DN600给水管道拖拉施工方案.docx
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DN600给水管道拖拉施工方案
DN600进水管非开挖拖拉管施工方案
一、编制依据
1．施工设计图纸、岩土勘察报告；
2．《非开挖施工技术规范》；
3．《建筑施工安全检查标准》JGK59-99；
4．《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005；
5．《特种作业人员安全技术考核管理规则》GB8306-85；
6．《ISO9001程序文件》、《部门质量职责、岗位质量职责》及《作业指导书》；
7．有关规范规程及验收标准；
8．《给排水管道工程及验收规范》（GB50268-97）；
9、CJJ/T98-2003《建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程》
二、项目综述
1．工程概况
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（略）
进水管线布置见附图。
2．工程地质情况
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3．施工范围
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三、施工部署
1．施工部署原则
本工程施工由我xxx公司委托有资质的专业施工单位安排一支施工队进场作业完成。
施工队统一由项目部负责和管理。
2．工艺选择
非开挖技术措施按施工工艺可分为：
导向钻进铺管技术、遁地穿梭矛铺管技术、顶管掘进机铺管技术、顶管铺管技术。
本进水管线按技术要求，经技术经济比较，拟采用定向钻孔拖拉管施工方法。
给水管道施工工艺按：
定位放样→开挖工作坑→打导向孔→回扩→拖管→回填。
定向钻孔拖拉管施工工艺流程
3．施工顺序
本工程的总施工顺序安排按：
先现场勘查，进行前期准备工作，根据实际情况确定定向钻孔轨迹设计参数，按设计施工图要求计算和绘制出导向孔轨迹设计图，再施工拖拉管道，最后进行钢管段明挖施工和管道连接安装。
四、前期准备
1．施工场地及布置
1.1道路：
1.2施工场地：
水平定向钻进管线铺设工程需要两个分离的工作场地：
设备场地（钻机的工作区）和管线场地（与设备场地相对的钻孔出土点工作区）。
设备进场前，应先做好场地平整和清洁工作。
对场地推平、碾压，并设断面不小于0.3m×0.3m的边沟，以便有利于施工。
设备及材料存放场地应高出自然地面不小于15cm。
1.2.1设备场地（钻机的工作区）——钻机施工场地约需30M宽，长45M的面积。
施工该场地布置于xxx。
开工前应向有关管理部门办理好施工临时用地征用手续，事后原貌恢复。
在穿越施工时因需要大量的淡水供搅拌泥浆用，本处将考虑利用施工现场边河水作为水源。
1.2.2管线场地：
分别设于xxx市政给水接入点和xxx与明挖施工钢管连接点。
为便于连接与铺设成品管道，管线场地一侧总长度应以能够摆放下所预制的管道为准（场地的总长度为穿越管道长度再加上30米），宽度应满足管道施工的需要（一般为12~18米）。
在回拖前，要将管道预制完成，包括焊接，通球，试压等工序。
在回拖过程中，不能再进行管道的连接工作，因为回拖过程是要连续进行的，若此时进行管道连接将可能造成地下孔洞的塌方，极可能造成整个工程施工的失败。
并尽可能避免水平方向的弯曲。
多次回拉连接管线会增加施工风险。
施工场地还需考虑开挖进、出口坑和设置泥浆循环池（成品）。
2．现场勘查与导向孔轨迹的设计
2.1现场勘查
根据设计提供的管线资料和现场勘查，查明了在穿越的道路下的各类地下管线主要有给水、排水、燃气、电力、电信等五种管线。
xxx路最大管径为DN600的雨水管，最大埋深管底标高为1.53米。
xxx路最大管径为DN800的给水管，最大埋深管底标高为1.67米。
2.2导向孔轨迹的设计
轨迹设计主要考虑设计平面位置、埋深的要求，地下公用管线的影响，钻杆和管材的弯曲半径等。
根据设计文件和地下管线探测结果，结合现场踏勘，导向孔轨迹设计参数如下：
2.2.1管线曲率半径计算
管线曲率半径主要由钻杆和待铺PE管的曲率半径决定，选择时以曲率半径大的为设计依据。
2.2.1.1铺设的PE管最小曲率半径：
