PE管牵引施工技术交底.doc
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市政基础设施工程
施工技术交底记录
编号：
001市政施管－10
工程名称
分部名称
分项名称
De1000PE管牵引安装
交底日期
2014年11月2日
交底人
交底人职务
项目技术负责人
交底内容：
De1000PE管安装
1、施工工艺流程
2、钻机成套设备进场安装布置
2.1入土点作业区修筑
首先：
用白石灰放出到入土点作业区的6m宽路，用单斗和人工将白石灰范围内地表上的障碍物清理干净，在路面用土工布全部铺垫，上面并排铺垫1.2m宽×10m长的钢管排。
在施工便道过沟时，预先埋设水泥涵管，然后填上土，在盖上土工布，最后在铺垫δ=16mm钢板。
然后：
用白石灰将入土点作业区放线标识，挖掘机配合人工清理作业区中的障碍物。
在作业区边线用挖掘机开挖排水沟0.5m×0.5m，通向泥浆池。
施工便道结构如下：
其中部分较软路基在铺垫2块1.2m×10m管排。
第三步：
用挖掘机将作业区平整、压实，并在除进口以外的其他作业区边界上安装施工护栏，在进口醒目处和其他有安全隐患的部位安装安全警示标识；
第四步：
在除泥浆池和地锚坑之外的地方全部铺垫管排；用白石灰按钻机及配套系统平面布置图在管排上标出各设备及钻机进场的道路和就位位置。
最后挖泥浆池及地锚坑，泥浆池尺寸为10m×3m×2m。
泥浆池内铺塑料土工布。
地锚坑中心线在穿越中心线上，地锚坑尺寸为3m×2m×1.8m，基础的质量要求较高：
①、基础中心线与穿越中心线基本重合，误差≤5cm/3m；②、基础中心与出土点的位置差≤10cm。
。
挖泥浆池及地锚坑时要留出足够边坡，泥浆池及地锚坑尺寸如下图所示。
在地锚前紧贴地锚打4个Ф219×10,长6米的钢管桩,钢管桩高出地面0.5米,在地锚和钢管桩之间用8#槽钢焊接牢固。
2.2出土点作业区修筑
田地中的施工便道修筑：
首先用履带挖掘机清理田地6m宽范围内植被，压实。
然后用履带挖掘机在路两侧开挖1m宽×1m深的排水沟，与围堰区内的积水池相连。
然后在局部地基承载力不足的路面上铺垫一层土工布，上面并排铺垫1.2m宽×10m长的钢管排。
出土点作业区的修筑：
出土点作业区宽度为20m（如场地受限可减至15m），长度为20m，将边线和穿越中心线标识出。
首先：
用白石灰将入土点作业区20m×20m放线标识，挖掘机配合人工清理作业区中的障碍物。
在作业区边线用挖掘机开挖排水沟0.5m×0.5m，通向施工泥浆池。
然后：
在除泥浆池之外的地方局部从下到上依次铺垫土工布和管排，用于放置钻杆和出土点设备。
最后挖泥浆池1个，泥浆池尺寸为8m×8m×2m。
泥浆池内铺塑料土工布。
６ｍ
地锚坑深：
1.8ｍ
2m
10m
3m
泥浆池深：
2m
3m
2.3、根据设计要求确定出入点位置，根据PE管管径的曲率半径，计算出设备至入点的最小距离，把需安装的设备控制在最小占地范围之内。
2.4、设备的选用
根据拉管阻力的确定选择需要的设备，现暂定使用ZT-300钻机。
2.5、顺、扩孔护壁实施措施
采用优质膨润土和护壁添加剂，聚炳稀腈等泥浆材料。
原理要点：
（1）、选优质土；
（2）、采取“粗分散”方法；
（3）、添加降失水剂；
（4）、提高基液粘度；
（5）、调整泥浆比重，平衡地层压力；
（6）、利用特殊离子对地层的“钝化”作用；
（7）、利用大分子链网在井壁上的隔膜作用；
（8）、利用微颗粒的堵塞作用；
（9）、活度平衡。
根据以上原理使充入孔内的泥浆均匀分布在孔壁上，起到防止孔壁塌方、松散，携带钻硝、润滑钻具的作用。
3、导航设计原理图如下
图：
3-6导向孔轨迹示意图
式中Ｒ1、Ｒ2分别为第一造斜段、第二造斜段曲率半径;α1、α2分别为入口、出口倾角。
相应的计算公式为：
4、磁方位测量
磁方位角作为定向钻穿越工程最重要的控向数据，是确保穿越曲线圆滑的最重要的保障。
因此，在导向孔开钻前，要认真做好穿越中心线的磁方位角测量，这一数值是导向孔控向的原始依据数值，必须准确。
用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量（一般情况下，出、入土侧各取两个点），然后将各组数据进行分析对比，排除由于那些由于磁干扰而错误的数据，确定正确的磁方位角数值。
