某污水管道工程的拖拉管定向钻施工方案secretWord格式文档下载.docx
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总承包单位：
监理单位：
4.2工程简况
本方案为某污水管道工程1标段中共分三条路：
某；
某路）；
本工程涉及到的施工内容主要为污水管。
本工程中主要为过路、过河拖管施工。
根据设计管材不相同，有HDPE波纹管、HDPE直壁管、UPVC直壁管。
根据不同材质，选择不同的施工方法。
4.2.1某de500、de630过路支管均采用拖管施工；
其余段落采用开挖施工。
开槽管DN400采用HDPE双壁双色，双壁扩口的双壁波纹管。
DN500,DN600拖管及开槽采用PE管。
4.2.2某，沿途预留DN400,DN500,d600污水支管。
DN500,DN600过路支管均采用拖管施工，其余段落采用开挖施工。
4.2.3某，沿途预留DN400～DN600支管。
为避免对已建物的破坏等因素，横穿道路的支管采用拖管法施工。
W8～W9,W26～W27过河管采用拖管法施工。
W27~W28根据设计变更后采用拖管施工。
4.3地质及水文状况
4.3.1某W1～W3污水管基础基本位于亚粘土层④，灰黄色，软塑，局部夹亚砂土。
W4～终点段污水管道基础基本位于亚砂土层③。
4.3.2某15～X17及X18～X22段基础位于粘土层。
X17～X18之间管道基础为淤泥质素填土需彻底挖除，4%灰土回填压实。
X1～X14及X22～X23管基位于亚粘土层。
4.3.3某污水干管基础基本位于或接近亚砂土层。
4.4管道的选材
4.4.1某过路拖管:
de400，采用UPVC直壁管，壁厚11.7mm，橡胶圈接口、环钢度8Kpa以上；
过路拖管DN600、DN800采用PE管。
4.4.2某:
DN500、DN600管采用PE缠绕管，环钢度达到8Kpa以上
4.4.3某:
拖管段采用de500、de630UPVC直壁管（壁厚分别为14.6㎜，18.4㎜）环刚度8KPa以上的橡胶圈接口。
工作坑内管段采用10㎝中粗砂垫层，满沟槽回填中粗砂至管顶以上15㎝。
五、施工总体部署
5.1施工段划分
根据我项目部目前对现场3条道路实际情况的掌握，综合考虑在施工阶段工期内根据施工条件、施工先后顺序初步将3个施工段分别为：
一、某过路拖管
二、某过河拖管
三、某过路拖管
以上施工阶段的划分可根据现场实际开工情况再作相应调整。
5.2施工总设想
根据本工程特点及工期要求，为最大提高工作效率，利用先进的机械设备和先进的科学技术手段，全面出色的完成工作任务。
在施工机械的配置上优先满足本工程的需要，从而达到优质、高速、增效、减少劳动力的投入，降低成本，满足工期需求。
由于我工程先开工的为龙翔路，因此拖管施工先进行龙翔路拖管施工。
施工中难点为过河段DN800的施工，及过河段de630HDPE管施工，针对过河长度长，深度深的特点进行专项施工。
在任务下达前，我公司将派出专业技术人员对施工现场进行仔细的踏勘，现场安全施工是一个重要的问题，做好施工现场的管理工作，以避免一些潜在危害。
并且做好与当地的市政、电信、自来水、煤气、网通等管线单位取得联系，确定现有地下管线的位置，并对其进行做好标记（管线颜色一般为电力管线为红色、煤气/电信为黄色、路灯管线为橙色、自来水管为绿色、雨水管为青色、污水管为蓝色）测绘出现有管网分布图，并且要得到有关单位的认可，以参照管网图及当地现场的水位、水文等情况，合理制定导向的轨迹图，并下达施工任务书。
5.3项目组织机构
根据本标段工程项目内容以及工程特点，结合我公司进行类似工程施工的丰富经验，我公司决定：
该工程将作为我单位本年度的重点工程，公司将按照重点工程的各项要求，组建专业化的管理水平优异的项目经理部投入本工程的施工，公司委派具有项目经理一级资质证书并有着丰富开发区市政工程施工经验的人员担任本工程项目经理，并在项目经理的组织安排下，成立由具备高级工程师、经济师、助理工程师等资质的技术、管理人员组成的项目集体，以一个整体素质优良、质量进度意识强、经营管理水平高、服务态度一流的项目部形象展开对本工程的组织指挥。
