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干货丨大管径供热管道水平定向钻施工回拖作业技术-连载2

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2.5回拖过程中的地面减阻方式

①一般方式

在管道安装前,须根据设计要求开挖发送沟,发送沟深度须满足注入泥浆后能够将管道浮起,发送沟的下底宽宜比保温管外直径大500mm。完成施工后的发送沟见图1。

图1完成施工后的发送沟

管道安装可直接在发送沟内完成,安装完成后,进行管道强度试验、严密性试验,试验合格并对管道接头位置进行补口处理后,向发送沟注入泥浆,最小注浆深度宜大于保温管外直径的33%,见图2。

图2注入泥浆的发送沟

采用发送沟地面减阻方式时,回拖作业无需起重机配合。回拖作业完成后,对发送沟内的泥浆进行清理及外运处理,对发送沟沟壁及地基扰动部位进行局部换填夯实(将沟壁及地基地面以下一定范围内的软弱土挖去,然后回填强度高,压缩性较低,并且没有侵蚀性的材料),并按相关规范要求进行回填。

为了减少施工场地占用,通常当供水管道回拖完成后(相应的发送沟也回填完毕),再开挖回水管道的发送沟。

②特殊方式

若受场地限制,发送沟无法达到理想长度时,对不具备开挖发送沟条件的管段宜在地面部分采用托管架或沙袋、轮胎对管道进行架空减阻,并在管道进入发送沟前开挖导向沟。地面部分采用沙袋、轮胎的减阻方式见图3。

采用上述方式减阻时,管道回拖时一定要密切关注管道保温层的变化,尤其是接头位置补口的变化,发现异常,应及时处理。

图3地面部分采用沙袋、轮胎的减阻方式

2.6工作管焊接及接头位置的补口处理

由于工作管采用Q235B螺旋焊缝钢管,工作管焊接宜采用氩电联焊工艺,采用氩弧焊打底,电弧焊罩面(两遍或三遍)。由于采用定向钻穿越施工的大管径供热管道维修十分困难,为了保证焊接质量,管道焊接完成后应对焊口进行100%X射线检测。

为防止泥浆进入管道接头的保温结构,在对接头进行补口处理时,PE套筒与保温管的PE外护管宜采用电熔焊。为进一步提高接头位置轴向PE热熔焊缝的严密性,在周向PE热熔焊缝处采用热收缩带进行补强。

热收缩带补强完成后,采用移动式发泡设备对接头位置进行聚氨酯发泡保温处理。补口处理后的接头外观见图4。

图4补口处理后的接头外观

2.7注意事项

①定向钻机的额定回拖力不宜过小,回拖力过小极易造成回拖作业时管道抱死。

②管道回拖作业启动阶段阻力最大,现场施工人员应密切关注定向钻机以及管道的状况,不得强硬回拖。

③在回拖过程中,若遇突发状况需要中断回拖作业时,中断时间不宜超过4h。

④在回拖作业期间,环境温度不宜过低(一般不低于5℃),否则易造成PE外护管的损坏,进而影响保温层。

3. 工程实例

在安阳市热网扩建三期工程中,供热干管需穿越安阳河(市内景观河道),经技术论证采用定向钻穿越方式,穿越长度为740m。供热管道规格为DN1200mm,工作管外直径为1220mm,壁厚为16mm;保温管外直径为1370mm,聚氨酯保温层厚度为58mm,PE外护管厚度为17mm。

工作管焊接工艺为氩电联焊,焊口采取100%X射线无损探伤。管道接头补口处理采用PE套筒电熔焊加热收缩带补强,并采用专用设备进行聚氨酯发泡保温处理。减阻方式采用发送沟,发送沟的开挖深度为2m左右,发送沟长度满足理想长度要求。

工作管焊接安装在发送沟内完成,强度试验、严密性试验合格后进行管道接头的补口处理。管道接头补口处理完成后,向发送沟内注入泥浆。

将已知参数代入式(1)~(3),可计算得到定向钻机的计算回拖力为1868kN。将已知参数代入式(4),可计算得到工作管所能承受的最大回拖力为7107kN。

针对该工程,定向钻机的额定回拖力宜选取为2802~5604kN。考虑到本次穿越的安阳河为市区景观河道,且管道管径大,长度较长,为了确保回拖作业顺利进行,在满足工作管所能承受的最大回拖力限定要求的前提下,选用了额定回拖力为6000kN的定向钻机。

水平定向穿越工程施工工期为60d,工程竣工投入运行至今已经历两个供暖期,运行正常。

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干货丨大管径供热管道水平定向钻施工回拖作业技术-连载1 定向钻机回拖力

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