牵引管专项施工方案 (1)Word格式.doc
《牵引管专项施工方案 (1)Word格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牵引管专项施工方案 (1)Word格式.doc（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
2.1﹑本工程沿路主要经过道路、居民区，且经过路口较多，施工影响范围较大，对道路交通、周边环境、附近企业、沿路居民等的影响较大，文明施工须要相关规范落实。
2.2﹑本工程工期为300日历天，要求较紧，道路交通压力大，来往车辆较多，存在地下管线，给施工带来不稳定因素。
2.3﹑要求对沿线道路、河流、植物等应进行保护，做好消尘消噪作业，减少对周边环境污染，同时做好弃土和借土场地的保护。
3﹑施工条件
3.1、施工道路
本工程施工段现场道路已满足作业工程需要，周边有市政道路通至现场，须搞好施工围蔽、道路清洁卫生，配合居民清洁场地及道路，定期清洗地面，安排人力疏导交通。
3.2、施工用电
施工用电由我公司自行从附近电网接出。
为确保施工顺利进行，我公司另行安排发电机作好自备用电安排。
第二章、施工组织措施
1、作业任务安排
1.1、施工任务安排原则
（1）加大前期准备工作力度，充分做好现场的人员的组织和施工组织设计、施工方案的编制以及材料计划，为施工创造条件。
（2）交叉施工时应尽量减少或避开，尽最大可能让各个专业有最大的作业空间。
（3）遵守“先深后浅”，“先地下、后地上”，“先支护、后施工”的施工原则。
（4）施工讲究综合效益，制订详细的交叉作业计划。
严格施工工序。
做到工序清楚，分工明确。
2、施工运输安排
2.1、混凝土运输安排
本工程结构施工全部采用商品混凝土，现场对于零星混凝土可采用现场搅拌方法。
混凝土浇筑，应严格按照施工进度计划精心组织、实施各施工段的施工进度作业。
商品混凝土运输：
由商品混凝土供应商用混凝土专用运输罐车直运输至现场。
2.2、地面物料运输
（1）利用周边道路，方便汽车运输车进入，大大加快物料运输。
（2）根据本工程施工平面，施工水平运输一部分采用装载车或机动斗车、人力斗车进行施工。
（3）管材或钢板桩等大型材料，采用汽车运输至施工现场后，再用移动吊车进行短距离吊装。
第三章、施工技术
结合本工程的特点，拉管采取水平导向钻进法施工，它的主要特点是，可根据预先设计好的牵引线路驱动装有契形钻头的钻杆从地面钻入，地面仪器接收由地下钻头内传送器发出的信息，控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达目的地，然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。
在整个工作中，特别的混合机组提供的钻孔混合液不断地从钻头的钻口嘴喷出，用以润滑钻头，钻杆和加固钻道，以提高整个工程的工作效率。
1﹑施工工艺流程
见附图⑴：
2、施工主要工序技术
2.1、地层勘探及地下管线探测
地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况，为选择钻进方法和配制钻液提供依据。
其内容包括：
土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。
可采用查资料、开挖和钻探方法获取。
地下管线探测主要了解有关地下已有管线和其它埋设物的位置，为设计钻进轨迹提供依据。
一般采用物探法，按其定位原理分为：
电磁法、直流电法、磁法、地震波法和红外辐射法等。
2.2、钻进轨迹的规划与设计
