做PE燃气管水平定向钻穿越时,我们得考虑以下几个方面:
1、硬质土层、砂、卵石层的导向问题
1.1 导向钻头的选择
在选择导向钻头前,必须先了解周边地层的地质情况,很多建设单位对小型定向钻施工铺管前,都不采取地质钻探,只能通过长期在这一地区积累一些资料做为参考。当了解这一地段主要是以软地层为主,那么就采用导向板面较大的导向钻头,以尽快控制导航方向,当了解施工段是主要以砂、卵石及硬质地层为主应采用鸭嘴式,板面面积小的导向钻头并镶焊一定数量的合金片,且镶焊刃角不能过长以保护导航钻头的磨损,使其顺利通过硬质地层、砂、卵石层。
1.2 开机操作的技巧
当导向钻头穿越砂、卵石层及硬质地层时,想改变轨迹方向时,如果一昧地想顶进,就会产生钻杆弯曲,导向钻头出水口堵塞等情况,根据工作经验,应采用边顶进带回转的操作方法,例如想将方向朝上,那么操作人员就应将给进顶力控制在钻杆将要弯曲时,另一手控制回转手把,使导向钻头方位在11――1方向之间,使导向钻头在这区间左右转动,使其缓慢钻进但效果很好,这种方法一定要注意泥浆的配制,特别砂、卵石难成孔,应配置较大比重泥浆保护孔壁,硬质土层孔壁与导向钻头外径间隙较小,需及时把岩霄排出孔外,防止导向钻头、钻杆抱死。
2、扩孔中存在的问题
2.1 缩颈
软土层扩孔,容易产生缩径现象,从表面上看:卸钻杆时,孔内泥浆通过钻杆倒流压力大,说明孔内有缩径现象,此时,扩孔钻头回拉艰难,机械负荷变大,操作不当时可能产生抱钻事故,此时的司钻手操作时应采用轻拉慢转,紧盯仪器表盘,根据情况操作,泥浆师就要选用固相泥浆护壁,使孔内压力平衡,保持成孔。
2.2 坍孔
沙质粘土层、沙层、松散回填土层扩孔易坍孔、抱钻、卡钻,严重时可能出现路面裂缝下陷。选用固相泥浆、重胶质固相泥浆护壁。可有效的防止坍孔。如果块石堆积处坍孔,只有将块石清除都方可继续扩孔,此时的司钻手操作方法是:轻拉慢转,密切关注仪器表盘,待扩孔通过坍孔处时,钻头向后推,重新扩孔一次或多次,直至此孔较达到正常扭矩,如发现石头在钻头后部可采用将推向尾部工作坑取出石头。
3、泥浆漏失或不返浆
3.1 在松散的回填土层、地下水位较低、沙质粘土层、沙层、河床底的软土层扩孔,泥浆不从孔口返出,而是从孔内漏失,此时司钻手要适当控制泥浆泵量,泥浆师就要调制:增大泥浆浓度和粘度,在孔壁上形成泥皮阻漏,有效地防止泥浆漏失,在穿越河流时,泥浆漏失严重可在泥浆中加水泥或粉煤灰来控制漏失。
3.2 在扩孔或回拖铺管时,常见泥浆从孔内中渗出地面,泥浆渗出的原因一是扩孔、铺管中残留泥浆过多阻塞钻孔,泥浆无法从孔口返出,泥浆在孔内形成高压面从地面渗出;二是当地层松散给泥浆留出通道,泥浆顺其通道渗出地面。一般情况泥浆从地面渗出对铺设管线影响不大,但是在一些特定的环境下要控制泥浆渗出。如:泥浆不可从居民房中渗出,不可从闹市区渗出,不可从养鱼、虾池中渗出,防止渗出泥浆的措施一是增加钻孔深度;二是改变钻头结构,采用叶片式(a)、溜槽式钻头(b), 尽可能将泥屑搅成泥浆;三是司钻手、泥浆 师要根据地层情况,控制好泥浆的浓度、粘度、流量,增加泥浆的护壁,悬浮和排屑能力,使钻孔形成完整、通道泥浆畅通无阻地从孔口返出.
4、拉管中存在的问题
4.1 设备故障原因,延误拉管最佳时间使孔内泥屑沉淀引起抱管。
4.2 复杂地层,没有相应的泥浆护壁、排屑原因引起管材变形、抱管。
4.3 所铺设的管材质量原因引起的管材变形断管。
对卡管、抱管、管变形、断管的防范措施 :
A、既要防止欠压平衡造成内撑压力不足而缩径,又要防止起平衡失水造成的地层软化缩径,泥屑无法正常排出,孔内泥浆的压力应该控制在与孔深处的地应力相对平衡的数值。客观上讲,这是很难做到得。但是通过综合分析,合理设计和严谨的施工操作业,尽量使不平衡程度减小。泥浆的静压力主要是调整泥浆重度来控制。一般应略小于平衡地压力所需的重度、以备再叠加循环动压力,孔口盛浆坑是维持压力平衡的必需,通过此才能保持孔内泥浆具有一定的基本静水头。
B、采用强降水泥泥浆体系是控制易坍孔、缩径的关键,首先选用优质配浆粘土,可交换的阳离子数目多,水分子易进入晶胞之间,粘土易水化膨胀,分散性好,同时可以吸引较多的阳离子,故“活性大”,接受处理的能力强,包被的水化膜多,是优质的降失水造浆粘土,此外还以加适量的降失水剂,如Na-CMC、纳甲基纤维素、水解聚丙烯晴HPAN、植物胶LG等。
C、提高泥浆润滑性,作为降低抱管引起的拉管摩擦阻力增大的辅助措施,提高泥浆的润滑性是非开挖铺管的重要技术,当抱管应力一定时,要减小管道与孔壁之间的摩擦阻力。主要是降低二者接触面得摩擦系数。可在泥浆中加适量聚丙烯胺,既具提粘、降失水又具润滑性。工地现场,也用洗衣粉当润滑剂又可分解岩泥屑颗粒。总之,完整、干净、润滑的孔壁是成功拉的关键
4.4 机械操作及管理方面
由于压力失衡和失水软化造成的缩径、坍孔程度是随时间增加而递增的,所以非开挖应该以快速、紧凑、连续完成施工为原则,尽量抢在地层中蠕变、泥屑沉淀、泥浆失水而引起坍孔、缩径抱管明显增大之前铺设完管道,优化设计现场操作程序,做好各工序的高效衔接是非常重要的,司钻手操作时要控制拉、推速度;避免过快造成活塞效应,破坏孔壁。为此,施工前还应做好备件、维修准备等工作,一旦在用设备等发生故障,应尽可能短时间内修复,选用优质的管材,特别注意其防钢度、抗拉强度。 总之,拉管前要考虑方方面面的问题,才能在拉管时做到快速、紧凑、连续地完成铺管施工。
拉管十个想一想:
一是对设备性能、现有情况想一想;
二是对孔内干净、完整、润滑(看清孔时扭矩表)情况想一想;
三是对管材质量、焊接情况想一想;
四是对拉管钻头搭配是否合理想一想;
五是对管头结构、连接能力情况想一想;
六是对泥浆排放、清浆设备准备情况想一想;
七是对个岗位人员就位情况想一想;
八是对市政行政管理、监督人员是否要到现场想一想;
九是对环保部门、周边群众是否干扰想一想;
十是对可能出现卡、抱、断管等应急措施想一想。
(来源:非开挖天地)
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