如果各组数据相差较大（0.2°以上），则增加测量点（2-4个），直到确定正确的数值。
5、钻导向孔
1）钻导向孔采用的钻具主要有：
钻杆采用API标准内部加厚型钻杆；控向设备采用美国派拉客P2控向系统,在整个穿越过程中采用地面信标系统P2系统进行准确跟踪定位,确保出土位置准确无误。
2）在导向孔钻进过程中，要认真观察井眼泥浆返出情况，每一小时取样一次，泥浆工程师做好试验分析，将分离物与地质勘探报告相比较，确定是否进行泥浆性能调整，并做好记录，以便准确判断钻进过程中的地质情况，来决策钻进运行，确保钻导向孔一次成功。
控向员严格按图纸设计要求进行控向，导向孔是以后各级预扩孔和回拖管道的基础。
导向孔严格按设计曲线钻进，在开钻前对司钻人员作好详细的技术要求，对每一根钻杆的钻进要求都提前在图纸上作好标注，控制钻杆的折角变化：
单根钻杆（9.6米）折角变化＜1.5°；保证穿越曲率半径≥400m、管底最大埋深、入土角及出土角均能达到相应设计规范的要求。
在钻进时，控向员根据绘制的穿越曲线图结合实际变化准确及时地向司钻员发布控向指令，并随时根据钻进情况调整司钻推进、旋转操作。
司钻员密切注视钻机仪表台上扭矩显示表、推力显示表、泥浆压力和流量表，随时判断纽矩是否达到最大？
钻头是否卡住？
泥浆压力、流量是否足够等等细微却又十分重要的问题。
如出现问题，司钻员要严格按照施工作业指导书和司钻工操作规程手册的操作内容冷静处理并及时汇报，在最短的时间内解决问题。
重点控制单根钻杆的钻进质量和整体曲线的质量，确保施工曲线与设计曲线重合。
严禁出现施工曲线缩短与原施工曲线空间距离的情况。
这是确保预扩孔、回拖作业的基础。
定向钻钻进曲线应严格按照穿越施工规范和设计图纸曲线要求。
其中，导向孔曲线横向偏差±1m，导向孔曲线上下偏差+1～-1m；出土点横向偏差±1m，出土点纵向偏差±1m。
在开钻前必须准备万能表格纸，在开钻后绘制钻进导向孔的纵坐标曲线图和横坐标曲线图，曲线图（不得涂改）将作为永久保存的竣工资料。
3）导向孔在钻进过程中偏离设计穿越曲线的原因：
第一：
钻机就位方位与管线设计穿越方位有偏差。
第二：
受外部磁场的影响，计算机采集的数据非钻头的真实位置。
第三：
钻机操作人员人为操作有误，实际曲线与设计曲线发生偏移。
针对以上造成曲线偏移的原因，我们特制定了如下预防措施：
a）保证钻机就位方位与设计管线中心线重合的措施
钻机就位前，用测量仪器（如全站仪）放出管线穿越中心线，根据穿越入土角、钻机自身尺寸（车长、车宽、轮距等）等参数计算出钻机就位的精确位置，并用白灰或用线绳予以标记，并以此标记作为钻机就位的依据。
在钻机就位过程中，除了利用白灰或线绳标记作为就位的标准外，就位后还要用测量仪器测量钻机就位偏差，经计算钻机就位方位相对于管线中心线的角度偏差如超过0.1°时，需根据偏左偏右情况重新调整钻机，经多次就位-测量-调整-再测量，直到偏差控制在0.1°范围内。
钻机就位后，计算出精确的偏差数值，在开始钻导向孔时及时调整此偏差为零，保证导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。
b）外部磁场对方位角的影响及控制措施
外部磁场主要由地下管道、地下光缆、刚性建筑物（构筑物）、船只、地上高压线等产生，这些外部磁场将影响地磁场强度和地磁角度，从而影响控向方位角，控向方位角的不确定最终导致钻孔时方向失控，本标段河流穿越位置或多或少存在影响钻进控向精度的外部磁场。
根据现场确定的外部磁场的位置，在钻孔时，探测器到达外部磁场前，钻孔方向不能出现过大的左右偏移量，保持实际方位角与控向方位角的偏差在允许的范围内，在进入外部磁场时，实际方位角发生变化，此时的方位角与控向方位角不同，钻进时暂不考虑干扰后的方位角而直接按直线钻进，在进行数据测量时，根据控向工具面的位置输入与控向方位角接近的方位角。
钻头穿越过磁场干扰区后，计算机控向数据恢复正常，此时导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差应当在许可范围内，万一两者偏差较大，首先计算出实际偏差量，然后将经过磁场干扰区的钻杆抽出后重新钻进进行偏差调整。