导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。
钻孔轨迹的设计主要是根据工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位置、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等，给出最佳钻孔路线。
目前我单位有制造商提供钻机轨迹规划设计软件，通过采集所需的全部信息，利用计算机进行最优化钻孔轨迹。
大大提高了轨迹的科学性和施工效率。
2.3、配制钻液
钻液在施工中起着非常重要的作用。
钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土（或沙石）屑混合，悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体，而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。
钻液具有冷却钻头（冷却和保护其内部传感器）、润滑钻具，更重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
在不同的地质条件下，需要不同成份的钻液。
钻液由水、膨润土和聚合物组成。
施工中用水做钻液的主要成份，膨润土和聚合物用做钻液添加剂。
钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。
本工程施工中施工人员配制适合地层性能的钻液，在类似工程中我们已能够熟练正确使用钻液。
特别是当施工中遇到不同地层时，能及时调整钻液的性能以适应工程要求。
2.4、钻导向孔
钻导向孔的关键技术是钻机、钻具的选择和钻进过程的监测和控制。
可根据不同的地质条件以及工程的具体情况，选择合适的钻机、钻具和钻进方法来完成导向孔的钻进。
导向孔施工钻具具有钻孔、变向、通磁和输送钻液的功能。
通过人机协调控制，严格按已设计的轨迹完成导向孔施工。
钻孔施工是以高压钻液射流和钻头板切削共同完成的；
钻头板以及安装板上的钻牙，在钻头旋转钻进时起辅助的切削作用，在钻杆推进时起变向作用；
发射器容纳管用来放置发射器，在容纳管上开有通磁槽，并用非金属材料密封以防止高压钻液进入，发射器发射的电磁波经通磁槽向外发射。
钻杆和钻头内部应提供足够大的通道以满足对钻液流量的需求。
导向钻头的组成部分如图2所示。
图2导向钻头
钻机与钻具的选择：
钻孔主要靠钻机产生的推力、旋转扭矩以及所提供的钻液的流量、压力来完成施工。
特别是长距离穿越，一方面，由于管线及钻杆自重较重，钻杆与地层之间产生的摩擦阻力较大，因此，钻机的回拉力及扭矩必须足够大；
另一方面，为了确保本工程的顺利进行，应尽量避免工程施工中途停钻，钻机连续运转时间相对较长，就必须要求钻机具有良好的性能，因此，在我单位的技术人员的研讨下特意为本工程似定了一台适合本工程地理条件的钻机。
2.5、回拉扩孔铺管
在回拉扩孔铺管施工中的关键技术是根据不同的土层、地下水位以及最终成孔直径正确地选择回扩钻具和每次的进刀量，正确的选配钻液和确定钻液的流量。
当导向孔钻进完成后，卸下导向钻头、发射器容纳管，接上反向扩孔钻头和旋转接头，然后在旋转接头后接上回拉钻杆，进行回拉扩孔钻进。
对直径较大的孔，可进行多次扩孔钻进，使钻孔直径逐渐扩大至尺寸要求。
扩孔钻具如图3所示。
图3钻具组成图
扩孔器类型有桶式、飞旋式、刮刀式等：
穿越淤泥黏土等松软地层时，选择桶式扩孔器较适宜，扩孔器通过旋转，将淤泥挤压到孔壁四周，起到很好的固孔作用；
当地层较硬时，选择飞旋或刮刀式扩孔器成孔较好。
