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大管径供热管道g游戏平台登录网址机施工回拖作业技术

文章来源:mg游戏平台登录网址---发布日期:2018-12-28 作者:mg游戏平台登录网址 点击:

大管径供热管道g游戏平台登录网址机施工回拖作业技术

1. 概述

对于大管径供热管道,在实施定向钻穿越施工的回拖作业时,为降低回拖阻力需向钻孔内注入泥浆。由于大管径供热管道的体积比较大,回拖过程中泥浆对供热管道将产生比较大的浮力,导致供热管道上部与钻孔孔壁之间产生极大的摩擦力。

为降低泥浆浮力对管道的抬升作用,在回拖作业时需增加管道重量(一般向管道内注水,增加管道重量)。由于注水后管道的重量大幅增加,在回拖作业时,适用于小管径供热管道的地面减阻方式已不能完全适应大管径供热管道的回拖作业要求。

适用于小管径供热管道的减阻方式为导向沟配合起重机的地面减阻方式,即利用起重机将管道前端吊起,在定向钻机回拖作用下,使管道平缓地进入钻孔。导向沟为在管道进入钻孔前的一段开挖的具有一定坡度的沟槽,以缩小回拖作业时管道与钻孔口的高差。

适用于大管径供热管道的地面减阻方式是采取开挖专用的发送沟,并向发送沟内注入泥浆,利用发送沟内泥浆对管道的浮力及泥浆的润滑作用,降低管道回拖过程中发送沟与管道的摩擦力,起到保护保温管PE外护管及接头保温结构的作用。值得说明的是,无论采用何种地面减阻方式,均需要开挖导向沟。

本文对大管径供热管道g游戏平台登录网址施工中回拖作业的关键技术进行探讨。

2. 关键技术

2.1定向钻机回拖力

由于在回拖作业时需向管道内注水以增加重量,因此在计算定向钻机回拖力时需考虑注水的影响。

定向钻机计算回拖力的计算式为:


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式中

F——定向钻机计算回拖力,N

L——穿越长度(指入土点与出土点的直线长度),m

f——供热管道与钻孔壁之间的摩擦系数,一般取0.1~0.3,本文取0.3

D——保温管外直径,m

p——泥浆的密度,kg/m3,一般取1020~1250kg/m2,本文取1250kg/m3

g——重力加速度,m/s2,取9.8m/s2

Wp——单位长度未注水保温管重量,N/m

Ww——单位长度保温管注入水的重量,N/m

K——泥浆的黏滞系数,N/m2,一般取150~350N/m2,泥浆黏性较大时取较大值,反之取较小值,本文取350N/m2

单位长度未注水保温管重量Wp的计算式为:

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式中

δs——工作管壁厚,m

ps——钢材密度,kg/m2,取7850kg/m3

Ds,o、Ds,in——工作管的外直径、内直径,m

δi——聚氨酯保温层的厚度,m;

pi——聚氨酯的密度,kg/m3,取60kg/m3

Di,o、Di,in——聚氨酯保温层的外直径、内直径,m

δPE——聚乙烯外护管的厚度,m

pPE——聚乙烯的密度,kg/m3,取940kg/m3

δPE,o、DPE.in——聚乙烯外护管的外直径、内直径,m

在工作管注满水的前提下,单位长度保温管注入水的重量Ww的计算式为:

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式中

Pw—水的密度,kg/m2,取1000kg/m3

供热管道在回拖施工时,工作管所能承受的回拖力Fall的计算式为:

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式中

Fall——管道能承受的回拖力,N

σ——管材的屈服强度,Pa,对于Q235B钢材为235×106Pa

B——系数,取2.0 

2.2钻孔最终扩孔直径

当穿越管道直径大于250mm或地层土质为中砂、粗砂及砂砾土时,宜进行多级扩孔。根据地层条件和钻机能力合理选择扩孔程序,管径越大,扩孔次数应越多。钻孔最终扩孔直径应按表1选取。对于供热管道,表1中管道外直径Dout指保温管外直径,单位为mm。

表1  钻孔最终扩孔直径

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2.3钻机的选型

g游戏平台登录网址穿越工程应综合考虑施工场地、地层土质条件、敷设管道管径、埋深和穿越长度等因素,合理选择定向钻机。

定向钻机的额定回拖力可按计算回拖力的1.5~3.0倍选取,但不得超过工作管所能承受的回拖力。若地质条件较差,在工作管所能承受的回拖力的限定条件下,宜选择额定回拖力较大的定向钻机,以确保回拖作业顺利进行。

2.4施工场地要求 

施工现场须具备安装定向钻机及相关设备、开挖泥浆池、安装泥浆制备及处理设备等的场地,有通畅的进出通道,须有稳定的水源。由于实际工程中管道回拖作业完成后,出土点后、入土点前均保留4m长的管段。

因此,在施工场地满足条件的前提下,发送沟的理想长度应满足钻孔长度加8m的长度要求。

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