一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法技术

本发明专利技术涉及工程施工技术领域，尤其涉及一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法，先进行地下管线探测，包括地下勘查和地表测量，对探测数据进行修正、判断和综合分析，提出探测成果；然后根据探测成果，确定钻孔轨迹，同时采用定向导向钻进系统，通过电磁波信号传输，按照钻孔轨迹，先钻进一个小直径的导向孔；随后在钻杆端部换接大直径的钻头进行多次扩孔；在最后一次扩孔的同时，将待铺设的管线拉入钻孔中指定的位置后，完成铺管施工；通过该施工方法就可以在错综复杂的城区施工中避开所在地下障碍，并且能够在一些松散破碎地层中采用非开挖铺管技术铺设管道，因此，该施工方法在城市非开挖施工中具有重要地位和作用。

Construction method of horizontal directional drilling for high-density polyethylene non pressure pipeline

The present invention relates to the technical field of engineering construction, in particular to a high density polyethylene non pressure pipeline horizontal directional drilling construction method, the first detection of underground pipeline, including underground exploration and surface measurement, correction, judgment and comprehensive analysis of the survey data, the detection results; then according to the detection results, determine the drilling trajectory, and the guiding drilling system, the electromagnetic wave signal transmission, in accordance with the drilling trajectory, first into a guide hole of small diameter; then in the end of the drill rod for connecting large diameter drill many times in the last reaming Reaming; at the same time, the laying of pipelines will be pulled into the specified location after the completion of drilling, Pu through the pipe construction; construction method can avoid the obstacles in the construction of the underground city perplexing, and can in some loose and broken The trenchless method is used to lay the pipeline, so the construction method plays an important role in the trenchless construction of the city.