一般要求选择的最大扩孔器尺寸为铺设管径的1.2～1.5倍，这样能够保持泥浆流动畅通，保证管线能安全、顺利的拖入孔中。
水平定向钻进铺管中，泥浆作用尤其重要，因此钻孔中不可缺少泥浆。
一般地层泥浆较易漏失，泥浆漏失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大。
要保持在整个钻进过程中有返浆，这对回拉扩孔施工的顺利进行尤其重要，在本工程中如遇到地层条件是硬岩、泥灰岩和砾石交替变化，施工技术人员可及时调整钻液以产生不同的泥浆。
当扩孔钻进完成后，在回拉钻杆后接上回扩头和旋转接头，在旋转接头后接上拉管头和待铺设的管线进行反扩铺管。
回拉铺管的钻具组成如图4所示。
图4回拉铺管钻具图
3、工程施工
3.1、施工准备工作
3.1.1、地下管线测量：
（1）、图纸校核：
查阅工程施工地点的管线布置情况，并在现场进行校核，在现场找出图纸标示的管线。
（2）、现场探测：
利用地下管线探测仪器对地下管线的分布、位置、走向、管径进行调查探测。
（3）、联系管线单位：
主动联系各管线单位到现场确认和交底。
（4）、管线调查清楚以后，按照排污管线的路线描绘地下管线和地下障碍物的布置图。
3.1.2、钻杆轨迹设计
根据地下管线布置图设计钻杆的钻进轨迹。
轨迹包括两个部分，造斜段和铺设段。
因为该段管为重力流截污管，必须按设计流水标高埋设，埋深的按照设计提供的流水标高确定。
（1）、造斜段距离L：
L＝[h（2R1-h）]0.5
式中：
h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1200d,代入数据计得L＝22米
（2）、钻杆入射角a：
a＝0.5tg-1{[h（2R1-h）]0.5/h}
式中各字母意义同上式，计得a＝41o。
3.2、测量定位
根据施工图纸要求和现场踏勘情况，放出入土点、出土点和管线中心轴线的位置，在入土点端测量并确定钻机安装位置。
同时，确定穿越管道东、西两侧管头的具体位置。
为了施工过程中不能出现任何差错。
因此首先对施工区域进行地下障碍物探测，对穿越沿线进行详细地质勘查，采取有效地措施确保穿越施工的顺利进行。
3.3、管道的安装组焊
3.3.1、管材的选择
本工程将选择牵引专用PE管，该管材符合以下要求：
（1）、抗外压能力强，能承受较大拉力的管材，环刚度≥0.8KN/㎡。
（2）、具有较好的柔韧性，能较好的适应沉降，从而提高管道的抗震能力。
（3）、单位重量轻。
在牵引过程中减少与孔壁的摩擦力，提高施工效率和节约成本。
3.3.2、管材质量要求
沿作业带将PE管顺序摆放、首尾错开，以便组对焊接；
焊接采用热熔焊方式。
在管线回拖前可进行水压严密性试验和清通。
试验压力0.2Mpa，稳压10分钟；
压力不下降为合格。
3.4、钻机就位和调试
3.4.1、钻机安装在入土点和出土点的连线上。
钻机导轨与水平面的夹角一般比设计的入土角大1°
。
因为在钻孔时，钻杆来回抽动，钻杆要下沉，所以事先留1°
的余量。
3.4.2、钻机安装牢固、平稳，经检验合格后进行试运转，并根据穿越管径的大小、长度和钻具的承载能力调整拖拉力。
3.4.3、对控向系统进行仔细准确校正，校正至完全准确。
3.5、泥浆配制
3.5.1、采用清洁的淡水来配制泥浆，用水量为1.5m3/min。
3.5.2、泥浆由膨润土加泥浆添加剂与水搅拌而成。
3.5.3、泥浆的粘度符合下列要求：
（1）、根据地质情况和管径大小确定泥浆粘度。
地
质
状
况
泥浆粘度值表
粘度值（s）
管径φ（mm）
粘
土
亚
粉
砂
细
中
粗
软
岩
石
钻孔导向
30～40