式中：
E—PE管弹性模量，为960MPa；DPE为PE管外径，为630cm；δPE为PE管弯曲强度，为24MPa。
2.2.1.2钻杆曲率率半径：
钻杆曲率率半径由钻杆的弯曲强度值确定。
根据工程实践经验，一般情况下为钻杆外径的1200倍，即：
式中：
D钻杆为钻钻杆外径，为8cm。
考虑钻杆和管材的弯曲半径，本工程取R=130m。
2.2.2造斜段长度L1和入土角α计算
2.2.2.1xxx路
考虑其地下管线的影响，取管道最深点为 h=4.31-1.53=2.78m；
式中：
L1—造斜段长度；h—铺管深度。
计算得 L1=26.74m，入射角取11.87度。
2.2.2.2xxx路
考虑地下管线及河道影响，取管道最深点（河底下5m）为 h=4.31+6.285=10.60m；
式中：
L1—造斜段长度；h—铺管深度。
计算得 L1=51.42m，入射角取11.65度。
2.2.3导向孔轨迹设计参数
根据上面计算数据和铺设管道要求，设计的定向钻孔穿越轨迹纵断面如附图2所示。
2.3施工设备、人力及进度计划
拟进场施工设备计划如下表
设备名称
型号规格
产地
数量
备注
HDD钻机
Case6060
美国
1台
27T
发电机
中国
2台
工程车
中国
1辆
泥浆泵
中国
2台
导向仪
DCI无线控向
美国
1台
吊车
20T
中国
1台
平板车
20T
中国
1台
劳动力投入计划表
工种
人数
备注
机械操作工
2
每台定向钻机上配备2名操作工，可满足两班制施工
测量工
2
配合测量员进行施工放线及验收
泥浆工
2
每台钻机上配备专门的泥浆工，负责钻进过程中的泥浆调配
导向员
2
负责施工过程中的导向工作
技术人员
2
负责施工过程中技术环节的指导
管理人员
2
每台钻机上配备1名管理人员，负责该施工班组
后勤人员
1
每台钻机上配备1名后勤人员，负责施工场地内的勤杂工作
普通工
7
在施工过程中帮助进行所有的钻进操作
合计
20
以上人员可视施工进程进行调配，以满足各个五环节有充足的劳动力投入
施工进度计划
名称
长度
计划开工时间
计划施工时间（天）
非开挖拖拉管
395米
7月15日
30天
五、施工方法及技术措施
1．施工方法：
1.1进、出口工作坑
1.1.1首先在入土点、出土点位置（入土点选择在xxx路和xxx路二次穿越交接点，出土点穿越xxx河为河坝南侧与上水公司市政接入点，穿越xxx路为与钢管明挖施工连接点）设计工作坑，挖掘长4.0米、宽1.5米、深1.5米并配有母槽的工作坑。
进、出口工作坑是非常重要的，进出口工作坑具有以下作用，并兼作地层情况和地下管线及构筑物的探坑：
Ⅰ、用作泥浆循环池的组成部分；
Ⅱ、作为连接与拆卸钻具、钻杆、管线的工作坑。
1.1.2设备就位、安装、调试
根据入土点、入土角度结合现场实际情况使钻机准确就位。
定向钻机放置应符合下列要求：
Ⅰ、钻机应安装在管道中心线延伸的起始位置。
Ⅱ、调整机架方位应符合设计的钻孔轴线。
Ⅲ、按钻机倾角指示装置调整机架，应符合轨迹设计规定的入土角。
钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后，对设备进行调试、检查、测试，确保设备安全运行。
控向设备仪器安装完成后，对其进行调试，确保导向孔的精度。
1.1.3泥浆配制
根据地质情况，本钻孔轨迹多处于粉砂层中，地层的自然造浆能力很差，孔壁稳定性较差，容易发生严重缩径或孔壁不稳的现象，应采用优质化学泥浆作钻进液，钻进液质量的好坏对工程的成功起着非常大的影响。
根据经验对泥浆的配制按如下技术要求：
1使用中性软水，PH值控制在6~7之间；
2泥浆的粘度控制在45-55S，泥浆的PH值控制在8~10之间；
3清孔时泥浆的粘度控制在65~70S；
基本配方为膨润+纯碱（Ng7C03）-降火水剂（K31）添加剂（CMC），其性能要求；失水量小于15ml/30min、密度1.10~1.14。
序号
名称
作用
配合比
1
雷膨
增加孔洞悬浮性能，减少孔道内的淤积物，有利孔道清理和畅通。
2.2㎏/m3（水）
2
高效有机降滤失剂
降低粉中因泥浆滤失导致的孔壁坍塌。
1.5㎏/m3（水）
3
润滑剂
钻进、回扩、铺管理，能很好地降低磨擦阻力及扭矩，改善泥浆润滑性。
1.8㎏/m3（水）
4
膨润土
钻进及成孔时的造浆材料。
50㎏/m3（水）
5
