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水平定向钻施工技术规范

水平定向钻进管线铺设工程 技 术 规 范 (试行)

会 术技协中挖非国开 2010 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 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

贾传岭林家辉 朱文鉴 陈铁励

委员会编写: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 山 李 所研究工艺矿探科学院:中国地质执笔. 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

目 录

一、 总则……………………………………………. 1 二、 技术概述………………………………………. 2 三、 工程投标指南…………………………………. 6 四、 施工合同(示范文本)………………………. 14 五、 施工场地探测技术指南………………………. 33 六、 工程施工技术规范……………………………. 37 七、 安全操作规程…………………………………. 53 八、 参考文献………………………………………. 58

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

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。

者 编 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 山 主任委员:李 鹏 王 副主任委员:刘宝林. 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

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 贾传岭 林家辉 (执笔:中国地质科学院探矿工艺研究所 李 山 朱文鉴)

1. 城市工程管线综合规划规范 中华人民共和国国家标准 GB 50289-98 和国行业标准 CJJ 61-94中华人民共2. 城市地下管线探测技术规程 人民共和国建设部华3. 建设工程施工合同(示范文本) 中4. 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 5. 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 6. 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 7. 定向钻进合同样本 定向穿越承包商协会(DCCA) 张燕译 张燕译1995,钻 井承包商协会, 8.水平定向钻进技术指南 9. 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10. 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 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

1.总则

1.0.1采用水平定向钻进穿越地面及障碍物铺设管线技术正在我国蓬勃发展。为规范我国水平

定向钻进穿越铺设工程施工市场,统一施工技术质量标准,中国非开挖技术协会特制定本规范。水平定向钻进穿越铺设管线工程无论大小,都必须进行设计和施工的质量控制。中国非开挖技术

协会希望通过应用本规范,提高我国水平定向钻进穿越铺设管线技术水平;提高工程承包商的施工质量和效益。 1.0.2 中国非开挖技术协会推荐本规范应用于水平定向穿越铺设管线工程中工程承包商与管

线业主进行业务协商、工程承包商进行施工管理及其质量、安全控制等。 1.0.3本规范适用于采用机械回转钻进设备进行水平定向钻进,使各种材质的管道或缆线在障

碍物之下穿越铺设的工程施工。

1 水平定向钻进管线铺设工程技术规范 中国非开挖技术协会

.术语2 2.0.1 Trenchless Technology) 非开挖技术(的施工技术。复换和修以最小的地表开挖量进

行各种 地下管线探查、铺设、更2.0.2 )—HDD水平定向钻进(Horizontal Directional Drilling达设计抵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扩后用回径的导向孔;然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位置而 (注:包括导向钻进)。将生产管拉入孔内。口钻孔扩大至所需的径;最后钻头将2.0.3 顶进/起始工作坑(Drive/Entry Shaft/Pit) 而开挖的工作坑。为布置水平定向钻进施工存储泥浆2.0.4 接受/出口工作坑(Reception/Exit Shaft/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(Target Shaft/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(Drilling Fluid/Mud)

。混合物澎润土或聚合物的通常指水和2.0.7 导向孔(Pilot Hole)

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/Exit Angle) 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 扩 回水平定向钻进时,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(Back Reamer)

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(Product Pipe)

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/Walkover System)

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(Measurement While Drilling—MWD)

的测量技术。不断地检测有关钻孔在钻进的同时连续信息 2

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3.技术概述 3.1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。 3.2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。 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。 3.4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3.43.4.1导向孔 导向孔钻进一般采用小直径全面钻头,进行全孔底破碎钻进。在钻头底唇面上或钻具上,安装有专门的控制钻进方向的机构。在钻具内或在紧接其后部位,安装有测量探头。钻进过程中,探头连续或间隔地测量钻孔位置参数,并通过无线或有线的方式实时地将测量数据发送到地表接收器。操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表,采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构,从而人工控制钻孔的轨迹,达到设计要求。 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 3 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

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。

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