35～40
40～45
45～50
50～55
273
273～426
55～60
426～529
大于529
55～65
65～70
（2）、采用马氏漏斗测量泥浆粘度，每两小时测一次。
3.6、钻液混合搅拌与泵送系统
3.6.1、钻液混合搅拌与泵送系统是钻机施工系统的重要组成部分。
混合搅拌系统是将水、膨润土、聚合物等按一定比例加入混合仓，而后进行充分搅拌形成钻液。
泵送系统是由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至孔底钻头，并与孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。
其发展趋势是能够回收泥浆，经再生处理可反复循环使用，既节省资源又实现环保。
搅拌系统应具有搅拌快速均匀、提供大流量泥浆、可调节泥浆配比、搅拌与输送同时进行等功能，搅拌系统装置包括料斗、汽油机泵、搅拌罐、车载泥浆泵、相关管路等。
3.6.2、水平定向钻的泥浆泵送系统由随车泥浆系统与泥浆搅拌系统组成；
泥浆搅拌系统用于泥浆混配、搅拌、向随车泥浆系统提供泥浆，随车泥浆系统将泥浆加压，通过动力头、钻杆、钻头打入孔内，以稳定孔壁，降低回转扭矩、拉管阻力，冷却钻头、发射探头，清除钻进产生的土屑等。
3.6.3、泥浆污染的防范措施
泥浆是水平定向穿越的血液。
其主要功能包括润滑、冷却钻头钻具、稳定孔壁和悬浮、携带泥屑等。
由于在较大口径管道的水平定向穿越泥浆使用量非常之大（一般都在3000m3/条次以上），除出、入土两端的泥浆池存储的泥浆需要之外，穿越沿程的冒将、跑浆可能造成路面的污染。
因此，在施工中主要的防范措施是控制泥浆压力、减少泥浆总量、及时清收和控制跑冒的泥浆，选择适宜的弃浆场所，有效地覆盖作业场地。
泥浆循环、处理泥浆程序见框图所示。
水
定向钻机
泥浆泵
储浆罐
制浆罐
泥浆坑
弃渣外运
泥浆反输泵
泥浆循环管
泥浆处理装置
出、入土端泥浆坑内的泥浆用返输泵分别通过循环管或直接返输进泥浆处理装置，经过处理后的部分清浆可以重复使用。
弃渣外运至当地有关部门指定的地点存放。
如对穿越沿线由于地层或其它原因造成的跑、冒泥浆，采用人工及时清收或就地控制，最后统一处理。
3.7、导向孔钻进、回扩和管线回拖
3.7.1导向孔钻进
（1）、导向孔根据设计曲线钻进。
施工过程中，谨慎处理控向数据，并适当控制钻进速度，保证导向孔光滑，钻孔导向剖面示意图如图5所示。
（2）、每根钻杆折角约为0.27度；
由于每根钻杆方向改变量较小，为保证左右方向，在出、入土点之间每隔10米设一明显标记。
每钻进一根钻杆，方向探测3次。
对探测点要做好标记。
认真记录钻进过程中的扭矩、推力、泥浆流量、泥浆压力、方向改变量。
（3）、导向孔完成后，根据钻孔轨迹和数据记录，确定此导向孔是否可用。
导向孔曲线与设计曲线的偏移量半径不大于2m。
出土点沿设计轴线的纵向偏差不大于穿越长度的1%，横向偏差不大于穿越长度的1%。
3.7.2回拉扩孔
钻孔导向完成后，采用分级反拉旋转扩孔成孔，分别采用D300、D550、D800钻头分级反扩成孔。
扩孔剖面示意图如图6所示。
图6带长槽回扩头
在本工程中将采用带长槽回扩头它适用于普遍的工程条件，在中密度粘土、砾泥粘土和含岩土壤（砾石、鹅卵石等）中施工，兼有飞旋刀式切割器和锥形挤扩器的复合功能，具有很高的施工效率。
如图7所示。
3.7.3管线回拖
扩孔结束后，立即进行管线回拖，管线回拖施工连续进行直至回拖到设计位置。
管道回拖剖面示意图8所示。
3.7.4监测与控制
（1）、原理
采用先进的导向探测仪对地下钻头的前后倾角、深度、导向板面向角等进行测量，根据测量结果人为预定其导进方向，并不断地调整钻头面角进行推进或继续钻进。
