非开挖技术(同济周老师2014.4月管网公司培训).pptxVIP

燃气管道非开挖技术;20世纪70年代以前， 燃气气管道穿越河流的方式仅限于开挖施工或直接在河床上裸置稳管铺设。对小型的不通航河流，传统的开挖施工就是筑坝截流／围堰导流——排水——开沟——埋管——回填稳管。而对大、中型河流，由于水文条件的限制和通航的要求，只能采用挖泥船、拉铲、气举、爆破等方法进行水下开沟——拖管就位——回填稳管。;国内外调查结果表明：由于水下开沟受水文地质条件的限制，成沟的难度大、沟底的平整度不易控制、管道就位的准确性差、不确定因素多，大约80％左右质量不合格或存在安全隐患。 主要问题表现为： 1）管道埋深达不到设计要求、局部悬空多、防腐层破坏严重等，严重影响油气管道的使用寿命。 2）有的穿越管道在竣工投产后不久即因洪水对河床的冲刷而裸露悬空，不得不停运维修；有的穿越管道甚至因洪水的冲击或在水下产生共振而断裂。 3）由于水下开挖的土方工程量巨大，施工过程中占用航道，污染水体等。;传统的挖槽埋设地下管线施工，由于对地面交通 影响较大，使本来就拥挤的城市交通如雪上加霜； 另外，对于穿越公路、铁路、建筑物、古迹保护区等的地下管线埋设，往往难以开挖或不允许开挖； 因此，非开挖技术得到了应用。 ;评价指标;6;7;8;9;10;11;12;13;水平定向钻法 （HDD － Horizontal?Directional?Drilling）;1972年，美国加利福尼亚州的一位名叫谢恩顿的工程师将传统的管道铺设技术与油田定向钻井工艺有机结合起来，首次采用水平定向钻的施工方法穿越了圣华金河。 目前在铺设供水管道、排水管、石油和天然气管道、电信管道、城市燃气管道、城市集中供暖管道以及电力、有限电视网等铺设工程中有了广泛的应用。 我国的水平定向钻铺管技术起步较晚，20 世纪90 年代初开始引进。 目前该技术在国内仍具有投资高，风险大，回报率高的特点。 ;16;水平导向钻法的工作原理是： 在施工时，按照设计的钻孔轨迹(一般为弧形)，采用可从地表钻进的钻机先钻一个近似水平的导向孔，然后，换上大直径的扩孔钻头，进行反向扩孔，同时将待铺管线回拉入钻孔内，当全部钻杆被拖回时，铺管工作同时也就完成了。 根据待铺管直径大小情况，可以采用多级扩孔，再回拖管线的方法，进行穿越施工。 ;水平定向钻一般都由钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成。;钻机系统：是钻进作业及回拖作业的主体，它由钻机主机、转盘等组成，钻机主机放置在钻机架上，用以完成钻进作业和回拖作业。转盘装在钻机主机前端，连接钻杆，并通过改变转盘转向和输出转速及扭矩大小，达到不同作业状态的要求。 动力系统：由液压动力源和发电机组成动力源；发电机为配套的电气设备及施工现场照明提供电力。;控向系统：控向系统是通过计算机监测和控制钻头在地下的具体位置和其它参数，引导钻头按设计曲线钻进。经常采用的有手提无线式和有线式两种形式的控向系统。 ;泥浆系统：泥浆系统由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及泥浆管路组成，为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆。;钻具及辅助机具：主要有适合各种地质的钻杆，钻头、泥浆马达、扩孔器，切割刀等钻具。辅助机具包括旋转活接头、各种管径的拖拉头等。 ;23;钻杆在HDD技术中是最重要的常规、高成本配备和消耗器材。钻杆直接影响工程的施工顺利与否。如果在孔内发生钻杆折落事故，常会造成工程失败，产生时间与经济乃至信誉的损失。 传递和调整钻机给予钻头之轴向压力。 传递钻进和扩孔时钻机对钻头施加之扭矩。 回扩和拖拉铺设管线时承受钻机施加之拉张力和扭矩。 承受经常扭卸钻杆接头时的扭应力，以及钻进时瞬间突然增大的扭矩。 承受钻头碎岩、钻具与孔壁摩擦产生的震动和冲击载荷。 承受在弯曲钻孔内推拉与回转时的弯曲疲劳载荷。 钻进时压力介质由钻杆内输向孔底工作面。 当用有缆传输孔底信号时，信号缆线由专门设计的钻杆内接续。 ;25;水平定向钻穿越具有“千穿千变”的特点，没有哪一种施工方案能够完全适用于多个水平定向钻穿越工程的施工。即使是同一条河流的两次定向钻穿越，由于所处环境和穿越地质的不同，所采用的方案也会有所不同。 施工工艺设计 施工过程控制 ;穿越选点——地质勘察——工艺计算——技术经济性评价 基本原则：必须在可行、可靠、适宜、经济的前提下满足水平定向钻穿越自身的工艺要求。 1. 穿越选点： 基本要求：选点合理、地质适宜、距离较短。 1）线路整体走向与合理穿越位置可能偏离的矛盾； 2）交通便利与远离干扰的矛盾。 解决的方法主要依赖于技术经济性评价。;2. 地质勘察 分为初步勘察和详细勘察两个阶段。 1）场地初勘及勘查老旧管线，通过现场勘查及工程勘测，掌握施工现场的管网、水文、地质条件及以往施工情况等资料。 2）在已确定的穿越断面上进行，查明穿越断面的地层结构、松散地层的颗粒组成及其工程