水平定向钻技术在高压燃气管道施工中的应用研究

论文摘要

随着人们对环境保护和文明施工的日渐重视,非开挖地下管线铺设技术逐渐被人们所接受,并且取得了巨大发展。目前,非开挖技术己经被国际建筑行业公认为一个很有发展前景的分支。非开挖技术可广泛应用于穿越公路、铁路、建筑物、河流以及在闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等不允许或不能开挖条件下,对诸如供水、煤气、石油天然气、污水、电力、电信、电缆、热力等地下管线的铺设、更换和修复。非开挖技术是对传统地下管线开挖建设方法的一次革命,自正式进入工程施工市场至今,在较短的时期内,以其独到的技术特征与优势,以其对环境、城市交通的最小影响和危害,及其效率和成本等优势,日益受到人们的重视,取得了很好的社会效益和经济效益。深圳市天然气高压输配系统是国家重点工程国家西气东输二线的配套项目。其中坂澜大道天然气高压管道工程是贯通东西段工程的关键工程,原计划随在建道路直埋敷设,由于道路施工进展缓慢以及开挖需穿越众多障碍物等原因,最终选择采取非开挖穿越方式进行施工,并成功缩短工期至少24个月。本文正是选择了目前非开挖技术领域内应用效果和发展前景比较好的水平定向钻进技术在高压燃气管道施工中的应用作为研究对象,运用理论分析与案例分析相结合的方法,对其在复杂地层条件下的应用进行了系统的分析研究,其主要工作内容如下:1.分析国内外水平定向钻技术的发展概况,对顶管、盾构等非开挖施工方式进行比较,总结各施工方式的特点,论述了高压燃气管道采取水平定向钻的必要性;2.分析水平定向钻穿越大中型河流的适用范围,分析河相地层定向钻进特点,针对岩石地层、砂卵石地层、砂土地层等复杂地层,总结复杂地层条件下水平定向钻的技术难题,并对施工过程中可能出现的不良影响进行预测;3.通过本案例及其他类似案例,列举了日常使用的水平定向钻回拖力计算方向,并对各种回拖力计算方法进行分析。针对应用在油气管道回拖力计算中较常用的卸荷拱土压力计算法、净浮力计算法、绞盘计算法三种计算方法选取国内大型高压燃气管道水平定向钻施工实例和本研究对象进行分析计算,确定本研究对象的回拖力的选取。4.对水平定向钻施工方案进行解析,对本案例进行总结,并提出水平定向钻施工的改进措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源与意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外水平定向钻技术的发展历程
• 1.2.2 国内水平定向钻技术发展概况
• 1.3 各种非开挖施工方式比选
• 1.3.1 盾构技术在微型隧道铺管中的应用
• 1.3.2 顶管法
• 1.4 水平定向钻技术的优缺点
• 1.4.1 水平定向钻穿越技术的优点
• 1.4.2 水平定向钻穿越技术的缺点及难点
• 1.4.3 定向穿越技术的选择及评价
• 1.5 水平定向钻技术的发展趋势
• 1.6 研究内容及研究意义
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究意义
• 第二章 水平定向钻穿越施工技术难点分析
• 2.1 定向钻穿越的适用地层范围
• 2.2 复杂地质条件分类
• 2.3 复杂地层条件特点
• 2.3.1 岩石地层
• 2.3.2 卵砾石地层
• 2.3.3 砂性土地层
• 2.4 影响定向钻穿越成功的因素
• 2.4.1 场地环境条件
• 2.4.2 工程地质条件
• 2.5 复杂地层穿越难点分析
• 2.5.1 岩石地层穿越
• 2.5.2 卵砾石地层穿越
• 2.5.3 砂土层穿越
• 2.6 本章小结
• 第三章 水平定向钻回拖力分析计算
• 3.1 回拖力成因分析
• 3.2 回拖力计算方法
• 3.2.1 卸荷拱土压力计算法
• 3.2.2 净浮力计算法
• 3.2.3 绞盘计算法
• 3.3 计算实例分析
• 3.3.1 工程实例计算一
• 3.3.2 工程实例计算二
• 3.3.3 工程实例计算三
• 3.3.4 计算结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 定向钻施工方案实例
• 4.1 概况
• 4.2 施工方案
• 4.2.1 施工进度
• 4.2.2 施工方法的选择
• 4.2.3 导向孔施工
• 4.2.4 逐级预扩孔
• 4.2.5 管道回拖铺设及管道防腐层的保护措施
• 4.2.6 水平定向穿越作业控制程序
• 4.2.7 风险控制、应急预案
• 4.2.8 强化各施工过程泥浆性能调整
• 4.2.9 泥浆外运
• 4.2.10 设备离场
• 4.2.11 地貌恢复
• 4.2.12 竣工验收
• 4.3 水平定向钻施工完毕后管道防腐检测报告
• 4.3.1 检测内容及评价指标
• 4.3.2 现场检测
• 4.3.3 检测数据处理及评价
• 4.4 关于水平定向钻施工的几点改良
• 4.4.1 水平定向钻预制管道防腐层的改进
• 4.4.2 回拖管增加膨润土垫层
• 4.4.3 增加辅助机具保证回拖顺利
• 4.5 本章小结
• 结论与工作展望
• 1. 结论
• 2. 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件