【技术实现步骤摘要】
一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法
本专利技术涉及工程施工
，尤其涉及一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法。
技术介绍
随着我国经济的持续稳定发展，为了满足人们日益增长的管道管线需求，各个大中城市的地下管网陆续进行大规模修建，还有一些地下管线需要维护更新。对于电力、通信等高密度聚乙烯管道采用非开挖水平定向钻进进行敷设时，常常需要同时敷设多管孔(几孔、十几孔甚至几十孔)管道。一般来说，根据水平定向钻机的设备能力(主要指回拖力)的大小，将拟敷设管道分为两组、三组或多组，每组单独施工一个导向孔，进行导向孔、扩孔和回拉拖管。为确保成功，每组管道的回拖力都必须控制在设备的能力范围内。同时，各个导向孔之间要保持一定的安全距离，以避免施工时管道受到损害。这种分组多导向孔的传统施工方式施工速度较慢，也占用了大量的地下空间资源。由于城市地下空间资源有限，很多时候施工场地较为狭窄，并不具备多个导向孔施工条件，往往只能施工一个导向孔；而此种情况下，多管同时回拖又可能超出了设备的实际能力，拖管容易出现抱死或卡钻事故，从而导致工程失败。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法，先进行地下管线探测，包括地下勘查和地表测量，对探测数据进行修正、判断和综合分析，提出探测成果；然后根据探测成果，确定钻孔轨迹，分别确定中间水平直线段和两端的造斜段，并按照设计的钻孔轨迹，同时采用定向导向钻进系统，通过电磁波信号传输，按照钻孔轨迹，先钻进一个小直径的导向孔，实现钻孔施工时的直线前行或方向改变；随后在钻杆端部换接大直径的钻头进行多次扩孔，对后续大管径管线进行铺设；在最后一次扩孔的同时，将待铺设的管线拉入钻孔中指定的位置后，完成铺管施工。具体包括以下步骤：第一步、地下管线探测；该地下管线探测方法包括物探法、查图法和查询法；第二步、钻孔轨迹设计；根据上述步骤中的地下管线勘察成果、现场地形地貌和周边环境、钻杆最小弯曲半径以及施工经验综合考虑和选取各设计参数；第三步、化学泥浆配制；施工中要根据不同地层使用不同的泥浆配比，以达到顺利成孔的目的；其中，采用马氏漏斗对泥浆粘度进行测量，马氏漏斗粘度(S/qt)，实际施工时泥浆粘度根据地质条件进行确定：淤泥、淤泥质土为35-45S/qt，人工填土为40-50S/qt，粘土、亚粘土为30-40S/qt，粉细砂质土为40-55S/qt，中粗砂质土为50-65S/qt；同时，泥浆的使用量以孔口有泥浆流出为宜，泥浆用量为：V＝理论建筑空间×(300％～500％)；第四步、导向孔施工；采用带水射流的斜面钻头和导向定位系统进行导向孔施工；第五步、扩孔施工；在上述步骤的导向孔顺利完成后，用扩孔钻头对导向孔进行多次扩孔，以满足工程需要；其中，扩孔系数K为一重要参数，具体取值根据实际土质进行选取：淤泥、淤泥质土为1.0-1.1K，人工填土为1.1-1.2K，粘土、亚粘土为1.2-1.3K，粉细砂质土为1.3-1.4K，中粗砂质土为1.4-1.5K，卵砾砂质土为1.5-1.6K；扩孔钻头包括挤压式、流道式和开放式，挤压式扩孔钻头用于软土层，开放式扩孔钻头用于较密实土层，流道式介于两者之间，具体使用需根据实际施工土质进行选择；第六步、高密度聚乙烯管道热熔对接；使用热熔对接机进行对接施工；在对接时根据不同规格、材质和性能的管道进行对接，对接时注意对应的对接参数，该对接参数包括加热温度、加热时间、接触压力和接触时间；在管道对接后在接口处将形成接口环，接口环采用“削倒角法”，具体是：在管道接口两端面刨平后，用刀片在内缘削倒角，从而在接口热熔对接前形成“V”字坡口，待对接完成后，“V”字坡口被焊缝填平；且采用不同壁厚管材搭配使用时，搭配原则包括：入钻端用厚管，出钻端用薄管；穿越距离越长，回拖力越大，管壁越厚；管径越大，越易扁管，管壁越厚；第七步、拖管施工；在上述步骤的钻孔扩孔完毕后，进行管道回拖施工，从而最终完成铺管施工。优选地，所述第四步中，导向定位系统包括手持式接收器、遥显仪以及安装于钻头内的信号棒，通过地面接收器和遥显仪显示钻头深度、倾斜度、工具面向角参数，供操作人员掌握孔内情况，并随时按设计的钻孔轨迹进行操作调整。优选地，所述第六步中，热熔对接是将待焊管材两端面以一定压力靠在一个预置好温度的加热板上维持一段时间，在管材获得了足够的温度后，取出加热板，给待焊两端面施压，使两个焊接端面紧密接触，在一定的压力下维持一定的时间至冷却，整个焊接过程完成。优选地，所述第六步中，在穿越距离较小(50m以内)时，可以完全或部分采用再生料管材；穿越距离较大(大于50m左右)时，可以部分采用再生料管材。再生料管材壁厚也可以进行搭配使用，搭配原则与原生料管材(俗称“新料管”)相同。与原生料管材也可以混合、搭配使用。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法，先进行地下管线探测，包括地下勘查和地表测量，对探测数据进行修正、判断和综合分析，提出探测成果；然后根据探测成果，确定钻孔轨迹，分别确定中间水平直线段和两端的造斜段，并按照设计的钻孔轨迹，同时采用定向导向钻进系统，通过电磁波信号传输，按照钻孔轨迹，先钻进一个小直径的导向孔，实现钻孔施工时的直线前行或方向改变；随后在钻杆端部换接大直径的钻头进行多次扩孔，对后续大管径管线进行铺设；在最后一次扩孔的同时，将待铺设的管线拉入钻孔中指定的位置后，完成铺管施工；通过该施工方法就可以在错综复杂的城区施工中避开所在地下障碍，并且能够在一些松散破碎地层中采用非开挖铺管技术铺设管道，因此，该施工方法在城市非开挖施工中具有重要地位和作用。附图说明图1为本专利技术的施工工艺流程图；图2为本专利技术中水平定向钻进施工原理图；图3为本专利技术中热熔对接接口示意图；图4为本专利技术中管道接口端面削倒角形成V字坡口示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1-4，一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法，先进行地下管线探测，包括地下勘查和地表测量，对探测数据进行修正、判断和综合分析，提出探测成果；然后根据探测成果，确定钻孔轨迹，分别确定中间水平直线段和两端的造斜段，并按照设计的钻孔轨迹，同时采用定向导向钻进系统，通过电磁波信号传输，按照钻孔轨迹，先钻进一个小直径的导向孔，实现钻孔施工时的直线前行或方向改变；随后在钻杆端部换接大直径的钻头进行多次扩孔，对后续大管径管线进行铺设；在最后一次扩孔的同时，将待铺设的管线拉入钻孔中指定的位置后，完成铺管施工。其中，具体包括以下步骤：第一步、地下管线探测；这里的地下管线探测方法包括物探法、查图法和查询法，物探法是用地下管线探测仪进行探测，包括有源探测和无源探测；查图法是到规划部门查规划图，以达到了解地下管线的目的；查询法是要求各管线单位派人到施工现场确认管线位置深度的方法；需要说明的是，对地下原有管线及设施的进行勘查，需查清待铺管线周围至少五百米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法，其特征在于，先进行地下管线探测，包括地下勘查和地表测量，对探测数据进行修正、判断和综合分析，提出探测成果；然后根据探测成果，确定钻孔轨迹，分别确定中间水平直线段和两端的造斜段，并按照设计的钻孔轨迹，同时采用定向导向钻进系统，通过电磁波信号传输，按照钻孔轨迹，先钻进一个小直径的导向孔，实现钻孔施工时的直线前行或方向改变；随后在钻杆端部换接大直径的钻头进行多次扩孔，对后续大管径管线进行铺设；在最后一次扩孔的同时，将待铺设的管线拉入钻孔中指定的位置后，完成铺管施工。