TSD化学泥浆
适用于含砂土层的成孔，护壁。
2.5㎏/m3（水）
泥浆配制表
1.1.4钻进过程
钻进过程分三步：
导向孔、回扩、回拖铺管
（1）导向孔：
钻进导向孔是水平定向钻进施工的最重要阶段，它决定铺设管线的最终位置。
钻杆按设计的进入点以预先确定的角度钻入地层，在钻进液喷射钻进的辅助作用下，钻孔向前延伸。
在坚硬的岩层，需要泥浆马达钻进，利用弯接头控制轨迹的方向。
在每一根钻杆钻入后，应利用定位仪测量钻头位置，对有地下管线、关键的出口点或调整钻孔轨迹时，应增加测量点，将测量数据与设计轨迹进行比较，确定下一段要钻进的方向。
钻头在出口处露出地面，测量实际出口是否在误差范围之内。
如果钻孔的一部分超出误差范围，可能要拉回钻杆，重新钻进钻孔的偏斜部分。
当出口位置满足要求时，取下钻头和相关钻具，开始回扩。
（2）回扩：
同径铺设时，导向孔完成之后，可直接回拖铺管。
但是，大多数导向孔需要回扩，将孔径扩至能铺设管道。
终孔孔径一般应为管线外径的1.2—1.5倍。
Ⅰ、扩孔采用导向钻机进行预扩孔，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。
Ⅱ、扩孔次数需视钻机回转压力及回拖压力而定。
根据设备能力，在确保安全高效前提下，确定本工程扩孔级次为分别为：
Ф450mm→Ф650mm→Ф850mm→Ф950mm。
Ⅲ、不同地层应采用不同的回扩器。
采用与地层相匹配的回扩器和适当的钻进液流量是回扩施工的关键，可节约资金和时间。
Ⅳ、扩孔前要做好泥浆循环系统的准备工作，并配有清运泥浆的专用设备。
保证施工现场的清洁卫生，做到文明施工。
（3）回拖铺管：
钻孔扩大后，管线可回拉进入充满泥浆的孔中。
准备回拉的管线应在出口一侧连接并进行检测。
钻杆使用一个拉头或拉钩和一个单动接头与铺设管连接，单动接头用于防止管线回转而拧坏管线。
也可将回扩器安装于拉头与钻杆之间，以确保钻孔畅通，回拉时，可向孔内泵入润滑液，并在待回拖PE管下，每间隔5~10m摆放1个托辊，以便回拖中起到减阻护壁润滑作用。
回拖启动后，要作到平稳、匀速（回拖中不能停留），速度控制在0．08m／s。
操作手时刻观察回拖压力变化，及时上报，以便采取必要措施，使将己连接准备好的PE管，一次回拖成功。
拖管时，大部分泥浆将循环使用，故需准备两个坑暂存，一个为泥浆倒坑，一个为净化好的泥浆坑。
1.1.5施工现场的清理、恢复。
拉管和其后的测试试验等工作完成后，应清理现场并撤出所用施工设备，恢复场地的地形地貌。
这项工作包括排除入口坑和出口坑中的钻进液，并回填这些工作坑。
2．技术措施
2.1管材的选择：
原设计采用明挖施工，管材选用钢管内衬管，内径600mm，管道设计内压1.0MPa。
根据变更后设计要求，考虑非开挖施工的需要，对非开挖施工管材按设计要求改用PE管，选用管材如下表:
工程选用的PE100级聚乙烯管材
公称压力（MPa）
公称外径（mm）
内径（mm）
壁厚（mm）
SDR
产地
1.0
630
592.6
37.4
17.0
河北
2.2管材、管件运输及贮存
管材和管件到货后，做好现场验收工作，小心搬运至管材堆放场地，整齐摆放，不得剧烈碰撞，避免接触尖锐物件。
若PE管被刮伤，刮伤深度超过1cm，则将其切除。
管材堆放好后，面上盖一层油毡或布，避免日晒雨淋。
PE管受温度影响较大，值班人员经常检查，发现未防护好的及时处理。
2.3管道施工
聚乙烯（PE）管道按照行业标准CJJ/T98-2003《建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程》要求施工。
2.4管道连接
管道的连接方式主要有：
（1）DN（公称外径）≤63mm时，采用热熔承插连接或电熔连接；
（2）DN（公称外径）≥75mm时，采用热熔对接或电熔连接；
（3）与金属管及管路附件的连接，采用法兰连接或过渡管件连接等方法。
2.4.1热熔对接
PE管相互连接本工程采用热熔对接方式。
使用该方法连接时，采用热熔对接焊机，具体步骤如下：
（1）把待接管材置于焊机夹具上并夹紧；
（2）将管材待连接端清洁干净，然后铣削连接面，若连接端不干净，则易产生漏水现象。
（3）校直两对接件，使其错位量不大于2mm；
（4）放入加热板；
（5）加热完毕，取出加热板；
（6）迅速接合两加热面，升压至熔接压力30Pa并保压冷却；
