[发明专利]一种高密度聚乙烯非压力管道水平定向钻进施工方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。