水平定向钻施工规范

中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处水平定向钻进管线铺设工程技术规程水平定向钻进管线铺设工程技术规程StandardspecificationforinstallingStandardspecificationforinstallingpipelinebyhorizontaldirectionaldrillingpipelinebyhorizontaldirectionaldrilling((初初稿稿））中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处发布1中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处前言水平定向钻进管线铺设工程技术（简称“定向钻铺管”）是当今非开挖铺设各类地下管线行业中的施工方法之一。本规程由中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处编制而成。在编制过程中，进行了广泛的调查研究，充分征求意见，吸收借鉴国内外工程实践经验，特别是总结了我处近年来的水平定向钻进管线铺设工程经验与科研成果，最后经审查定稿。本规程分7章5个附录。主要内容包括：总则、术语、基本规定、工程勘察、设计、施工和工程质量验收。为提高本规程质量，请在执行过程中，注意收集资料，积累经验，随时将有关意见和建议函告中原石油勘探局工程建设总公司（地址：河南省濮阳市大庆路122号，邮编：457001），以供今后修订时参考。编制单位：中原石油勘探局工程建设总公司主要起草人：喻房川李刚李肇军吴正义张戈李林樊红艳耿延庆主审人员：何勇曹应华审定人员：2中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处目录1总则2术语3基本规定4工程勘察4.1一般规定4.2工程地质勘察4.3既有地下管线探测4.4定向钻穿越路由勘察5工程设计5.1一般规定5.2管材5.3导向孔轨迹设计5.4工作坑5.5回拉力计算及定向钻机选择6工程施工6.1一般规定6.2定向钻铺管钻机6.3定向钻铺管施工6.4安全施工7工程质量验收3中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处7.1一般规定7.2试验与检测7.3工程竣工验收附录A岩土的工程分类）附录B常见土层物理力学性质指标附录C常见岩石物理力学性质指标附录D探测地下管线的物探方法选择表附录E导向钻进原始记录本规程用词说明条文说明4中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处1总则1.0.1为加强定向钻铺管设计、施工及质量验收的统一工程标准，做到安全适用、技术先进、经济合理、质量可靠，特制定本规程。1.0.2本规程适用于定向钻铺管的设计、施工及质量验收。1.0.3定向钻铺管工程应符合国家及地方有关城市规划、土地管理、环境保护等法律法规的规定。1.0.4定向钻铺管工程的设计、施工及质量验收，除应符合本规程外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。凡未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。5中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处2术语2.0.1非开挖技术TrenchlessTechnology在不开挖地表的条件下或以最小的地表开挖工作量进行各种中小直径地下管线铺设、更换、修复和定位的施工技术。2.0.2水平定向钻孔HorizontalDirectionalDrilling利用水平定向钻机以可控钻孔轨迹的施工方法，在不同地层和深度进行钻进，通过导向系统使钻头沿着设计方向（轨迹）钻进并到达设计位置出口。2.0.3起始工作坑EntryShaft/Pit为水平定向钻进施工导向孔、扩孔钻进及拉管就位存储、回收泥浆和确定起始入口位置而开挖的工作坑。2.0.4出口工作坑ExitShaft/Pit为回收、储存水平定向钻进施工中排出的泥浆和确定出口位置而开挖的工作坑。