【技术特征摘要】
1.一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法，其特征在于，先进行地下管线探测，包括地下勘查和地表测量，对探测数据进行修正、判断和综合分析，提出探测成果；然后根据探测成果，确定钻孔轨迹，分别确定中间水平直线段和两端的造斜段，并按照设计的钻孔轨迹，同时采用定向导向钻进系统，通过电磁波信号传输，按照钻孔轨迹，先钻进一个小直径的导向孔，实现钻孔施工时的直线前行或方向改变；随后在钻杆端部换接大直径的钻头进行多次扩孔，对后续大管径管线进行铺设；在最后一次扩孔的同时，将待铺设的管线拉入钻孔中指定的位置后，完成铺管施工。2.根据权利要求1所述的高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法，具体包括以下步骤：第一步、地下管线探测；第二步、钻孔轨迹设计，根据上述步骤中的地下管线勘察成果、现场地形地貌和周边环境、钻杆最小弯曲半径以及施工经验综合考虑和选取各设计参数；第三步、化学泥浆配制，施工中要根据不同地层使用不同的泥浆配比，以达到顺利成孔的目的；其中，采用马氏漏斗对泥浆粘度进行测量，马氏漏斗粘度(S/qt)，实际施工时泥浆粘度根据地质条件进行确定：淤泥、淤泥质土为35-45S/qt，人工填土为40-50S/qt，粘土、亚粘土为30-40S/qt，粉细砂质土为40-55S/qt，中粗砂质土为50-65S/qt；同时，泥浆用量为：V＝理论建筑空间×(300％～500％)；第四步、导向孔施工，采用带水射流的斜面钻头和导向定位系统进行导向孔施工；第五步、扩孔施工，在上述步骤的导向孔顺利完成后，用扩孔钻头对导向孔进行多次扩孔，以满足工程需要；其中，扩孔系数K为一重要参数，具体取值根据实际土质进行选取：淤泥、淤泥质土为1.0-1.1，人工填土为1.1-1.2，粘土、亚粘土为1.2-1.3，粉细砂质土为1.3-1.4，中粗砂质土为1.4-1.5，卵砾砂质土为1.5-1.6；扩孔钻头包括挤压式、流道式和开放式，具体使用需根据实...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧莹，王辉，
申请(专利权)人：广州市恒盛建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44