CECS 382-2014 水平定向钻法管道穿越工程技术工程.pdf

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1、圜。400-670-936s0=竺J中国工程建设协会标准水平定向钻法管道穿越工程技术规程Technical specification for pipeline crossing byhorizontal directional drillingCECS 382：2014主编单位：中国地质大学(武汉)批准单位：中国工程建设标准化协会施行日期：2 0 l 5年2月1日中国计划出版社2014北 京中国工程建设协会标准水平定向钻法管道穿越工程技术规程CECS 382：2014中国计划出版社出版网址：www Jhpresscoffl地址：北京市西城区木樨地北里甲1I号国宏大厦C座3层邮政编码：1000

2、38电话：(010)63906433(发行部)新华书店北京发行所发行廊坊市海涛印刷有限公司印刷850mmXll 68mm 132 2 5印张62千字2015年1月第1版201 S年1月第1次印刷印数13080册统一书号：1580242551定价：3000元版权所有侵权必究侵杈举报电话：(010)63906404如有印装质量问题请寄本社出版部调换中国工程建设标准化协会公告第179号关于发布水平定向钻法管道穿越工程技术规程的公告根据中国工程建设标准化协会关于印发(201 2年第二批工程建设协会标准制订、修订计划)的通知(建标协字2012I 27号)的要求，由中国地质大学(武汉)等单位编制的水平定向

3、钻法管道穿越工程技术规程，经本协会管道结构委员会组织审查，现批准发布，编号为CECS 382：201 4自20i 5年2月1日起施行。中国工程建设标准化协会二0一四年十月十七日前 言根据中国工程建设标准化协会关于印发(2012年第二批工程建设协会标准制订、修订计划)的通知(建标协字201231 27号)的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内外标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。本规程共分7章和5个附录，主要内容包括：总则、术语和符号、基本规定、工程勘察、工程设计、工程施工、质量检验与工程验收。本规程由中国工程建设标准化协会管道结构专业委员会归口管理，由中国地质

4、大学(武汉)负责具体技术内容的解释。在使用过程中如发现需要修改和补充之处，请将意见和建议寄送中国地质大学(武汉)(地址：湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号，邮政编码：430074)。主编单位：中国地质大学(武汉)参编单位：北京市市政工程设计研究总院有限公司武汉市燃气热力工程公司徐州徐工基础工程机械有限公司深圳市钻通工程机械股份有限公司湖北地建集团神龙市政工程有限公司中国市政工程华北设计研究总院广州市市政集团有限公司上海力耐管道工程有限公司上海市区电力工程建设监理有限公司武汉市拓展地下管道工程有限公司佛山市钻龙市政工程有限公司1。武汉中地管通非开挖科技有限公司上海远洲管业有限公司宁波金地电子有限公

5、司中国移动上海分公司中国联通上海分公司主要起草人：马保松宋奇叵王鹏张忠海童清福孙书亭安关锋李水明张理河余为民黄武常仁齐李文华方亮孔祥富周文忠金键孔耀祖金鑫李昌盛曾聪赵业海段守中谢和平主要审查人：高立新续理吕士健邹志刚康志刚李国辉陈勇焦如义任云峰目 次l总 则2术语和符号21术语22符号3基本规定4工程勘察41一般规定4 2 工程地质和水文地质勘察4 3地下管线和建(构)筑物探测5工程设计5 1一般规定5 2管道设计基本要求53穿越轨迹设计5 4回拖力计算55扩孔设计6工程施工61一般规定-。62施工准备63钻机选型64钻孔泥浆配制65先导孔钻进66扩孔钻进67管道回拖68安全环保(1(2(2(

6、3(6，oMM坨“加”弛拢拍孙孙盯7质量检验与工程验收71一般规定72质量检验73管道功能性试验74工程竣工验收附录A地下管线探测的物探方法附录B钻fL泥浆记录表附录C水平定向钻先导孔钻进记录表附录D扩孔钻进记录表，附录E管线回拖记录表本规程用词说明”引用标准名录附：条文说明 兰!Contents1 General provisions2 Terms and symbols2 1 Terms。+2 2 Symbols 。3 Basic requirements+4 Engineering investigation41 General requirements42 Engineering an

7、d hydro geological investigation43 Survey oI underground pipeline and inrastructure5 Design。5 1 General requirements。52 Basic requi rements of pipe design 。5 3 Crossing path design+。5 4 Calculation of pulling force。5 5 Design of back reaming。6 Construction、。61 GeneraI requirements。6 2 Preparation 。6