2.0.5穿越Crossing在地表下避开障碍物进行非开挖铺设管线。2.0.6钻井泥浆DrillingMud指水和膨润土或聚合物的混合物，有时还需加入某些处理剂主要用于钻进施工中的冷却、润滑钻具、护壁和悬浮携带岩屑。2.0.7导向孔PilotHole利用水平定向钻机，沿设计轨迹施工完成的初始钻孔。2.0.8导向孔轨迹PilotPath6中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处导向孔钻进时，导向钻头移动路线的变化位置。2.0.9入、出土角Entry/ExitAngle在水平定向钻进，施工过程中钻头进入地层或从地层钻出时，钻杆柱与水平面的夹角。2.0.10顶角PitchAngle钻孔轴线在给定点的切线与通过该点与水平面之间的夹角。2.0.11方位角AzimuthAngle钻孔轴线在水平面上的投影或钻孔轴线在给定点上的切线在水平面上的投影与正北方向之间的夹角。2.0.12导向系统/定位仪Locator/WalkoverSystem提供方位角、顶角及导向孔施工状态等参数的系统。2.0.13扩孔ReamingBore为达到与水平定向钻进管线铺设相适应的孔径，用回扩钻头扩大孔径的施工过程。2.0.14回拉PullBack生产管通过钻杆从钻孔的出土点一侧，沿扩孔后的孔洞，回拉至钻杆入土点一侧的施工过程，亦称拉管就位。2.0.15生产管ProductPipe为各种建设目的而铺设的各类永久性地下管线。2.0.16随钻测量MeasurementWhileDrilling水平定向钻进导向孔施工过程，连续不断地检测有关钻孔信息的测量技术。7中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处3基本规定3.0.1工程设计前应进行工程勘察，调查分析施工区域内有关各方面情况，充分掌握现场资料。3.0.2既有地下管线分布情况应查明。3.0.3定向钻铺管使用管材通常为钢管、PE管和PVC管等，其材质及性能应符合国家有关现行标准及相应规定。3.0.4施工中所配制的钻进泥浆应根据地层条件合理使用，并做好环保、安全防护，文明施工。3.0.5施工时和施工完成后，铺设管线的上覆土层及相邻建筑物不得沉陷、坍塌或隆起，相邻或相交管线及地下构筑物不受损坏。3.0.6定向钻铺管设计、施工、监理等单位必须具有专业资质。3.0.7定向钻铺管施工操作人员必须经培训考核合格后，方能上岗操作施工，同时应遵守相应的安全操作技术规程。3.0.8定向钻铺管工程质量应符合各类地下管线的质量标准。8中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处4工程勘察4.14.1一般规定一般规定4.1.1定向钻铺管施工前应进行工程勘察。工程勘察应符合《岩土工程勘察规范》GB50021、《岩土工程勘察规范》DBJ13-84和《城市地下管线探测技术规程》CJJ61的规定。4.1.2工程勘察时，应由建设单位（甲方或业主）提供以下相关资料：1管线工程平面图（1:200～1:1000）；2既有管线地下管网图；3工程技术要求。4.1.3工程勘察应包括工程地质、水文地质、地形、地貌、地面建（构）筑物及既有地下管线探测、管线铺设路由勘察等。4.24.2工程地质勘察工程地质勘察4.2.1现场踏勘应查明地形、地貌、地面建（构）筑物对工程施工的不利条件，应查清水域覆盖面积和深度，应查实有无影响施工的干扰源。4.2.2定向钻铺管施工应通过工程勘察取得所要穿越地层的详细资料。4.2.3岩土的工程分类应符合《岩土工程勘察规范》GB50021、《岩土工程勘察规范》DBJ13-84的规定。4.2.4工程勘察报告中，水文地质内容应包括：地下水类型、含水9中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处层性质、测定初见水位和稳定水位。当场地存在多层对工程有影响的地下水时，应分层测量地下水位，并查明主要含水层的分布规律，地下水补给和排泄条件，提供设计、施工所需的其他水文地质参数。4.2.5需要进行岩土试验的项目应根据定向钻施工和所铺设的生产管线的要求来确定，试验项目应按《岩土工程勘察规范》GB50021、《岩土工程勘察规范》DBJ13-84的规定执行。