在钻进导向孔时能否按设计轨迹钻进，钻头的准确定位及变向控制非常重要。
钻进过程中对钻头的监测方法主要通过随钻测量（MWD）技术获取孔底钻头的有关信息。
孔底信号传送的方法主要有：
电缆法和电磁波法。
电磁波法的测量范围较小，一般在300m以内水平发射距离，测量深度在15m左右。
电磁波法测量的原理为：
在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。
地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，以便操作手能控制钻机按正确的轨迹钻进。
（2）、钻孔轨迹的控制
钻进的轨迹一般考虑以下三方面的要求：
A、铺设管线的深度和水平距离；
B、避开的地下管线和石块等障碍物；
C、钻进角度或出钻角度的弧度变化控制。
钻机置于马路边缘一定距离外，钻机以一定的钻进角度开孔，向下偏导向钻进，希望经过一定长度的弧形轨迹，达到铺管设计深度时钻头的方向恰好调整到水平方向，再保持水平方向旋转钻进，保正钻孔达到设计准确高程。
3.7.5安全保护系统
由于施工中的地质情况复杂、距离较远等特点，在施工中必须设置必要的安全保护措施，主要有：
（1）、防触电报警系统，一旦地下钻头触及电缆等带电体后，钻机发出触电报警，此时操作手必须坐在座椅上不得离开，以免触电。
报警解除后，操作人员方可离开钻机。
（2）、远距离遥控紧急停机装置，随钻跟踪测量者应时刻保持与钻机操作手的联系，一旦发生意外应及时处置。
目前我单位在本工程中采用无线通信联络方式，有时由于受到当时当地环境的影响这种方式己不能应付紧急突发事件。
所以在施工中应由随钻跟踪者采用紧急措施停止钻机工作，待处理完后，由后者解除对钻机的限制后，方可启动钻机。
3.7.6防范措施
为避免回拖失败、扩孔报废、防止塌孔，应采取以下措施：
（1）、选择适宜的钻机，通常选择钻机所要考虑的主要参数是最大推、拉力和最大输出扭矩。
管道回拖力主要与穿越的地质条件、回拖管段的规格和长度、预扩孔的直径和质量有关。
好的地质条件，预扩孔的质量相对容易保证；
回拖管段的规格越大，长度越长，回拖力越大；
预扩孔的直径越大，质量越好，回拖力越小。
一般情况下钻机的最大回拖力应不小于回拖管段自重的1/2。
（2）、在回拖管道时采用水浮法发送穿越管段。
确保导向孔质量，导向孔是预扩孔的基础。
导向孔的基本控制指标是出、入土角、曲线偏移和造斜段曲率半径。
其中，钻机出、入土角一般比较容易控制。
为确保拖管高程达到要求，在施工前应搞清施工作业区的地质情况。
进行导向作业时，应确保穿越曲线的圆滑，防止出现反向弯曲的现象发生。
（3）在满足管道回拖要求的前提下尽可能选择较小的扩孔直径；
选用适宜的泥浆；
选择适宜的钻具和钻具组合，并尽可能缩短施工周期。
3.8、管壁及造斜段注浆
由于施工扩孔直径大于设计管道直径，拖管完成后，在管道外壁及造斜段压注水泥浆，使水泥浆与拖管过程中的泥浆充分结合，加固土体硬度。
压浆系统设备包括：
A、注浆泵（螺杆泵，排量1000L/min，压力3Mpa）；
B、搅拌器；
C注浆管道（主管Φ50mm钢管，支管Φ25mm）；
D、管道阀门和压力计。
水泥浆配合比为（重量比）水泥：
水=1：
2。
压浆量为管道外围环形空隙的1.5倍，压注压力根据管顶水压力而定。
4、检查井施工
检查井采用人工挖孔护壁作业法进行砌筑。
放样放出检查井位置后，采用逆作法，开挖到管道位置后再进行砌井工序。
井壁和护壁之间空隙用水泥砂浆填补。
4.1、检查井施工工艺流程
