DB31T 1176-2019 城鎮(zhèn)燃氣管道水平定向鉆進工程技術規(guī)程

城鎮(zhèn)燃氣管道水平定向鉆進工程技術規(guī)程2019-08-15發(fā)布2019-11-01實施DB31/T1176—2019 I 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14基本規(guī)定 25技術要求 46計算 57工藝路線 6 89竣工驗收 9附錄A(規(guī)范性附錄)水平定向鉆穿越軌跡計算 11I本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由上海市燃氣管理處、上海市質量技術監(jiān)督局特種設備監(jiān)察處提出，由上海市燃氣管理處組本標準由上海市燃氣管理處歸口。本標準起草單位：上海煤氣第二管線工程有限公司、上海煤氣第一管線工程有限公司、上海天然氣管網有限公司、上海燃氣市北銷售有限公司、上海大眾燃氣有限公司、上燃氣工程設計研究有限公司、上海松江燃氣有限公司、上海奉賢燃氣有限公司、上海聯創(chuàng)燃氣技術發(fā)展有限公司、上海穿速建設工程有限公司、上海華騰市政建設工程有限公司、上海華貽電力市政建設工程有限公司。f1驗收等內容。本標準適用于上海地區(qū)城鎮(zhèn)燃氣管道水平定向鉆進工程，其他行業(yè)同類水平定向鉆進工程可作參考。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修訂單)適用于本文件。GB/T3091低壓流體輸送用焊接鋼管GB/T8163輸送流體用無縫鋼管GB/T9711石油天然氣工業(yè)管線輸送系統用鋼管GB15558.1燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統第1部分：管材GB/T21448埋地鋼質管道陰極保護技術規(guī)范GB/T23257埋地鋼質管道聚乙烯防腐層GB50021巖土工程勘察規(guī)范GB50028城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范CJJ61城市地下管線探測技術規(guī)程DG/TJ08燃氣管道設施標識應用規(guī)程ISO16486氣體燃料供給用塑料管道系統帶有熱熔接頭和機械接頭的非增塑聚酰胺(PA-U)管道系統[Plasticspipingsystemsforthesupplyofgaseousfuels—Unplasticizedpolyamidingsystemswithfusionjointingandmechanicaljointing]3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。水平定向鉆進horizontaldirectionaldr水平定向鉆機按設計軌跡在不同地層與深度鉆進導向孔，通過逐級擴孔、回拖完成管道穿越的施工方法。三維穿越three-dimensionalc穿越軌跡需要在水平面和垂直面同時改變方向的穿越方法。2導向通過預裝在鉆頭中的探棒發(fā)射的信號，判定鉆頭的空間位置及狀態(tài)，引導鉆進的方法。注：根據原理不同，分為無線控向、有線控向和地磁控向等。通過地面接收器接收探棒的發(fā)射信號，判定鉆頭的空間位置及狀態(tài)，引導鉆進的方法。探棒的電源由預裝在鉆頭中的電池提供。有線控向wiredguiding通過地面接收器和電纜接收探棒的發(fā)射信號，判定鉆頭的空間位置及狀態(tài)，引導鉆進的方法。探棒的電源通過電纜由外接電源提供。地磁控向geomagneticguiding探棒預裝在無磁鉆鋌鉆頭中，地磁場和重力場等信號通過電纜線傳輸到計算機，處理轉化為各項孔底參數，作為判定鉆頭空間位置及狀態(tài)的依據引導鉆進。地質改良geologicalimprovement通過置換、高壓旋噴、冷凍等方法改善地質條件的施工方法。對接技術intersectiontechnology對穿技術兩臺鉆機兩側相向鉆進，導向孔對接完成后，一側鉆頭回撤，另一側鉆頭隨之鉆進直至出土完成導向孔施工。導向孔鉆進完成后，用擴孔器擴大孔道的施工工序。經擴大的孔道從出口坑回拉管道至起始坑的施工工序。水、膨潤土和添加劑等組成的混合物。