项目主要管理人员一览表
姓名
性别
年龄
学历
专业
技术职务
岗位资格
担任岗位
项目经理
项目总工
生产经理
技术负责人
施工员
测量员
材料员
质量员
安全员
资料员
施工队组的选择上，抽调长期与我单位合作的施工经验丰富的拖管施工队伍，承担本工程的施工任务，所有进入本工程的管理人员、技术人员以及特殊岗位人员均具有相应的岗位证书和与之相对应的技术职称，在项目经理的领导下，各岗位人员分工明确，责任明确。
项目经理部组织机构：
六、施工现场平面布置
管道施工现场的平面布置主要结合场地条件以及建设单位总体要求，充分考虑拖拉管管等不同施工阶段的施工特点与实际需求，并以充分利用现有资源为原则因地制宜地进行施工总平面布置。
本段工程施工主要为利用原施工现场布置。
项目部设置在东太湖路与苏旺路交叉口范围内，借用场区办公楼进行现场办公。
拖管施工由于工期短，路线长的特点，我项目以原场地利用原则（即利用原顶管、开挖管的便道、围护）
七、施工工艺流程
7.1拖拉管工程施工总体流程：
施工准备
设备安装
导向钻进
一、二级扩孔
多级扩孔、回拉
拉管
验收
八、主要施工方法
8.1施工准备
8.1.1施工机械调试
在施工任务单前，队施工机械检查和调试，确保机械正常运转合格情况下方可进场，在施工前我们必须查阅和了解钻机系统操作规程，应知道在紧急情况下该如何准备。
8.1.2进场复核
在运输设备到现场之前，应该对现场进行检查。
检查项目一般为：
路面的坡度，高程的变化（如小山或河流）障碍（建筑物、道路交叉或水流），地下设施的标记，到现场的交通和道路情况、土层的种类和条件，管线定位探测的可能干扰源。
施工队进场后，不得马上施工。
必须对导向施工图进行复核，对现有管网进行复查，复查结果是否与施工图一致，如有差异，必须与技术人员协商解决，不得盲目施工。
8.1.3管材检查
本次穿越的污水管由厂家负责焊接和加固，在进行拉管时必须对管径、长度、材质、接头的强度进行检查，确认无误后方可拉管。
不符合要求时，严禁盲目拉管。
要求管材提供商对管材的质量进行认证，确认合格后方可进行拉管。
8.1.4施工机具选择
工程最大回拉长度148米。
根据工程所在的各土层土质密度和坚硬程度。
选用公式:
W=［2P（1+Ka）+Po］Fl,回拉力数值应等于管壁摩擦力、回扩头正面阻力和管道自重的分力之和。
经计算不超过20T，扭矩不超过6000N.M，钻杆为Φ73、长度3米
8.2工程地质勘探
8.2.1排水管道定向拖拉工程应进行工程勘察。
工程勘察应符合现行国标《岩土工程勘察规范》GB50021及《城市地下管线探测技术规程》CJJ61的规定。
8.2.2工程勘察时，应由建设单位（业主或甲方）提供以下相关资料：
a、管线工程平面图（1:
200~1:
1000）；
b、既有管线地下管网图；
c、工程的技术要求。
8.2.3现场踏勘，应查明地形、地貌、地面建筑对工程的不利条件，应查清水域覆盖面积和深度，应查实有无影响检测的干扰源。
8.2.4应沿管道轴线走向一定范围通过地质勘察取得详细的地层资料。
8.2.5岩土的工程分类应符合现行国标《岩土工程勘察规范》GB50021的规定。
8.2.6取心钻孔的平面位置和深度应符合下列规定：
a、勘探孔的设置应在管道轴线两侧3m距离内，勘探后应灌浆、封堵；
b、钻孔数量的确定应按每节长度及地层的复杂性而决定，在均质地层上布孔，可沿非开挖轨迹方向进行，其间距为50~100m；
在地质复杂和地质构造不能保持连续性的地层上布孔，应按非开挖设计要求加密勘探孔。
c、穿越公路、铁路、地表障碍物宜在其两侧布孔，勘探孔数量不宜少于2个；
穿越河谷、河谷两岸及河床应布置勘探孔，数量不少于3个；
d、一般勘探孔的深度应在待敷设管道埋深以下6m；
e、勘探孔钻进遇有砂层或卵砾石层时，宜将该层穿过；
f、在必须采用降低地下水位进行施工的区域应查清含水层的厚度。
8.3控制井
8.3.1开挖工作坑、目标坑施工方法
施工场地清理
根据建设单位提供施工图，我们对井W8、W9、W26、W27、W28处施工范围内进行表面清理，主要是迁移树木，地表上块石。
对地下管网进行勘察，对它做好详细记录，已备开挖时使用，并设立专人负责。