8、 3 Selection of d rIIl rig 。6 4 Drilling mud。+6 5 Pilot hole drilling。6 6 Back reaming。67 Pipe installation。+68 Saf毗y and tnvtronmem protectton，纠”122367779l1ll12222222222=：=：=汜汜汜。7 Quality inspection and project acceptance7 1 General requirements。72 Quality inspection。73 Test of pipe function。74 Pro

9、iect completion and acceptanceAppendix A Geophysical methods to detectthe underground pipelines。+Appendix B Record from of drilling mud Appendix C Record form of pilot hole drillingAppendix D Record form of back reamingAppendix E Record form of pipe installationExplanation of wording in this specifi

10、cationI。ist of quoted standards-Addition：Explanation of provisions-4(3 4)(3 7)l 总 则1o1 为规范水平定向钻法管道穿越工程的勘察、设计、施工和验收，做到安全适用、技术先进、经济合理，制定本规程。102本规程适用于采用水平定向钻法施工的各种管道穿越工程。103水平定向钻法管道穿越工程的勘察、设计、施工与验收，除应符合本规程的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语和符号21术 语211水平定向钻horizontal directional drilling采用水平定向钻机成孔并敷设管道的方法，简称HDD。21

11、2水平定向钻机horizontal directional drilling rig用于水平定向成孔并敷设管道的机械设备。213人土角 entry angle水平定向钻施工过程中，钻头开始进入地层时，钻杆柱与水平面的锐角夹角。214出土角 exit angle水平定向钻施工过程中，钻头从地层中钻出时，钻杆柱与水平面的锐角夹角。215钻孔人土点 bore entry先导孔钻进时，钻头开始进入地层的地点。216钻孔出土点 bore exit先导孔钻进时，钻头钻出地层的地点。217钻孔泥浆drilling slurry用于辅助成孔、管道敷设的浆液。218导向仪 steering tool导向钻进过程

12、中用于测量并传输导向钻头的空间状态参数的仪器，分为有缆式和无缆式两类。219先导孔pilot hole在导向仪的辅助下钻进形成的钻孔。22符 号221几何参数A钻头底唇面积；n。人土端直线段的水平长度；日z人土端曲线的水平长度；b入土端直线段的高度；b：入土端曲线的高度；c。出土端曲线的水平长度；如出土端直线段的水平长度；d。一出土端直线段的高度；d：一一出土端曲线的高度；D管道内径；D终孔直径；D管道外径；H一管道埋深；h，人土端地面与底部直线段的高度；h：一出土端地面与底部直线段的高度；L穿越长度；L，底部直线段的长度；I，。一由于管道焊接和热收缩而额外增加的管段长度L!管道入土端曲线段所

13、对应的水平长度；L。管道最大埋深处水平延伸距离；L管道出土端曲线段所对应的水平长度；R曲率半径；SDR管道的标准尺寸比；f一钢管壁厚；a一入土角；卜出土角；卜管道弯曲角度。222荷载、压力和效应F管道能承受的最大回拖力；P。钢管弹性变形临界压力；P。泥浆压力；P，。穿越管段所能承受的极限外压力；丁穿越管段所受回拖力；LA点处管道所受回拖力；TsB点处管道所受回拖力；丁。c点处管道所受回拖力；nD点处管道所受回拖力；w。单位长度管道重力；wr单位长度管道所受的净浮力；7U。进行浮力控制时单位长度管道的配重量。223材料性能。管材弹性模量； 广管材的屈服强度钻孔泥浆的重度；y。管材的重度；y。配重

14、液体的重度。224系数或因子塑料管道与地面之间的摩擦系数；，h管道与钻孔孔壁之间的摩擦系数；Fd穿越管段设计系数；女比例系数；K泥浆的黏滞系数；N安全系数；“钢管泊松比。225其他符号d钢管椭圆度；G。，泥浆的lOs静切力；G。泥浆的10min静切力；Q一泥浆泵的泵量；R。旋转粘度计3rmin时的最大读值；R。旋转粘度计300rmin时的稳定读值；R。，。旋转粘度计600rmin时的稳定读值；V钻孔泥浆用量；w。允许的最大钻屑含量百分比；YP泥浆的动切力；铀钻进速度。3基本规定301 从事水平定向钻法管道穿越工程的设计、施工、监理等单位应具备相应的专业资质作业人员必须经专业培训，考核合格后方能

15、上岗作业+且应遵守相应的安全操作技术规程。302水平定向钻法管道穿越工程设计前应进行工程勘察并取得相应工程勘察资料，进行路由比选和相应的专项评估。303水平定向钻法管道穿越工程宜采用沿管道纵向抗拉性能强的柔性管材，所用管道的材质及性能应符合国家现行有关标准的规定。304采用水平定向钻法敷设给水、排水、燃气、热力、通信、电力等管道时，管道的设计和施工应满足各行业的具体要求。305采用水平定向钻法穿越建(构)筑物、铁路、高等级公路、重要水域等，应征得有关部门同意，并采取有效的安全防护措施。306施工前应进行技术交底和编制施工组织设计，施工组织设计应按规定程序审批后执行，有变更时应办理变更审批；施工