准备工作→开挖土方→扎钢筋、支模→砼浇注→砌筑检查井（包括回填M10沙浆）→浇注盖板及吊装→安装井盖及路面恢复
4.2、准备工作
根据已完成铺管的轴线，在路面上定出井的位置及检查井（拍门井）施工所需的尺寸（《检查井施工示意图》、《截污井、拍门井施工示意图》），然后进行围蔽和破除砼路面施工。
4.3、开挖土方
破除路面后，便进行井的基坑开挖，挖土通过三脚架和卷扬机运上地面。
根据《检查井施工示意图》，人工分层进行开挖（每开挖一层，便完成一层护壁的浇注，然后再进行下一层基坑土的开挖。
采用人工开挖时，必须先开挖基坑中心范围，然后再对称挖掘周边泥土，最后进行护壁范围的泥土挖除及修整。
在挖土过程中，要注意及时抽水，以防基坑泡水。
人工挖掘土时，现场必须有专人负责观测土体、护壁的变化，以及地下水渗漏情况，发现异常立即组织疏散作业人员，并及时分析问题、处理问题。
当开挖到PE管时，由于考虑到牵引过程中对土体产生扰动，则采用长1.0米，尾径不小于10CM木桩垂直四侧侧墙打如土体，进行加固，木桩间距为0.5米，成梅花桩分布。
人工护壁施工至PE管中心线以下40cm（检查井）或50cm（拍门井）。
4.4、绑扎钢筋及模板、混凝土浇筑
施工时，每一层钢筋必须预留足够的搭接长度，具体尺寸按照《检查井施工示意图》、《截污井、拍门井施工示意图》进行施工。
护壁砼采用C25，施工护壁时，混凝土要振捣密实，特别是对上下层接口处的砼振捣，且层与层的砼搭接高度必须大于5cm。
每层混凝土浇注时，下混凝土位置要对称，浇注砼高差不能超过40cm。
护壁施工到设计坑底标高，坑底打设木桩对地基进行加固处理（管底除外），木桩各技术参数和施工要求参照原设计图纸和工程洽商。
钢筋砼底板完成后，用切割机将检查井内的PE管中心线以上部分砌除，下部分作为流槽。
4.5、检查井砌筑
根据通用图要求，从管顶以上50cm处往下到井底，为砌筑48cm砖墙，从管顶以上50cm处往上，砌筑36cm砖墙。
检查井砌筑完后，及时进行批荡，并将检查井壁与护壁之间的缝隙用石屑进行填充，用水冲实。
4.6、检查井砌筑的技术要点
4.6.1、管道安装后即可进行检查井的砌筑。
砌筑前将井位基础面洗刷干净，定出井中点，划上砌筑位置和砌筑高度，以便操作。
4.6.2、砌筑检查井所用的砖，质量应符合设计、规范要求。
砌砖前，让砖吃透水，表面润湿。
砖搬运小心堆放，避免不必要的破损。
4.6.3、砌筑圆井，注意圆度。
挂线校核内径，收口段要每层检查，看有无偏移。
在井下部干管伸入处，特别是管底两侧，用砂浆碎砖捣插密实，其余逐层将砖砌包妥当，务使不渗漏。
4.6.4、砌筑圆形检查井避免上下层砖块对缝。
检查井内外批档，每砌筑50cm高即批档一次，做到随砌随抹灰，以减少砌井过程中的抽排水量。
4.6.5、PE管伸入检查井内的部份，应剪切到与内壁齐平。
4.6.6、各种井每天的砌筑高度，不超过2m。
每天砌筑结束时，清除跌落在井内的灰浆砖碎。
整个井砌筑完成后，清除井内脚手架、垫脚砖、临时堵水基或导槽，并封堵脚手眼。
4.6.7、井砌完后，及时装上预制井环，安装前校核井环面标高与路面标高是否一致。
无误后，再坐浆垫稳。
4.6.8、PE管与检查井的连接可采用中介层法。
即在管材或管件与井壁相接部位的外表面预先用聚氯已烯粘接剂、粗砂做成中介层，然后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内。
中介层的做法是先用毛刷或棉纱将管壁的外表面清理干净，然后均匀地涂一层聚氯已烯粘接剂，紧接着在上面甩撒一层干燥的粗砂，固化10～20min，即形成表面粗糙的中介层。
中介层的长度视管道砌入检查井的长度而定，可采
升级会员 