注：鉆進液主要用于穩(wěn)定孔壁、潤滑冷卻鉆具和懸浮攜帶鉆屑。4基本規(guī)定a)管線規(guī)劃資料；34.2.1高壓、次高壓燃氣鋼管管材級別不應低于L245,焊接鋼管應符合GB/T9711的規(guī)定，無縫鋼管符合GB/T8163的規(guī)定。4.2.3聚乙烯管管材應選用不低于PE80要求的聚乙烯管道，并應符合GB15558.1的規(guī)定。4.2.4尼龍管管材應選用PA12系列的燃氣用尼龍管道，并應符合ISO16486的規(guī)定。布式光纖感知技術監(jiān)測穿越管道運行狀況。措施應符合GB/T21448的規(guī)定。4.4.2鋼管的最小曲率半徑不應小于1200倍管道外徑。4.4.3聚乙烯管的最小曲率半徑不宜小于400倍管道外徑。4.4.4尼龍管的最小曲率半徑不宜小于200倍管道外徑。軌跡計算可按本標準附錄A的有關規(guī)定執(zhí)行。穿越水域應經水務和航務管理等相關部門許可，穿越管段管頂到規(guī)劃河床的最小距離應根據水流4沖刷、河床深度、疏浚和拋錨等條件確定，對于不通航河流不應小于2.5m,通航的河流不應小于3m。4.10鐵路(公路)穿越4.10.1穿越鐵路(公路)應征得管理部門同意，穿越管道與被穿越的鐵路(公路)的夾角宜為90°。4.10.2穿越鐵路管段承受荷載除應符合6.1規(guī)定，可變荷載還應考慮機車荷載，偶然作用還應考慮地基變形。4.11建筑物穿越當穿越高度小于10m的建筑物時，該段管道的覆土深度應大于穿越管徑的20倍，且不小于10m,并符合4.3.2的要求。5技術要求5.1應按CJJ61的要求對施工區(qū)域內的地下管線及障礙物進行探測調查并形成報告。5.2燃氣管道與其他地下管線的水平和垂直凈距應符合GB50028的相關要求。5.3穿越其他地下管線時，應按設計的要求以及其權屬單位的規(guī)定進行管線保護，避免損壞其他管線。5.4對鉆進管道長度大于500m(含),或其深度大于15m(含),或鉆進管道直徑大于500mm(含)的水平定向鉆進工程，應進行巖土勘察，其技術要求如下：a)勘探孔應沿穿越管線的軸線兩側錯開布置，孔距宜為100m,每排孔與穿越管線軸線的距離為10m～25m(如圖1),若孔中發(fā)現地質情況復雜難以判斷土質變化，應增加探孔密度。b)工程地質勘察應符合GB50021的相關要求，勘探方式采用鉆孔取土和原位測試相結合。d)應提供勘探點平面布置圖、鉆孔柱狀圖、工程地質剖面圖，并提供相應的文字描述報告。5.6穿越卵礫石層等泥漿難以護壁成孔的地層時，可采用下設套管隔離卵礫石層或地質改良等技術措施，若入出土兩側都下設套管，則控向時應采用對接技術。5.7一次穿越長度超過2000m,控向宜采用對接技術。5.8當穿越重要道路或重要建(構)筑物時，應進行地面或建(構)筑物沉降監(jiān)測。5.9施工場地應足夠布設鉆機、工作坑、泥漿坑以及施工材料。地面應根據土體的穩(wěn)定性和密實性采取措施防止塌陷。5a)永久荷載：1)輸送介質的內壓力；2)管段自重；3)管道外荷載(包括土壓力、水流和車輛動載);4)溫度變化產生的溫度應力；5)強制彈性變形產生的變形應力。b)可變荷載：1)試運行或試壓時的水重與內壓力；2)清管荷載；3)施工時拖管或吊管荷載。c)偶然作用荷載：穿越管段位于設計地震動峰值加速度a≥0.1g地區(qū)，應計算地震造成的土壓力、基土液化作用，有活動斷層時的斷層位移作用。6.2當工程需要進行穿越管段結構計算時，應根據敷設形式、所處環(huán)境，運行條件及可能發(fā)生的工作狀況進行荷載組合：b)附加組合：永久荷載與可能發(fā)生的可變荷載之和；c)特殊組合：永久荷載與偶然作用荷載之和。6.3穿越管段的許用應力，應按直埋管道所采用的許用應力再乘以不同的荷載組合提高系數確定，提高系數見表1。表1許用應力提高系數附加組合6.4管段承受的荷載與組合應根據實際可能發(fā)生的條件選取，并根據工程需要進行穿越管段結構穩(wěn)定性校核。6.5管道壁厚應根據荷載組合進行強度核算。6.6穿越管段回拖時，最大回拖力應按下式計算值的1.5～3倍選取。式中：F——穿越管段回拖力，單位為千牛(L——穿越管段長度，單位為米(m);f——泥漿摩擦系數，一般取0.2～0.6;D——穿越管段的管道外徑，單位為米(m),管道結構無其他附屬物(如外防腐層等)時即為D.;6D,——穿越管段的管道外徑，單位為米(m);Y1——泥漿重度，一般為11.5kN/m3~12kN/m3;Y,——管道材料重度，鋼管取78kN/m3,聚乙烯管取9.41kN/m3~9.71kN/m3,尼龍管取K——粘滯系數，一般取0.01kN/m2~0.1kN/m2。