16、过程中应严格遵守设计要求并做好施工记录；施工后应按要求提交竣工资料。307施工单位应做到文明施工、安全施工。施工过程中所产生的废弃物、噪声及振动应符合国家和地方政府有关环境保护的规定。4工程勘察41一般规定411水平定向钻法管道穿越工程施工前应进行工程勘察。工程勘察应符合现行国家标准岩土工程勘察规范GB 50021等相关标准的规定。412水平定向钻法管道穿越工程勘察应包括工程地质、水文地质、地形、地貌勘察和地面建(构)筑物、地下管线探测等。413水平定向钻法管道穿越工程勘察应对场地做出工程地质评价，并提供相应的岩土参数。42工程地质和水文地质勘察421水平定向钻法管道穿越工程施工前应取得穿越场

17、地的工程地质资料，包括地形、地貌、地质构造及地震、地层结构特征、岩土层的性质及其空间分布，并对管道穿越地层进行工程地质评价。422水平定向钻法穿越工程场地分类应按表422进行。场地各项条件中有一项属于表中某一类时，应将该场地划分为上一类。表422水平定向钻法管道穿越工程场地分类I类 类 类l_按理行国家标准建 l_按现行国家标准t建 1地震设防烈度为6筑抗震设计规范GB 筑抗震设计规范GB 度或6度以下，或按现行50011划分的对建筑抗震 50011划分的对建筑抗震 国家标准建筑抗震设计危险的场地和地段； 不利的场地和地殷； 规范GB 5001i划分的2不良地质现象强烈发 2不良地质现象一般发

18、 对建筑抗震有利的场地育； 育； 和地段；续表422I类 类 类3地质环境已经或可能 3地质环境已经或可能2不良地质现象不发受到强烈破坏； 受到一般破坏；育；4地形地貌复杂； 4地形地貌较复杂；3地质环境基本未受破坏；5岩土种类多性质变 5岩土种类较多，性质4地形地貌简单；化大，地下水对工程影响 变化较大，地下水对工程 5岩土种类单一，性质大且需特殊处理； 有不利影响；变化不太，地F水对工程6变化复杂、作用强烈 6不属I、类的一般无影响；的特殊性岩土 性岩土 6非特殊性岩土423现场踏勘应调查下列内容：l地形、地貌、地面建(构)筑物对工程施工的不利影响；2不良地质作用；3影响施工控向电子系统的

19、干扰源。424水文地质勘察应包括：地下水类型、含水层性质、测定初见水位和稳定水位。当场地存在多层对穿越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，地下水补给和排泄条件，地下水动态变化特征、评价承压水对钻孔孔壁稳定性的影响。425 当工程场地类别为III类时，可降低对水文地质勘察的要求。426在抗震设防烈度大于或等于7度的地段，应判定场地和地基的地震效应。427勘探孔布置应符合下列规定：l勘探孔宜在管道中线两侧5mlOre处各布置一条勘探线，两条勘探线上的勘探点交错布置；当条件不允许时，勘探孔位置可适当调整；2勘探L数量应根据水平定向钻穿越长度及地层的复杂程R度确定。在均质

20、地层上布孔，可沿穿越路由方向进行，孔距宜取30m-lOOm；对场地复杂程度等级为I类的应取小值，类的应取大值；3穿越山体时应结合山体形态、岩性特点布置勘探孔，勘探孔间距宜为200re-400m；4在管道穿越铁道或公路的地段，应根据工程地质条件的复杂程度布置勘探7L；在管道穿越的河谷两岸及河床均应布置勘探孔；在不同地貌单元、地质构造部位应布置勘探孔；5穿越高等级公路、铁路、地表障碍物时，宜在其两侧布fL，L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；6在地质构造复杂且地层不连续的情况下，应加密布孔。428勘探孔的深度宜为设计管底标高以下3m5m，设计无要求时勘探孔的深

21、度宜为15m-20m。遇有下列情况之一时，应增加勘探孔深度。1 管道穿越河谷时，勘探fL深度应达到河床最大冲刷深度以下4m6m；2 管道下部存在松软土层或未完成自重固结的填土；3管道下部存在可能产生流砂、潜蚀、管涌或地震液化地层；4已有资料证明或勘探过程中发现黏性土层下存在承压含水层，且水头较高需要降水施工；5采取降低地下水位施工，勘探孔深度应钻至管底以下5m10m。429 钻探观测和测试工作完成后应采用水泥砂浆封fL。43地下管线和建(构)筑物探测431地下管线探测应根据管道穿越工程的规划、设计、施工和管理部门的要求，按现行行业标准城市地下管线探测技术规程CJJ 61的有关规定执行。9432