W8工作坑开挖（5*5*6.756）
根据施工图的要求管底为不大于-4.092，原地面标高为+2.664，开挖深度6.756。
W8井采用反铲式挖掘机，开挖顺序：
开挖1.5米深--钢板桩施工—开挖至井底。
开挖时应注意地下管线，在管线周围的土层应采用人工开挖，使管线周围的土层应采用人工开挖，使管线完全暴露在外，并加以保护后，才可以进行下层土层开挖。
深度较深时，必须注意“先撑后挖”确保安全挖土。
钢板桩施工，W8采用（工作井）30#槽型钢板桩，在打桩之前，需要进行矫正。
矫正要在平台进行，对弯曲变形的钢板桩可以用千斤顶压。
当首道工序挖至1.5米深时，进行钢板桩施工，W8井选用12米拉森钢板桩，将完全修复好的钢板桩，用25T吊机起吊，在人工辅助下，采用打拔机进行打拔。
打设时采用咬口打设，缝口应该严密。
工作坑的四周先打入定位桩，根据四周定位桩拉控制线，沿控制线的方向将钢板桩逐一打地下。
打入的钢板桩应高于800mm,桩与桩之间的咬口距离不大于10mm，入土深度不小于0.80H。
在钢板桩闭合后，才进行下层土的开挖，下层土也采用反铲式挖机，开挖深度至底标高（-4.092）。
在到底标高30cm左右，采用人工钎土，并在钢板桩四周人工挖排水沟及集水井。
工作井设置3道围檁，围檁采用45#工字钢，支撑采用30＃工字钢。
土方将堆放在工作井不少于10米处，采用汽车拉走。
目标坑（5*5*7.028）具体施工方法同工作井
8.4导向设计与射入角计算
8.4.1定向钻孔轨迹线段宜由斜直线段、曲线段、水平直线段（与管道排水坡度一致）等组成，为保证水平直线段精度要求，造斜段水平距离L可按图5.2.1计算确定。
Ho=H-Do/2-----------------------------式5.2.1-1
L=2A+[Ho-A（Sina+Sin2a+…+Sin（na））]/tg（na）
+A（Cosa+Cos2a+…+C0s（na））----式5.2.1-2
n取值在3~5范围。
钻头射入角
最小过渡长度
最小深度
ft
m
In
cm
16
22.3
6.8
27.5
69.9
18
24.2
7.4
32.9
83.6
20
26
7.9
38.7
98.3
22
27.9
8.5
44.9
114
24
29.7
9.1
51.5
130.8
33.3
10.1
65.7
166.0
30
35
10.7
73.2
185.9
图5.2.1定向钻孔轨迹设计图
在保证施工安全，施工质量的前提下我们从理论上每施工段的水平距离，影响穿越曲线形成要素。
入土造斜段与管道直线段之间及管道直线段与出土造斜段之间，至少有一根钻杆长度达到管道直线段坡度要求。
入土角不宜超过100，出土角按导向钻杆及拖拉管材允许曲率半径较大值确定，一般不宜超过200。
相邻两节钻杆允许转向角根据土质条件，钻杆长度、材料等因素确定，土质越软弱，a角越小，a角取值一般在1.5o~3.0o。
本次穿越使用成品管为HDPE管，管径Φ800mm，曲半径R=500m,最大穿越深度H，单位（m）,造斜距离L,单位（m）根据计算L=30m射入角度15度
表5.2.5管道敷设最小覆土深度
序号
穿越对象
最小覆土深度
1
城市道路
与路面垂直净距>
1.5m
2
公路
1.8m；
路基坡脚地面下>
1.2m
3
高速公路
2.5m；
5
铁路
路基坡脚处地表下>
5m；
路堑地形轨顶下>
3m；
0点断面轨顶下>
6m
6
河流
一级主河道河底设计标高以下>
二级河道河底设计标高以下>
1.5m；
8.4.2待敷设管道与建筑物和既有地下管线的距离符合下列规定:
1）、敷设在建筑物基础以上时，与建筑物基础的水平净距离不得小于1.5m；
2）、敷设在建筑物基础以下时，与建筑物基础的水平净距必须在持力层扩散角范围以外，尚应考虑土层扰动后的变化，扩散角不得小于450；
3）、在建筑物基础以下敷设管道时，必须经验算后确定深度；
4）、与既有地下管线平行敷设时，水平净距不得小于0.6m；
5）、从既有地下管线下部交叉敷设时，垂直净距应符合下列要求：
①粘性土层不得小于0.5m；
②流砂土层不得小于1.0m；
