应符合《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)和《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61-2003)的规定。
7.2.1.2.工程勘察应提供如下资料:1)管线工程平面图(1:200~1:1000);2)既有管线地下管网图;3)现场勘察记录。
7.2.1.3.工程勘察应包括工程地质、水文地质、地形、地貌、地面建(构)筑物及既有地下管线探测等。
7.2.2.工程地质勘察7.2.2.1.现场踏勘,应查明地形、地貌、地面建筑对工程的不利条件,应查清水域覆盖面积和深度,应查实有无影响正常施工的干扰源。
7.2.2.2.水文地质内容应包括:地下水类型、含水层性质、测定初见水位和稳定水位。
7.2.2.3.需要进行岩土试验的项目应根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》(GB50021)的规定执行。
7.2.2.4.勘探取样钻孔的平面钻孔位置和深度应符合下列规定: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复杂程度确定。
在均质地层上布孔,可沿穿越路由方向进行,孔距50~100m;在地质构造复杂且地层不连续的情况下,应加密布孔;3)穿越公路、铁路、地表障碍物等,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,勘探孔数不应少于3个;4)勘探孔的深度宜在管道穿越轨迹以下6m;5)勘探孔钻遇砂层、卵石层时,宜将该层穿透;6)在必须采用降低地下水位进行施工的地域应查清地下含水层的厚度。
7.2.3.既有地下管线探测7.2.3.1.对既有地下管线探测应符合下列程序:搜集资料→现场踏勘(确定探测方法)→实地调查(仪器探测、人工探察)→地下管线图绘制→报告书编写→成果验收。
7.2.3.2.对既有地下管线探测的范围应不小于穿越路由两侧各5m,并查明既有地下管线的性质、类型及所在的地下空间位置。
7.2.3.3.对既有地下管线的探测应符合中华人民共和国建设部《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61-2003)的规定。
7.2.3.4.对既有地下管线探测后,应通过地面标志物、检查井、闸门井、人孔、手孔等进行复核。
7.3.工程设计7.3.1.一般规定7.3.1.1.水平定向钻穿越通信管道施工设计应包括下列内容:1)工程概况:项目、地点、内容、主要工程量、计划施工周期;2)既有地下管线;3)施工方法、技术工艺;4)施工场地布置;5)施工机具及材料;6)人手孔设计;7)检验及验收标准。
7.3.2.管材7.3.2.1.水平定向钻铺设通信管道宜采用聚乙烯(PE)管。
如有新技术,新材料管道满足使用也可采用。
7.3.2.2.采用水平定向钻穿越铺管长度低于100m,穿越深度低于5m,采用DN110*8.0mm的PE管材,穿越铺管长度在100-200m,穿越深度在5-10m,采用DN110*9.0mm的PE管材,穿越铺管长度大于200m,穿越深度大于10m,采用DN110*10.0mm的PE管材。
7.3.2.3.P E管规格及技术要求应符合《通信管道水平定向钻穿越用聚乙烯(PE)管材采购标准及检验检测方法》7.3.2.4.管道SDR与覆土厚度的的关系可参照公式7.3.2.5确定, HDPE管的最小壁厚与深度关系如表7.3.2.5-2所示:(7.3.2.5)式中: qt—管道总的外部压力(MPa);D—管道直径(m);t—管道壁厚(m);SDR—管道标准尺寸比;Rw—水浮力因子(最小取0.67);Hw —管顶以上地下水位高度(m);H—管顶覆土厚度(m);w—土体重度(kN/m³);WS—动荷载(MPa),按《给排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002的要求计算;B—弹性支撑系数;EL—管道长期弹性模量(MPa),一般取150以上;ES′—土体反作用模量(MPa),对现场条件了解少的情况下,一般可取4.8;N—安全系数,一般取2.5;C—椭圆度折减因子,如表7.3.2.5-1;q—管道的椭圆度(%)。
7.3.2.5-1 椭圆度折减因子表7.3.2.5-2 管道SDR与埋深的关系(假设地下水位为1m)注1:动荷载的计算参考《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002,车辆为单行车辆,车辆技术标准参照《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004.注2:水平导向钻进铺管的壁厚还与铺管回托力有直接关系,选择壁厚时应首先考虑是否能满足回拖力的要求.注 3: 该表仅供参考,实际计算时表中参数应根据实际情况选取。
7.3.2.5.单根管道回拖时的允许拖拉力应按下式计算:(7.3.2.6)式中: F—允许拖拉力(N);σ—管材的屈服拉伸强度(MPa或N/mm²)σ=20或实测值DN—管道外径(mm);DO—管道内径(mm)。
7.3.2.6.多根管道回拖时的允许拖拉力应按下式计算:(7.3.2.7)式中:Fn—允许拖拉力(N);n—同时回拖聚乙烯管道根数。
7.3.3.导向孔设计7.3.3.1.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。
7.3.3.2.导向孔轨迹设计应综合考虑生产管线技术要求、施工现场条件、施工机械等因素。
7.3.3.3.导向孔轨迹设计参数(见图1)可按下列公式计算:图1 管道穿越示意图式中: a2—入土端曲线的水平长度(m);b2—入土端曲线的高度(m);b1—入土端直线段的高度(m);c1—出土端曲线的水平长度(m);d2—出土端曲线的高度(m);d1—出土端直线段的高度(m);L1—底部直线段的长度(m);R—曲率半径(m);θ入—入土角(º);h1—入土端地面与底部直线段的高度(m);a1—入土端直线段的水平长度(m);θ出—出土角(º);h2—出土端地面与底部直线段的高度(m);c2—出土端直线段的水平长度(m);L—穿越长度(m)。
7.3.3.4.入土角、出土角应根据设备性能和现场条件确定,塑料管道应不超过30º,对坑内始钻式入土角和出土角一般采用零度或近似水平。
7.3.3.5.当钻机安放于地面时,第一直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10m。
7.3.3.6.定向钻铺设通信管道穿越公路、铁路、河流、地面建筑物时,最小覆土深度应符合表7.3.3.6的规定。
表7.3.3.6 最小覆土深度7.3.3.7.水平定向钻穿越铺设通信管道时,钻孔与建筑物或既有地下管线的距离应符合表7.3.3.7中的规定。
表7.3.3.7 与建筑物或既有地下管线的距离7.3.3.8.除满足7.3.3.6和7.3.3.7的规定外,还应满足《通信管道与通道工程设计规范》YD5007-2003中的要求。