22、地下管线探测应查明拟穿越区域建(构)筑物的结构类型、荷载类型、基础类型。433工程勘察时应对在地表沉降影响范围内的地面建(构)筑物或地下管线进行调查，按建设单位提供的允许沉降范围或参照有关规定的允许沉降值，制定合理的监测和保护技术措施。434地下管线探测的范围应覆盖管线工程敷设的区域，穿越路由周围不应小于管径的3倍，且不应小于3m。435地下管线探测应查明表435所列内容，并绘制地下管线图。衰435地下f线探测内窖埋深 断面尺寸 载体特征(m) 权属管线类别 根数 管材 附属物单位内底 外顶 昔径 宽高 压力 流向 电压给水 A A 排 管道 A 水 方沟 燃气 A A 工 自流 A 业 压力

23、 A 热 有沟道 A 力 无淘道 A 管块 A A 电 沟道 力直埋 昔块 电沟道 信直埋 注：表中“”为应实地调查的项目10436既有地下管线的探测方法选用物探方法时，可按本规程附录A执行。437 既有地下管线探测后，应通过地面标志物、检查井、闸门井、人7L、手孔等进行复核。5工程设计51一般规定511 水平定向钻法管道穿越工程宜按两阶段设计：初步设计和施工图设计。512初步设计应根据国家现行有关标准，在充分调查研究的基础上结合管道的使用功能和建设方意见优化设计方案。513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；2既有地下管线和建(构)筑物基础资料；3管道平面走向

24、图、管道纵向剖面图、横向断面图；4施工方法和技术工艺、施工注意事项；5检验及验收项目和内容；6施工预算。514设计文件中涉及管道轴线位置的描述时，宜统一采用绝对标高来表示管线位置。52管道设计基本要求521 水平定向钻法敷设管道的管材应满足下列基本要求：1能够承受施工过程中的牵拉力；2能够抵抗管道内外的腐蚀；3能够承受管内压力与管外静、动荷载；4具有良好的流体流通性能；5涉及饮用水的管材，其卫生标准应符合现行国家标准生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准)GBT 1721 9的规定。】2522采用水平定向钻进技术敷设钢管的设计计算与构造要求，应根据管道功能分别满足国家现行标准给水排水工

25、程管道结构设计规范(jB 50332、城镇燃气设计规范GB 50028、通信管道与通道工程设计规范(；B 50373、城镇供热管网设计规范CJJ 34等的要求。523 穿越钢管在回拖时，应满足空管在泥浆压力作用下的径向截面稳定，可按下列公式进行核算：P。FdP。 (5 231)P：。一暑+(+6研”)PcrP。+等产一o(5 2 3-2)m一_Di (5 2 3-3)fn”2等。一盟Pc r一晋式中：P。泥浆压力，可按15倍泥浆静压力或回拖施工时的实际动压力选取(MPa)；Fd穿越管段设计系数，按06选取；P。穿越管段所能承受的极限外压力(MPa)；r 管材的屈服强度(MPa)；P。，钢管弹性

26、变形临界压力(MPa)；D。 钢管外径(mm)；， 钢管壁厚(mm)；f， 钢管椭圆度()；。 管材弹性模量，钢管取20101(MPa)；“ 钢管泊松比，取03。524采用水平定向钻法敷设的塑料管除应具有足够的强度外且应能承受管道回拖过程中荷载作用的总应力以及回拖力。525管道在回拖施工时，管材所能承受的最大回拖力可按下式计算： F一一掣(52 5)式中：F管道能承受的最大回拖力(N)；D管道内径(mm)；N安全系数，给水、排冰、通信、电力管道等低压管道取20，燃气等高压管道取30。53穿越轨迹设计531水平定向钻宜按表531将穿越轨迹布置于较适宜的地层。衰531水平定向钻和地层条件的适应性关系地层条件 适用 可行但有难度 困难极大软至极软黏土、I泥和有机堆积物 中硬一硬质黏土和淤泥 硬黏土和强风化泥页岩 非常松散至松散砂层(砾石含量600 Dl+(300400)552穿越管道直径大于250ram或地层土质为中砂、粗砂及砂砾土时，宜进行多级扩孔；应根据地层条件和钻机能力合理选择扩孔程序，管径越大，扩孔次数越多，钻机能力小，也应增加扩fL次数。553管道穿越沉降严格控制地区时，管道与孔壁环空间隙内的泥浆应采用水泥砂浆置换。