非开挖施工中导向孔轨迹的简易设计计算.docx
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1、非开挖施工中导向孔轨迹的简易设计计算摘要:就一些非开挖施工人员在现场凭经验打导向孔造成工程失败的现象,本文介绍简易好用的钻孔轨迹设计计算方法并举例说明,确保非开挖施工现场人员简洁理解、驾驭并便利运用,对于大直径PE管和钢管的铺设施工更值得参考。ToavoidbeingstuckorcompletefailurewheninstallsteelpipeorlargediameterHDPEpipewithHDDtechnology,asimplewayofpilotborepathdesignisrecommended.Examplesarealsogivensothatthosewhowork
2、onjobsitecaneasilymasterthewayanduseforpractice.关键词:钻孔轨迹、造斜、转弯半径、开孔角、倾角KeyWords:Pilotborepath,Setbackdistance,Bendradius,Startboreangle,Pitch从多年客户培训时反应的信息得知,很多水平导向钻机运用者在实际施工时多凭借经验估计开孔角度和造斜距离以及钻孔角度变更。这在一些小直径软管的施工时都能幸运胜利,但在施工大直径管或钢管时这种凭经验的做法往往就会遇到很多麻烦,出现拖管时卡死、工程失败等重大工程事故,造成巨大经济损失。有的在事故之后找一个懂行的人帮助设计一个新
3、轨迹,问题马上得到解决。其实这种根本的设计并不麻烦,只要略微懂得一些简洁数学学问并查阅一些相关数据即可进展,这里我将平常给沟神(DITCHWITCH)客户理论培训课上讲授的一些简洁设计计算的方法内容作一归纳与大家共享,期望能对一线施工人员有切实帮助。导向孔是施工的第一步,随后的扩孔、拖管作业都是在此根底上进展的。导向孔的质量如造斜段转弯半径的大小、轨迹曲线的平滑程度、避让地下障碍物的位置等是否正确干脆关系到后续拖管作业的成败,因此要仔细做好导向孔的施工。1钻孔轨迹的构造一般钻孔轨迹的构造如图1所示,包括三个局部:第一造斜段、水平段、其次造斜段。ABCD中国非开校丁理技术01J其中水平段是管线埋
4、设的主要孔段,两个造斜段那么分别为管线进入水平段和露出地面顺当与否的关键孔段,钻孔轨迹设计计算的主要内容也是指造斜段。钻孔轨迹设计要参考多种影响因素:(D所施工产品管线的材料性能、尺寸大小;(2)所用钻杆最小弯曲半径(或单根钻杆倾角允许最大变更量);(3)地面、地下障碍物的状况;(4)地层特点等等。由于篇幅所限,本文将主要介绍一般条件下钻孔轨迹简洁设计计算的方法,对特别地层、障碍物状况等的影响因素不作过多探讨。2钻孔轨迹的内容(以轨迹第一造斜段为例):2.1 开孔点:即钻机须要摆放的位置(图1中的A点);2.2 孔位深度:即管线要埋设的深度(图1中轨迹水平段距地面深度)。这往往由工程建立方依据
5、产品管线的作用特点和所穿越环境的要求来确定,作为施工者就应当依据地层条件和地面、地下障碍物状况看是否能满意要求,必要时须要与工程建立方协调对深度进展变更。2.3造斜距离:即造斜段的水平投影长度(图1中AB段)。这其实与开孔点表示一样的含义,造斜距离确定后,钻机摆放位置也就找到了。2.4 最短造斜距离:即满意产品管线最小允许转弯半径或钻杆最小允许弯曲半径要求的造斜距离。假如单从施工的顺当程度来考虑,在产品管线埋深一样的前提下,造斜距离越长越好,因为造斜距离越长,轨迹曲线越平缓,越利于后续管线顺当回拖。但考虑到场地限制和施工工期、施工本钱、施工风险的要求,造斜距离又不能太长,距离太长将须要更多的钻
6、杆、更长的时间进展施工,这会提高施工本钱且加重工程的风险性。因此在进展轨迹设计时,按最短造斜距离的要求考虑,实际施工时只要不小于该距离即可。该最短造斜距离其实是最节约钻杆和施工工期的平安距离。这里提到的最小转弯半径是依据相应材料抗弯强度极限推算出来的几何概念,其意义为:假如管线或钻杆实际弯曲半径小于该最小转弯半径就会造成管线或钻杆的变形损坏。假如施工中所设计钻孔造斜段的某点或某段处的弯曲半径小于管线或钻杆的最小转弯半径限制就会造成钻杆、管线损坏或造成回拖时管线无法沿钻孔轨迹行进而被卡死的现象。实际设计时,对于电缆线、硅芯管和PE管等柔性管线的施工由于其最小允许转弯半径都可以比钻杆的最小转弯半径
7、小,因此多以钻杆的最小转弯半径为依据进展;对于钢管的施工由于其允许最小转弯半径大于钻杆的允许半径,因此不能仅以钻杆的允许转弯半径作为依据。下表分别列出钢管的允许转弯半径和美国沟神(DITCHWITCH)公司各型钻机所用钻杆的最小转弯半径值供设计时参考。非沟神钻机的运用者设计时应参考所用钻杆的相应最小转弯半径值。表1常用钢管最小弯曲半径参数(表内数据由美国沟神公司技术部门供应)钢管公称直径(毫米).最小弯曲半径(米)5047.2一7570.IpIog89.X127/111.31501316200170&25皿213.3。30g253-35g277.3/400317p450356&2沟神公司各型导
8、向钻机配套钻杆的最小转弯半径和单杆颈角允许最大改变壁机型。钻杆最小转弯半径(米),:单杆颈角允许改变量(),JT52321.3*6(杆长1.5米)JT920Lq3g9(杆长3米)wJT1720M1-40.、7(杆长3米),JT2720M1-54c5(杆长3米)PJT4020MU5的7(杆长4.5米).JT7O2OM170-6(杆长4.5米)JT2720A54(双壁钻杆)5(杆长2.8米)JT4020A91(双壁钻杆),6(杆长4.3米),500P396.236004754750594.3renchless.CN中国非开挖工程技术网2.5 造斜段每根钻杆端点所在的深度、倾角:这是设计计算时最终为
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