7工藝路線7.1測量放樣7.1.2根據穿越入土點、出土點及穿越中心線，確定鉆機安裝場地、管道側施工場地以及穿越管段預制場地的邊界線。7.2管道地面安裝7.2.1穿越管段預制場地應平整，施工便道應具有足夠的承載能力，管段預制場地應與人土點、出土點成一直線，若受場地條件限制，預制管道可適當彎曲，但彎曲度應滿足敷設管道彎曲半徑的要求，預制場地長度宜為穿越長度至少加20m。7.2.2預制管道宜根據設計長度全線焊接，若受場地條件限制，也可分段焊接。7.2.3鋼管的環(huán)形焊縫應進行100%全周長超聲波和射線檢測，焊縫質量等級要求應不低于相連直埋管道的焊縫質量等級要求。7.2.4聚乙烯管道和尼龍管應采用全自動焊機進行熱熔對接，焊接接頭應進行100%外觀檢查和100%翻邊切除檢驗，焊縫質量等級要求應不低于相連直埋管道的焊縫質量等級要求。7.2.5管道回拖前，應對焊接完成的管段進行強度和嚴密性試驗，鋼管應清通，聚乙烯管和尼龍管應吹掃，技術要求應符合相連直埋管的相關規(guī)定。7.2.6鋼管焊縫外設光固化套的技術要求：a)對凹凸不平的部分應用專用透明膠帶仔細包敷，以使包敷材料到光固化套之間有一個平滑的過渡；b)采用自然光，應根據陽光強度確定固化時間，若采用特種光譜燈，應根據材料厚度確定固化時間。7.2.7管段安裝完成后，應對鋼管的外防腐和補口層進行電火花測試，如有損傷及時修補，應對聚乙烯管和尼龍管外壁進行外觀檢查，不得有影響產品質量的劃痕、磕碰等缺陷。7.3鉆機及附屬設備7.3.1根據本標準6.6計算最大回拖力，選擇相匹配的水平定向鉆機。7.3.2設備安裝及調試：a)鉆機轉軸與穿越中心線應保持在一條直線上，觀察鉆機角度指示裝置，復核調整鉆機工作角度；b)應采用鋼樁、地錨箱等地錨形式穩(wěn)固鉆機，地錨應能承受鉆機的最大推進力及最大回拖力；c)鉆機接地保護裝置應固定牢靠；d)控向系統使用前應進行校準，當采用地磁控向時，應復核方位角；e)實施鉆進之前，應排查施工場地周圍的干擾信號，確定合適的信號接收頻道。7.3.3由于穿越深度深或者施工區(qū)域有較強干擾信號，造成使用無線控向系統無法精確控向鉆進時，宜采用有線控向或地磁控向，當穿越的河流河面寬度大于40m時，宜采用地磁控向，若現場有條件應7使用人工磁場。7.4.2入、出土點工作坑寬度宜為(1.5D+1)m(其中D為管道外徑),開挖深度應不低于1.5m。7.4.3人、出土點工作坑長度可按長深比計算確定，鋼管入土點工作坑長深比宜為6:1,出土點宜為7:1,PE管和尼龍管入土點工作坑長深比宜為3:1,出土點宜為5:1。7.5泥漿坑7.5.1應根據產生的泥漿廢液量確定泥漿坑大小，體積不宜小于回拖管道的總體積，并輔以廢漿外運7.5.2受場地條件限制時，工作坑也可作為泥漿坑。7.6鉆進液7.6.1應根據工程地質勘察資料確定鉆進液的配置參數。7.6.2膨潤土含砂量應小于3%,水源應使用清潔淡水，鉆進液pH值應調配至8～10。7.6.3馬氏漏斗法測量的鉆進液粘度應根據地質情況和管徑大小參照表2確定。表2鉆進液粘度值表(s)中砂導向一325以下610以上7.6.4應嚴格按照操作規(guī)程進行鉆進液配置，使其充分膨化。7.6.5地面冒漿控制措施：a)施工前應根據地層勘察資料，確定各階段鉆進液的配比、流量以及擴孔、回拖的速度，施工中應根據現場情況對上述參數進行動態(tài)調整，確保人土坑或出土坑有泥漿返出；b)施工過程應加強巡視，以便及時發(fā)現冒漿點，采取有效清理措施，將其對環(huán)境的影響減少到7.7導向孔鉆進、擴孔及管道回拖7.7.1應根據設計曲線計算每根鉆桿的折角量，敷設鋼管時，單根鉆桿的最大折角應符合表3的要求：單根鉆桿最大折角/(°/m)7.7.2導向孔鉆進完成后，應校核導向孔軌跡與設計軌跡的偏移量，偏移量應符合表5的要求。7.7.3導向孔應經過一次或多次擴孔，最終擴孔直徑可按表4確定。8219以下8.1水平定向鉆進工程完成后應及時采用管內直接法進行竣工測量，測量數據應符合國家相關保密b)能滿足各種深度測量的需要；c)設備標定的平面測量精度應不大于測量長度的0.25%,且不大于(D/2+0