（7）热熔完成。
聚乙烯管材热熔对接焊参数值（环境温度20℃）
壁厚度（mm）
吸热时间
（P=0.01N/mm2）
（温度210±10℃）
S（秒）
切换时间
取出热板对接S（秒）
冷却时间
（P=0.15N/mm2）
保压状态下
Min（分）
端面平整
凸起高度
（P=0.15N/mm2）
mm
﹤4.5
45
﹤5
6
0.5
4.5-7
40-70
﹤5-6
6-10
1.0
7.0-12.0
70-120
﹤6-8
10-16
1.5
12.0-19.0
120-190
﹤8-10
16-24
2.0
19.0-26.0
190-260
﹤10-12
24-32
2.5
26.0-37.0
260-370
﹤12-16
32-45
3.0
37.0-50.0
370-500
﹤16-20
45-60
3.5
50.0-70.0
500-700
﹤20-25
60-80
4.0
PE管道的焊接必须由经过专门培训的焊工进行操作，才能确保合适工作参数下其强度要求。
焊接时应注意工作环境，因大风等可能因冷却加热板，而导致不均匀温度分布，故可能会对熔接质量有致命的影响，同时尘土等污染加热板和管端也将会导致接头寿命大为减少。
2.4.2PE管与钢管的连接
工程的前后端都需要与明挖施工埋设的内衬钢管连接。
本工程采用钢塑法兰连接方式，PE管端与塑料法兰根之间采用热熔连接，钢管端与金属法兰连接，然后采用法兰片、螺栓即可完成PE管与钢管的连接。
六、质量检验与验收
1．试压与清洗
为检验给水管的驳接止水质量和给水管的安装质量是否符合设计要求，在给水管安装后，需做压水试验。
压水试验共分两类，其一为施工过程中的焊接分段试验，其二为全线驳接完成后的竣工试验。
1.1试验压力的确定
（1）本工程选用的PE管材公称压力等级为：
1.0MPa。
（2）管材适温性能PE管道的公称压力（PN）是指在20℃时的内水压力指标。
本工程介质温度在20~40◦C之间时，按下表温度对压力折减系数（ft）修正工作压力（Fw）。
温度对压力折减系数
水温t（◦C）
20
30
40
压力折减系数（ft）
1.0
0.87
0.74
（3）确定试验压力试验压力为管道系统设计工作压力的1.5倍，但不得小于1.0MPa。
Fw=Fwdft/1.5
其中：
Fwd——为系统正常工作状态下，选用的管材最大设计内水压力。
ft——由每次压水试验所测水温值确定，若没有对应的水温采用插值法计算。
本工程介质温度在20~40℃之间，试验压力见下表。
水温t（℃）
20
30
40
压力折减系数（ft）
1.0
0.87
0.74
1.0MPa管
工作压力（MPa）
0.67
0.58
0.50
试验压力（MPa）
1.0
1.0
1.0
1.2试验准备工作
（1）试验段选择
分段试验的管段根据实际施工的分段情况确定。
不同材质管段分别试验，或按较高标准段的参数试验。
本工程PE管按飞翱路和围场河路划分为二段试验。
竣工试验的管段为全管道系统。
（2）试验准备
在试验前，先进行管路外观质量检查，规划供、排水路线，检查电源和供电线路，准备仪表设备及零部件。
（3）试验机械设备
供水泵1台，试压泵1台，经鉴定合格的压力表2个，带堵板法兰2个，以及进出水管路和配套阀门。
1.3试验步骤
（1）将试压管段各配水点封堵，缓慢注水，同时将管内空气排出；
（2）管道充满水后，进行水密封性检查；
（3）对系统加压，应缓慢升压，升压时间不应小于10min；
（4）升压至规定的试验压力后，停止加压，稳压2h，压力降不得超过0.02MPa，否则卸压后进行检查处理。
（5）在工作压力状态下稳压2h，压力降不得超过0.02MPa，同时检查各连接处，不得渗漏。
否则卸压后进行检查处理，重复以上步骤，直至符合要求为止。
（6）试验合格后，填写试验记录并签字。
2.清洗消毒
竣工试验，在压水试验合格后需进行管道清洗消毒。
方法如下：
Ⅰ、将管道系统内存水放空，再灌注氯溶液（浓度≮20mg/L），让其在系统内静置不小于24小时进行消毒；
Ⅱ、放空消毒液，再用生活饮用水冲洗管道；
Ⅲ、取样送卫生部门检测，符合《生活饮用水卫生标准》GB5749，则清洗合格，可交付使用。
否则应重复消毒和清洗，直至符合要求为止。
七、附图（略）
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