在已知偏差量的情况下进行调整是很容易的，通过调整消除磁场影响，使导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。
c）采用人工磁场
钻机控向系统是依靠地磁场进行方位控制，通过钻头后面的探头将导向孔参数传输到计算机。
地磁场容易受到地下管线、地下电缆、地面高压线等
金属构件的干扰，从而造成控向参数不准确。
人工磁场是在穿越中心线两侧布设的闭合线圈，布设简单方便，在施工中既经济又有效，其优点是它不受外部磁场的干扰，可以准确无误的将钻孔数据反映出来，当探头到达此闭合的线圈区域内,接通直流电源产生磁场,通过人工磁场可以测得穿越轴线的左右偏移和穿越标高。
通过人工磁场与地磁场左右偏差的比较,可以确定目前钻头方位角,从而确定下一根钻杆的行进方位。
由于人工磁场在地磁场受干扰的情况下可以提供准确的管线穿越方位角，在地磁场不受干扰的情况下可以校正控向方位角的正确性，从而能够很好的控制导向孔与设计穿越曲线偏移，并能保证穿越曲线的平滑性。
d）控制人为因素造成导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差的措施
开工前，加强对控向人员与司钻操作人员的培训，提高工作人员的素质，加强控向人员与司钻人员相互间的配合，司钻人员以控向人员的指令为准，按照指令进行操作，防止人为操作导致钻孔出现偏移设计曲线。
控向人员应严格按照设计曲线计算每次倾角的调整度数，认真掌握并注意穿越过程中的轨迹变化，通过轨迹变化确定控向方向的变化。
从而控制导向孔轨迹与设计穿越曲线的偏移。
6、预扩孔
钻孔结束后，卸下导向钻头，将钻杆、扩孔器、回拖活节依次连接好，然后由钻机转盘带动钻杆旋转后退，逐级扩孔，为确保顺利及安全，通常的将成孔孔径设计为最小孔径的1.3～1.5倍，本工程设计管径1000mm，根据实际情况本工程最终扩孔直径1500mm。
分别采用相应的扩孔钻头分级扩孔，直到扩孔孔径符合托管要求为止。
本工程拟采用预扩孔工艺为六级扩孔+一级清孔，然后根据地层地质情况确定顺孔次数，经技术人员根据钻机在顺孔时反应的各种参数数据的判定，确定拉管时间。
顺孔结束后，将钻杆、扩孔器、回拖活节和被安装管线依次连接好，一次性将管线回拖至入土点为止。
由于使用了专用工具和钻好的孔中充满泥浆，所以管线在回拖过程中是不旋转的，管线在扩好的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样即减少了回拖阻力，又保护了管壁。
7、管道回拖
7.1、回拖前的准备
1）钻具连接可靠、有效；
2）泥浆喷嘴及回拖旋转接头工作正常；
3）回拖管入洞发送沟开挖顺滑，能保证PE管弹敷进洞，避免硬性回拖。
4）扩孔器旋转和回拖速度应均匀；回拖速度≤2.5m/min；
5）保持泥浆回流。
7.2管道回拖时，管段与钻具连接应符合下列要求
1）检查扩孔器内各通道及各泥浆喷嘴是否畅通，确认合格后才能连接；
2）连接顺序为管线+连结头+旋转接头+扩孔器+钻杆；
3）扩孔器直径比穿越管道直径大，目的是减小拖拉力，保护防腐层；全部连接完后应送泥浆冲洗，检查各泥浆喷嘴是否正常，合格后进行回拖施工。
4）管道回拖施工应连续进行,除发生不可抗拒的原因外，严禁在施工中无故停拖。
在回拖时进行连续作业，避免因停工造成阻力增大。
5）回拖过程中，要认真观察浆泥运行情况，动用泥浆制浆系统、泥浆循环处理系统和利用泥浆回收坑和泥浆处理坑尽力分离、除砂泥浆、回收泥浆残物，尽量减少环境污染。
管道回拖出土，用大钳与单斗、人工配合卸下钻杆、扩孔器、回拖万向节和“U”型环等机具，割掉回拖头，用事先准备好的盲板将回拖管管口焊接封堵。
8、设备撤场
所有作业完成后，系统拆除连接，设备撤场。
按照钻机、泥浆系统、动力系统、机具钢板排等顺序依此撤离施工现场。
9、地貌恢复、泥浆处理
施工完毕待设备全部撤离后，将泥浆池中的剩余泥浆用专用的泥浆罐车拉运到当地环境保护部门指定的泥浆填埋场。
泥浆池中的残余极少量泥土混合物就地深埋。
会
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