管道顶管定向牵引施工方案.docx

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管道顶管定向牵引施工方案

管道顶管（定向牵引）施工方案

一、工程概况

本工程为引水管道穿越XXX省道顶管工程。

二、施工准备

1．首先对拟穿越地段进行踏勘，查明该地段建筑基础、地下障碍物及地下公用管线的种类、位置、埋深、走向以及管材、尺寸。

再利用管线探测仪进一步确定地下各种管线的走向及深度。

最后根据相关部门的管位交底进行复核。

2．查明拟穿越地段的土层结构、分布特征和工程地质性质。

3．场地平整、确定钻机位置、入土点、出土点以及造斜段长度等。

4．通过勘测结果进行导向孔轨迹设计，定出最合适的轨迹。

5．所有施工机械设备登记、检查进入施工现场。

6．接通水和电，准备好泥浆泵、清水泵。

7．配制泥浆，根据土质配制相应浓度的泥浆。

8．基于本项目涉及XXX省道车流量较大，施工期间不得占用公路堆放施工材料及施工机具，避免对XXX省道交通安全及正常运营造成干扰。

三、施工方案及施工方法

定向钻工程施工流程图

1、前期准备

在每次实际操作前除了做好穿越地层的土质类型、含水量、透水性、含砾石比例等地质勘探资料的收集外,还一个不漏地把相关单位或部门请到观场。

面对面地把管线性质、水平位置、垂直深度和管划路径的左右方位、管线的直径及所需要的最小净空等交代清楚,作好记录,并在地面作好标记。

在实际操作时还对特殊部门如电缆管理部门,请他们派人来现场监督。

要求施工单位精确测绘管线起点、折点、交点、终点、分支点、变坡点和变径点的座标和高程,认真作好数据计算、层点绘制、落实措施、保证施工方案切实可行。

2、进场及工作坑开挖

a．施工便道的修筑：

沿用现有道路。

b．平整场地：

在入土端用平整一块12m×6m的施工场地，在出土端用平整一块6m×4m的施工场地。

根据设计要求，然后开挖工作坑。

工作坑、接收坑必须高质量完成，工作坑、接收坑均设计为矩形，尺寸分别为4.5m（长）×2m（宽）×2.5m（深），3m（长）×2m（宽）×2.5m（深），根据实际开挖和地层情况确定如何护壁，出土侧开挖拖管辅助斜坡为6m（长）×1m（宽）。

c．测量放线、钻机就位：

用全站仪按照设计图纸进行精确测量放线，将钻机的轴线就位于穿越曲线的轴线上。

d．打桩锚固：

打入数根钢管作为锚固桩，并用钢板与锚固桩及钻机连接，锚固桩长度不小于5米。

e．钻机的调试：

调整钻机的倾斜角度，使之与入土角相同。

f．组对配制泥浆用供水管线：

在入土点铺设两条泥浆配制供水管线。

g．组对、调试泥浆系统。

h．摆放钻具。

i．调试发电机：

保证现场配备两台完好的发电机。

j．整体系统的配合试运：

当穿越设备就位完毕后，进行整个穿越系统的配合试运，保证控向系统、泥浆系统、设备系统正常工作，设备完好。

k．搭设施工：

根据现场情况搭设合适的施工平台。

l．绘制穿越曲线图。

3、根据设计轨迹线进行导向孔施工

导向孔轨迹线设计是在管线剖面图基础上，设计出钻孔的最佳曲线。

根据甲方结合实际情况设计的各点标高和入出土点位置设计轨迹线。

尽可能离开现有管线，保证钻机导轨中线和设计轨迹线在同一垂直面上。

钻机按设计轨迹线校正、固定安放。

本次定向钻穿越段出入土角度均采用12°，竖向弯曲半径100m，套管顶在公路路基下覆土深度4.8~5m,在自然地面下覆土深度2.5~4.8m。

钻机的导向是行走定位系统,它包括探测器,接收器和远程显示器三部分,探测器装在钻头内,接收器根据探测器发出的信号来判断钻头的位置和方向,远程显示器则将接收器接收的信息传递给钻机操作员,操作员便据此操控钻杆以弧形路径或上或下,或左或右避开路线上的障碍物。