4.2.6勘探取样钻孔的平面钻孔位置和深度应符合下列规定：1勘探孔的位置应在定向钻铺管的穿越线路两侧3～5m内，勘探孔结束施工后应进行灌浆封孔；2勘探孔数量的确定应按定向钻穿越长度及地层的复杂程度确定。在均质地层上布孔，可沿穿越路由方向进行，孔距50～100m；在地质构造复杂且地层不连续的情况下，应加密布孔；3穿越公路、铁路、地表障碍物宜在其两侧布孔，孔数不宜少于2个；穿越河谷、河谷两岸及河床应布置勘探孔，孔数不应少于3个。4一般情况下，勘探孔的深度应在定向钻铺管轨迹以下6m；5勘探孔钻进遇砂层、卵石层时，宜将该层穿透；6在必须采用降底地下水位进行施工的地域应查清地下含水层的厚度。4.34.3既有地下管线探测既有地下管线探测4.3.1既有地下管线探测，宜遵循下列程序：搜集资料→现场踏勘（确定探测方法）→实地调查（仪器探察、人工探察）→地下管线图绘制→报告书编写→成果验收。10中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处4.3.2既有地下管线探测的范围应不小于穿越路由两侧5m，并查明既有地下管线的性质、类型及所在的地下空间位置。4.3.3既有地下管线的探测方法选用仪器（物探方法）探测时，可参照本规程附录D。4.3.4既有地下管线的探测应符合《城市地下管线探测技术规程》CJJ61的规定。4.3.5既有地下管线探测后，应通过地面标志物、检查井、闸门井、人孔、手孔等进行复核。4.44.4定向钻穿越路由勘察定向钻穿越路由勘察4.4.1定向钻穿越路由勘察应先进行初步勘察，以判断路由的可行性，最后确定穿越路由。4.4.2沿穿越路由绘制施工断面图。4.4.3穿越路由应安全适用、经济合理、技术可行，并明确起、止点位置及长度。4.4.4穿越路由勘察应遵循下列原则：1输送可燃性介质管线应远离车站、桥梁及重要构筑物；2穿越河流宜选择在河段顺直、水流平缓、河床和坡岸稳定、两岸有足够施工场地的有利位置；3应避开高压电塔、电站、变电站等高压危险区；4应避开不良地质和不利于施工的地形、地貌；5保护生态环境，少占农田、绿地等。11中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处5工程设计5.15.1一般规定一般规定5.1.1定向钻铺管工程一般情况下宜按两阶段设计：初步设计和图件设计。5.1.2对重大的、技术复杂的穿越工程应进行初步设计。初步设计应根据国家现行标准、规范，在充分调查研究基础上，结合管线的使用功能和建设方意见，优化设计方案。5.1.3定向钻铺管施工图设计应包括下列内容：1工程概况：项目、地点、内容、主要工程量、计划施工周期；2既有地下管线；3施工方法、技术工艺；4施工机具及材料；5检验及验收标准。5.1.4设计文件应提交施工图审查，审查合格后方可使用。5.1.5设计变更应填写设计变更通知书及变更内容，并经原审图机构审查确认后方可继续实施。5.25.2管材管材5.2.1定向钻铺设钢管应具有足够强度、韧性、良好的焊接性能和抗腐蚀能力。5.2.2采用泥浆扩孔回拉的钢管，其壁厚应根据埋深、回拉长度和土层条件等确定，钢管最小壁厚可按表5.2.2选用。12中原石油勘探局工程建设总公司管道穿越工程处表5.2.2定向钻铺设常用钢管的最小壁厚表管径（D）mm管壁厚（T）mm≤1686168～2736～8273～4268～10426～63010～12630～1000D/T＜50经验公式注：管径大于630mm，小于1000mm的钢管设计的壁厚由计算确定。5.2.3定向钻铺设PE管的主要设计标准应满足在给定压力条件下的流量要求和铺设过程中的荷载（摩擦力、弯曲应力、浮力、水动力、张应力等）作用的总应力以及回拉力的要求。PE80、PE100管材公称压力SDR值应按表5.2.3选用。表5.2.3PE80、PE100聚乙烯管材公称压力和标准尺寸标准尺寸比SDR33SDR26SDR21SDR17SDR13.6SDR11公称压力（Mpa）PE800.40/0.600.801.001.25PE100/0.600.801.001.251.60注：SDR指管径与壁厚的比值5.2.4PE管材的物理力学性能应符合表5.2.4的要求。表5.2.4PE管材物理力学性能序号物理力学性能要求1断裂伸长率（％）≥3502纵面回缩率（110℃）％≤33氧化诱导时间（200℃）min≥204耐候性（管材累计接受≥3.5GJ/m2老化能量后）80℃静液压强度（165h）不破