水平定向钻施工技术规程

α下管工作坑替代 第二造斜段

图5.3.5 铺设较大管径钢管轨迹设计图

3 PE管、PVC管的出土角宜在00~200。

5.3.6 在地面上采用始钻式钻机钻进导向孔时,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。

5.3.7 定向钻穿越公路、铁路、河流、地面建筑物时,最小覆土深度应符合专业规范要求;当专业规范无特殊要求时,最小覆土深度应符合表5.3.7的规定。

表5.3.7 最小覆土深度

项目 城市道路 公路 高速公路 铁路 河流 地面建筑 深度 与路面垂直净距>1.5m 与路面垂直净距>1.8m;路基坡角地面以下>1.2m 与路面垂直净距>2.5m;路基坡角地面以下>1.5m 路基坡角处地表下5m;路堑地形轨顶下3m;0点断面轨顶下6m 一级主河道百年一遇最大冲刷深度以下>3m 二级河道河底最低标高以下>3m,最大冲刷深度以下2m 根据基础结构类型,经计算后确定。 注:最小覆土深度还应必须大于生产管管径5~6倍以上。

5.3.8 定向钻铺设的管线与建筑物或既有地下管线的距离应符合下列规定:

1 铺设在建筑物基础以上时,与建筑物基础的水平净距不得小

于1.5m;

2 铺设在建筑物基础以下时,与建筑物基础的水平净距必须在持力层扩散角范围以外,尚应考虑土层扰动后的变化,扩散角不得小于450;

3 在建筑物基础下铺设管线时,必须经过验算后确定深度; 4 与既有地下管线水平铺设时,φ200mm以上的管线,净距应为最大扩孔径的2倍以上;φ200mm以下的管线,净距不得小于0.6m;

5 从既有地下管线上部交叉铺设时,垂直净距应大于0.6m; 6 从既有地下管线下部交叉铺设时,垂直净距应符合下列要求: 1)粘性土地层应大于扩孔直径的1倍; 2)粉土地层应大于扩孔直径的1.5倍; 3)砂土地层应大于扩孔直径的2倍;

4)小直径管道(φ<110mm)垂直净距不得小于0.5m。 7 遇可燃性管道和特殊管线及弯曲孔段应考虑加大水平和垂直净距。若达不到上述距离时,应增设有效的技术安全防护措施。 5.3.9 定向钻铺设钢管最小允许曲率半径应采用公式(5.3.9)计算,也可用不小于1200D估算。

Rmin=206D

SK2

(式5.3.9)

式中:Rmin-最小曲率半径(m)

206-常数(Mpa·m)

D-钢管外径(mm) S-安全系数,一般取1~2 K2-钢管屈服极限(Mpa)

5.3.10 定向钻铺设PE管的最小允许曲率半径可采用公式(5.3.10)计算:

?=

EDH (式5.3.10) 2??式中:?-曲率半径(cm)

E-弹性模数(Mpa)

DH-管外径(cm) ??-弯曲应力(Mpa)

铺设PE管时,钻孔轨迹的曲率半径应同时满足钻杆的曲率半径。 5.3.11 钻杆的曲率半径应由钻杆的弯曲强度值确定。根据工程实践经验,一般情况下钻杆弯曲半径为1200D以上(D为钻杆外径)。

5.4 工作坑

5.4.1 定向钻铺管应根据场地条件、管线类型、管径、材质、埋深、地质条件、既有地下管线分布情况及定向钻施工的设计参数确定工作坑的形状、大小和深度。

5.4.2 工作坑支护形式分有钢板桩、钢筋混凝土排桩、喷锚支护及放坡支护等,支护方法和适用条件可按表5.4.2选用。

表5.4.2 工作坑支护方法和适用条件

工作坑支护 排桩、喷锚 钢板桩 放坡 适用条件 土质比较松软,且地下水又比较丰富; 渗透系数>1×10-4cm/s的砂性土,覆土深度较大时 土质比较好,地下水又较少,深度>3m时;渗透系数在1×10-4cm/s左右的砂性土 土质条件较好,地下水又较少,深度<3m时 注:1、工作坑距建筑物较近,应采取特殊措施;

2、采用的支护方式,其整体刚度、稳定性和支撑强度必须通过验算;施

工时应进行全过程位移观测;

3、工作坑内降水方法,根据水文地质条件确定;

4、放坡施工的工作坑,坡顶必须无荷载,余土应弃在2m以外; 5、工作坑支护方式应符合《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中的有关规定要求。

5.5 回拉力计算及定向钻机选择

5.5.1 定向钻回拉力宜按公式(5.5.1)计算:

D2 F拉=πLf【?泥-dδ1(D-δ1)】+K粘πDL (式5.5.1)

4式中:F拉-计算的拉力(t) L-穿越长度(m) f-摩擦系数,0.1~0.3 D-生产管直径(m) ?泥-泥浆密度(t/m3) δ1-生产管壁厚(m)

K粘 -粘滞系数,0.01~0.03

5.5.2 定向钻机宜根据式5.5.1计算值的1.5~3倍来选择。

6 工程施工

6.1 一般规定

6.1.1 定向钻铺管施工应符合设计要求,技术措施安全可行、减少环境污染、不破坏相邻管线与建筑物。

6.1.2 定向钻铺管施工前,应制订施工组织设计或专项施工方案,并做好技术交底。

6.1.3 材料进场时,应进行质量检验,并附有质量证明合格文件。

6.2 定向钻铺管钻机

6.2.1 定向钻铺管钻机分类和技术性能可按表6.2.1选用。

表6.2.1 定向钻机分类及其技术性能

分类 小型 中型 大型 给进力或回拉力(kN) ﹤100 100~450 ﹥450 扭矩(kN·m) ﹤3 3~30 ﹥30 回转速度(r/min) ﹥130 100~130 ﹤130 功率(kW) ﹤100 100~180 ﹥180 钻杆长度(m) 1.50~3.00 3.00~9.00 9.00~12.00 给进机构 钢绳和链条 链条或齿轮齿条 齿轮齿条 铺管直径(mm) ﹤350 350~600 600~1200 铺管长度(m) ﹤300 300~600 600~1500 铺管深度(m) ﹤6 6~15 ﹥15 导向测量系统 手持式导向仪 手持式导向仪或随钻测量仪 随钻测量仪 6.3 定向钻铺管施工

6.3.1 定向钻铺管施工设备安装应符合下列条件:

1 设备应安装在生产管中心线延伸的起始位置; 2 调整机架方位应符合设计钻孔轴线; 3 按设计入土角调整机架倾斜角度;

4 钻机定位后,应用锚杆锚固。土层坚硬且干燥可适用直锚杆;土层松散可采用砼基础或沉箱螺旋锚杆锚固定位。

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