在钻头旋转着朝前推进的过程中,每逢遇到坚硬障碍物钻头就会出现偏差,而偏差并不是立即显示出来,有时需要停一会儿,偏差才显示在定位器上。

要求钻机每钻进1米,导航员即须用探测器探测一次,做好导向孔的地面测量和放线工作,使钻机操作员能及时调整导向孔方向,控制钻进速度给进力和水压,使导向孔按照设计的轨迹施工。

导向孔施工是成孔的关键，根据已设计轨迹线确定导向孔的入土点和出土点角度，选用73mm直径钻头。

认真测量和科学选取穿越轴线的方位角，使钻孔接近设计轨迹线。

导向孔钻进过程中，注意井眼的返浆情况并做好记录。

以便准确判断钻进过程中的地质情况，为预扩孔提供可靠数据，导向孔的施工是否符合设计要求，直接影响工程成功。

根据钻进过程中记录的数据仔细分析所钻进的线路中是否存在回填土，以便及时调整施工工艺及应对措施。

另外，在导向孔施工过程中，导向技术人员确保曲线偏移不能超越规定设计范围，每根钻杆间的角度变化也要得到严格控制，确保导向孔高质量完成。

4、各级预扩孔

导向孔完成后，技术人员应根据操作人员的原始记录并与原设计轨迹线相核对，再次复核导向孔的质量。

在导向孔符合质量要求的情况下，取下导向钻头，接上反扩钻头，接上分动器，即可进行回拉扩孔。

本次工程设计扩孔一共需进行6次。

分别为φ300mm、φ400mm、φ500mm、φ600mm、φ700mm、φ800mm。

增加扩孔级数，更能保证成孔的质量，扩孔时应视地层的不同选择不同类型的反扩钻头。

同时根据地层情况选择泥浆配方，一般情况下，地质粘质成份多，可用清水和刮刀钻头扩孔，自然造浆，保持孔壁稳定。

如果所穿越地层中含砂量高，则必须选择优质泥浆，用膨润土进行泥浆护壁处理。

使泥浆达到一定黏度，失水量降低，同时能抑制地质土体的分化，保持孔壁稳定。

扩孔直径符合铺管要求时，扩孔即告结束。

在回扩过程中,由于回扩头自重而产生一定量的成孔下垂现象。

造成导向过程准确而实际施工商程下降的问题。

根据工程实践,可根据土质情况,通过预先设置10-15cm的变量,即能有效解决。

扩孔过程中,要依次加大回扩头,经过多次扩孔,最终成孔直径一般比管子外径大200mm（或是管径的1.25-1.5倍）。

管子在孔中是处于悬浮状态,管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑,这样既减少了回拖阻力,又保护了管子外表面。

回拖管线时MPP管前部套有管帽,以防止孔内泥浆进入管内。

在扩孔器和管子之间要加一个旋转接头,使扩孔器旋转而管子不旋转。

回拖速度的控制也很重要,回拖过程中,要注意观察出土、拉力是否正常。

为防止地面沉降,每一级扩孔采用均匀旋转回拉和高压水射流相结合的方法。

精心控制回旋速度、回旋拉力、高压水射流的压力与流量。

这样既能保证扩孔孔壁的厚度,又能排出过多的泥土;既能达到顺利回拉铺管的目的,又能保证铺管之后被挤压的泥土在应力作用下自然回填,使孔内不留下空隙,地面不发生沉降。

5、清孔

扩孔结束后，用φ800mm清孔器两次清孔。

清孔时注意泥浆比重，保证泥浆质量。

机械操作人员应注意仪表的变化，以此判断孔内情况。

并作好记录，技术人员根据记录的数据，分析清孔的效果如何，决定能否铺设管材。

6、回拖管材

当钻孔清孔达到铺管要求后，需进行回拖前准备，复查管材质量以及搬运过程中有无损伤，管材焊（连）接是否符合规定要求，检验完毕后，方能铺设，操作人员控制钻机的拉力和速度，确保所铺设管材不受损害。

