專利名稱：水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道敷設(shè)技術(shù)，尤其是涉及一種非開挖施工技術(shù)。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)70年代美國發(fā)明使用了水平定向鉆技術(shù)用于管道穿越工程以來，該技術(shù)在世界各地得到運用和發(fā)展。起初，定向鉆技術(shù)只適用于粘土、粉沙、亞粘土等有造漿能力和易成孔的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，后來發(fā)展到對于不易塌方的巖石地段。但是，對于礫石、礫砂、卵石等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，一直認為是定向鉆施工工藝技術(shù)的禁區(qū)。一旦遇到這樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，一般處理方法是改變設(shè)計位置或路線，避免穿越此類地質(zhì)區(qū)域。但實際施工過程中，由于有些礫石或礫砂地段的特殊地理位置，無法進行更改，必須在礫石或礫砂地段進行穿越。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種隔離卵礫石的水平定向鉆穿越工藝方法--水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法。它具有可在礫石、礫砂或卵石地段進行水平定向鉆穿越的特點。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案這種水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，首先要構(gòu)筑工作坑，其改進之處在于它還設(shè)有以下工序(1)鋪設(shè)導(dǎo)軌；(2)夯管錘安裝；(3)鋼套管夯進；(4)管內(nèi)出土；(5)安裝中心定位管。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于所述的工序(3)鋼套管夯進工序中是采用一種能夯進空心鋼管的設(shè)備——夯管錘，將待鋪設(shè)的鋼套管沿設(shè)計路線直接夯入地層。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于所述的工序(2)夯管錘安裝工序中夯管錘以壓縮空氣或液壓油為動力。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于所述的工序(4)管內(nèi)出土可采用高壓水射流或螺旋鉆桿或人工挖土方法。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于所述的工序(5)安裝中心定位管可采用法蘭連接或焊接方式連接。
采用夯套管進行水平定向穿越成功將夯套管施工工藝與水平定向鉆施工工藝結(jié)合在一起，解決了水平定向鉆施工中入、出土點兩端地質(zhì)不穩(wěn)定造成的不能施工的問題，具有以下特點(1)適應(yīng)多種土層、回填層、流砂層和各種含礫石地層鋪管。用于給排水、電力、通信、油氣等管道穿越公路、鐵路、建筑物和小型河流的直線管道鋪設(shè)，不干擾交通，施工效率高。(2)由于切削下來的土芯進入鋼管內(nèi)，因此即使鋪管深度很淺時，地面也不會產(chǎn)生隆起或沉降現(xiàn)象。對地層適應(yīng)性強，鋪管速度快，最快可達25m/h。(3)施工占地少。夯管法施工作業(yè)面在定向鉆穿越鉆機場地內(nèi)，占地面積小，土方量小，操作簡便。


圖1為本發(fā)明水平定向鉆夯套管施工工藝流程圖；圖2為本發(fā)明工藝方法所采用的氣動夯管施工原理圖；圖3為安裝中心定位管示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
水平定向鉆夯套管施工法是解決水平定向鉆穿越無法穿越卵、礫石層難題的一種的方法(工藝)，是非開挖技術(shù)的一種。圖1所示為本發(fā)明的施工工藝流程圖。夯管錘是一種能夯進空心鋼管的設(shè)備，其基本原理是以壓縮空氣或液壓油為動力。首先構(gòu)筑工作坑、鋪設(shè)導(dǎo)軌，焊接切削環(huán)和注漿管，安裝夯管錘，然后將待鋪設(shè)的鋼套管，沿設(shè)計路線直接夯入地層。隨著鋼套管的推進，被切割的土(石)進入鋼套管內(nèi)，等鋼套管抵達目標(biāo)位置后，將管中的土芯排除，安裝中心定位管，再用水平定向鉆鉆進。進入鋼套管內(nèi)的土，可采用高壓水射流、螺旋鉆桿、人工掏土等方法進行清理。
以氣動夯管錘進行夯套管施工為例(如圖2所示)，進入施工現(xiàn)場后，先鋪設(shè)工作坑，再安裝導(dǎo)軌6、托架5及氣動夯管錘2。氣動夯管錘2是一個低頻、大沖擊的氣動沖擊器，它由壓縮空氣1驅(qū)動，在夯進過程中，氣動夯管錘2產(chǎn)生很大的沖擊力，通過夯管帽3、出土器7作用于鋼套管8后端，再通過鋼套管8傳遞到前端的環(huán)形切削頭4上，切削進入土(石)層9。隨著鋼套管8的推進，被切削的土芯進入鋼套管8內(nèi)，當(dāng)鋼套管8抵達目標(biāo)后，土芯采用高壓水射流或螺旋鉆桿或人工挖土方法排出。
由于鋼套管8管徑較鉆桿10直徑大，鉆機鉆進過程中遇到較硬地層時會發(fā)生彎曲變形。為防止這種情況發(fā)生，在鋼套管8中加入鉆桿中心定位管11(如圖3所示)。中心定位管11是比鉆桿10略粗的鋼套管。隔一段距離，在中心定位管11的外壁焊接一組直徑略小于鋼套管8直徑的支架12。中心定位管11的連接采用法蘭13連接(也可采用焊接方式連接)。最后，利用鉆機，將中心定位管11逐一連接推入鋼套管8中。
這樣，鉆桿就可以通過鉆桿中心定位管11鉆進了。
權(quán)利要求
1.一種水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，首先要構(gòu)筑工作坑，其特征在于它還設(shè)有以下工序(1)鋪設(shè)導(dǎo)軌；(2)夯管錘安裝；(3)鋼套管夯進；(4)管內(nèi)出土；(5)安裝中心定位管。
2.如權(quán)利要求1所述的水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，其特征在于所述的工序(3)鋼套管夯進工序中是采用一種能夯進空心鋼管的設(shè)備——夯管錘，將待鋪設(shè)的鋼套管沿設(shè)計路線直接夯入地層。
3.如權(quán)利要求1所述的水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，其特征在于所述的工序(2)夯管錘安裝工序中夯管錘以壓縮空氣或液壓油為動力。
4.如權(quán)利要求1所述的水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，其特征在于所述的工序(4)管內(nèi)出土可采用高壓水射流或螺旋鉆桿或人工挖土方法。
5.如權(quán)利要求1所述的水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，其特征在于所述的工序(5)安裝中心定位管可采用法蘭連接或焊接方式連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管道敷設(shè)非開挖施工技術(shù)。這種水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，首先要構(gòu)筑工作坑，其改進之處在于它還設(shè)有以下工序(1)鋪設(shè)導(dǎo)軌；(2)夯管錘安裝；(3)鋼套管夯進；(4)管內(nèi)出土；(5)安裝中心定位管。該工藝成功將夯套管施工工藝與水平定向鉆施工工藝結(jié)合在一起，解決水平定向鉆施工中入、出土點兩端地質(zhì)不穩(wěn)定造成的不能施工的問題，具有以下特點(1)適應(yīng)多種土層、回填層、流砂層和各種含礫石地層鋪管。(2)地面不會產(chǎn)生隆起或沉降現(xiàn)象，對地層適應(yīng)性強，鋪管速度快，最快可達25m/h。(3)施工占地少。夯管法施工作業(yè)面在定向鉆穿越鉆機場地內(nèi)，占地面積小，土方量小，操作簡便。
文檔編號F16L1/028GK101055047SQ20071010276
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者吳益泉, 劉艷輝, 呂澤斌, 李勤學(xué), 白澍 申請人:中國石油天然氣管道局穿越分公司