1. 施工准备

1.1 场地布置

在管道起点设置工作坑,终点设置接收坑,布置泥浆系统和管道发送系统:

  • 工作坑尺寸
    :长度≥1.5倍管径,宽度≥2m,深度≥1.2m(需支护)
  • 接收坑尺寸
    :略大于工作坑,便于管道接收
  • 泥浆系统
    :配比根据地质调整(膨润土+聚合物,比重1.05~1.25)

1.2 钻机进场

水平定向钻机主要组成:

系统
功能
要求
钻机系统
提供钻进动力
推力≥50吨(根据管径调整)
控向系统
轨迹控制
精度±0.5%深度
泥浆系统
孔壁支撑/润滑
流量≥200L/min

2. 施工工艺流程

3. 定向管钻进


  • 转弯半径
    牵引管施工方案!
    :≥1200倍管径(DN250管最小半径300m)
  • 控向精度
    :采用无线探棒(±0.5%深度)
  • 钻进速度
    :软土1-3m/min,硬岩0.2-0.5m/min

3. 扩孔施工

3.1 扩孔分级(以DN600钢管为例)

级数
扩孔直径
倍数
泥浆要求
1级
300mm
1.2倍管径
粘度40s
2级
450mm
1.5倍管径
粘度45s
3级
720mm
2.4倍管径
粘度50s

3.2 泥浆流量计算

Q = π × (D²/4) × v

其中:

  • Q:泥浆流量(m³/s)
  • D:钻杆直径(m)
  • v:流速(通常取0.3m/s)

示例:DN150钻杆(0.15m)的流量需求:

Q = 3.14×(0.15²/4)×0.3 ≈ 0.0053m³/s (318L/min)

4. 清孔验收

  • 使用拉泥盘直径=1.2倍最终扩孔直径
  • 孔内残留物≤5%(通过体积法检测)
  • 孔壁光滑度:无突出硬物(探孔器可通过)

5. 回拖拉管

5.1 拉力计算

F = μ × L × W + F泥浆阻力

其中:

  • μ:摩擦系数(PE管0.3,钢管0.5)
  • L:穿越长度(m)
  • W:管线单位重量(kg/m)
  • F泥浆阻力:经验值10-20kN

5.2 安全校核(DN250 PE管示例)

参数
说明
管材抗拉强度
20MPa
Fmax = σ×A ≈ 38kN
截面积A
1925mm²
实际需拉力
14.4kN
100m管道,W=15kg/m
安全系数
2.64
38/14.4 > 2(符合)

6. 质量控制

项目
标准
检测方法
轨迹偏差
水平±1m,垂直±0.5m
导向仪数据复核
管线试压
1.25倍工作压力,稳压30分钟
压力表监测
泥浆性能
粘度≥40s,pH 8-10
马氏漏斗/试纸