7、压浆回补

本次注浆采用液压注浆泵，注浆管采用加强型硅芯管，注浆管随管道一起敷入钻孔中，在注浆管钻孔中间段每隔一定距离开一直径约1cm的小孔。

注浆管在随管道回拖时注浆孔用封箱带密闭，防止泥浆进入；在回拖时尽量让注浆管保持在管道的中上方，保证水泥浆注入后分散均匀。

注浆开始后两侧工作坑内会有很稀的泥浆（清水为主）排出，排出的废浆要及时清运，防止其倒灌进入取水管道。

在注浆开始后钻孔压力上涨，此时要对周围其余管线进行观测，防止水泥浆穿透地层进入其它管线窖井等。

注浆压力正常保持在0.4～0.6MPa之间，如有异常及时检查。

注浆参数选取及水泥浆各骨料用量计算：

水灰比：

1：

1，水泥：

425#普通硅酸盐水泥。

本次压密注浆至钻孔注满，两侧工作坑返出纯水泥浆不能再注入为止。

水泥浆与周围松软土体混和后，加强钻孔周围土层强度，加固施工地层而且对管道也起了很好的保护作用。

8、配置泥浆

泥浆是由膨润土、水和处理剂组成的介于胶体和悬浮体之间的分散体系。

泥浆俗称钻孔施工的"血液",有许多失败的工程都是因为泥浆质量大差或泥浆性能不符合当时的地质条件造成的。

所以泥浆的配置就显得至关重要。

泥浆的含砂量越小越好（一般不大于2%）,PH值一般在8-9。

泥浆配置过程中,必须按照先加苏打,然后加入膨润土,再加入团体或粉末化学添加剂,最后加入液体的化学添加剂或聚合物的次序,绝对不可颠倒次序,而且必须完全搅拌好之后才能使用。

9、沉降观测

1）设置基准点

根据公路周边情况，共设置2个基准点。

基准点设置在距离管线中心50m附近的稳定地段，采用小木桩及红漆喷涂标记。

2）设置采集点

穿越点：

观测点共计设置6个点，分别设置在公路路基边缘各3个点，采用小木桩及红漆喷涂标记。

3）公路沉降原始数据采集

在进行定向钻施工前，对每个观测点数据进行多次采集，并确定出每个观测点的相对基准点的标高的平均值。

4）沉降监测

施工过程中每4小时进行一次沉降测量，施工完成后进行跟踪监测，穿越施工结束后第一个月前2个星期应1天观测1次，后2个星期应2天观测1次，第二个月及第三个月应每周观测1次，三个月后应连续观测6个月，每月观测1次，直至沉降数值稳定后结束本次观测。

监测报警值：

日变化量±2mm，累计量20mm。

沉降观测点布置图

主要设备

序号

机械名称

规格型号

数量

备注

1.

钻机

JS8030型

1

2.

潜水泵

Φ150

2

3.

泥浆泵

Φ150

2

4.

导向仪

1

5.

经纬仪

1

人员组成

人员名称

数量

人员名称

数量

项目经理

1

施工技术负责人

1

钻机操作技工

4

导航员

1

后勤保障人员（兼司机）

1

其它辅助施工人员

2

四、工程质量、技术、安全、环保措施

1、树立“质量第一，安全第一”的思想，施工做到项目经理重视，技术人员负责，工序质量管理体系作用明显，使工程质量处于可控状态。

精心组织生产，合理分工，根据地下管网业主提供的资料复查其管位，避免地下管线受到破坏，严格把关管材质量，管材连接应在技术人员的监督下进行，每道工序均需技术人员认可后方可进入下一道工序。

2、加强施工技术管理，实行项目经理负责制，以工序管理为重点，以工作质量保证工程质量。

技术人员严格执行有关规范、规定的各项措施，特别在成孔工艺。

管材安装上严格按操作规定进行。

3、以安全、优质、高效、低耗、文明为目标，建立健全内部管理网络和管理体制。

运用行政、技术、经济手段，加强项目内部管理，贯彻落实各项保证措施，把目标任务分解落实到各项施工环节中，层层落实，确保整个项目施工圆满结束。

4、成立施工安全管理领导小组，建立项目安全生产责任制。

施工、生产、安全两手抓，建立生产安全保障体系，分解安全领导小组职能。

在生产与安全发生矛盾时，首先保证安全，具体在施工人员必须戴好安全帽。

导向施工应尽可能选择白天在车流量较少时，需设置施工标志，施工作业区隔离，控向人员一定要穿黄马甲，确保安全；施工人员进入现场，应按要求统一工作制服，挂牌上岗。

5、与相关方协调人员一起相互沟通，确保安全。

6、施工期间车辆材料进出场，做好相应覆盖、清洗等保洁措施，确保不对XXX省道路面造成污染；同时注意施工现场建筑垃圾清理，做好相应的环境保护。

7、工程完工后，应按基本建设程序组织专项验收，并将管道准确的位置坐标详细提供给公路管理部门备案。