6）、遇可燃性管道和特种管线及弯曲孔段应考虑加大水平净距和垂直净距。
达不到上述距离时，应增设有效的技术安全防护措施。
8.4.3HDPE管的控制最少曲率半径可按公式（5.2.7）计算。
Rmin=ED/（2σp）（5.2.7）
8.4.4钻杆的曲率半径应由钻杆的弯曲强度值所确定。
根据经验一般Rz≥1200DZ。
8.4.5我公司将采用先进计算机对导向轨迹模拟全孔导向钻进进行模拟演示，根据输入的钻进操作参数和勘察到的地质勘探报告参数，经过对土质的力学分析，在进行按一套方案模拟演示后，才确定导向轨迹图。
8.5回拖力计算及最大拖拉长度
8.5.1管道回拖力计算按图5.5.1所示如下：
图5.5.1回拖力计算示意图
Pt=Py+Pf----------（5.5.1-1）
Py=πDk2Ra/4--------（5.5.1-2）
Pf=πDLf--------（5.5.1-3）
式中Pt—回拖力（KN）；
Py—扩孔钻头迎面阻力（KN）；
Pf—管周摩阻力（KN）；
Dk—扩孔钻头外径（m）,一般为管道外径1.3~1.5倍；
D—管道外径（m）；
Ra—迎面土挤压力（Kpa）。
在上海地区，粘性土层Ra在50~60Kpa；
流砂土层在80~100Kpa；
L—管道长度（m）；
f—管周与土的摩擦系数（Kpa）。
在上海地区，粘性土层f在0.3~0.4Kpa；
流砂土层在0.5~0.7Kpa；
8.5.2定向钻孔拖拉法施工，最大拖拉长度宜控制在表5.5.2范围内：
表5.5.2最大拖拉长度控制表
管道口径（mm）
所处土层
最大长度（m）
备注
DN300
粘性土
250
流砂土
180
DN400
200
150
DN600
160
120
采用特殊、有效的成孔及减摩措施时，最大拖拉长度可适当增加
8.6施工机械安装、调试
8.6.1定向钻孔拖拉施工钻机的分类及技术性能可按表6.2.1选用。
表6.2.1定向钻机的分类
分类
小型
中型
大型
回拉力KN
<
100
100~450
>
450
扭矩KN∙m
3~30
回转速度r/min
130
100~130
功率kW
100~180
钻杆长度m
1.5~3.0
3.0~6.0
6.0~12.0
给进机构
钢绳和链条
链条或齿轮齿条
齿轮齿条
敷管深度m
6~15
15
城市非开挖施工一般选用中型钻机。
8.6.2定向钻机安装应符合下列要求：
a、钻机应安装在管道中心线延伸的起始位置；
b、调整机架方位应符合设计的钻孔轴线；
c、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，施工前应用导向探测仪复查或采用测量计算的方法复核；
d、钻机安装后，施工前应用锚杆锚固。
土层坚硬和干燥时，适用直锚杆；
土层较软时，宜采用螺旋锚杆、混凝土基础或沉箱定位。
要满足钻机回拉力支撑要求。
8.6.3导向探测仪的配置应根据机型、穿越障碍类型、探测深度和现场测量条件及定向钻机类型选用，使用前应符合以下要求：
a、操作人员必须具有掌握仪器的原理、性能、适用范围、操作方法的知识和技能；
b、导向探测仪在施工前应进行校准，合格后方可使用。
8.6.4导向钻头的类型和尺寸应按岩土的类型、土层的造斜能力、造斜配套工具等要求进行确定，钻头类型和尺寸可参照表6.2.4选用。
表6.2.4导向钻头类型选择
岩土类型
钻头类型
淤泥质粘土
较大掌面的铲形钻头
软粘土
中等掌面的铲形钻头
小锥形掌面的铲形钻头
8.6.5二程式拖拉法施工钻机安装，要求导轨面平整，方向与管道设计水力坡度一致。
钻机与井壁支撑稳固，特别是钻机前后与井壁传递较大反力。
控向经纬仪安装调整须与钻杆同高，且方向一致，固定可靠，基础与钻机隔离，分别固定在底板上。
8.6.6钻杆的使用应符合下列规定：
a、钻杆的机械性能主要是强度和扭矩，其规格、型号应符合扩孔扭矩和回拉力的要求。
b、钻杆外径宜大于73mm，钻杆的曲率半径应不小于钻杆外径的1200倍；
c、钻杆的螺纹应洁净，旋扣前应涂上丝扣油；
d、弯曲和有损伤的钻杆不得使用；
e、钻杆内不得混进土体和杂物以免堵塞钻杆和钻具的喷嘴。
8.7定向拖拉施工
8.7.1导向施工
在工作坑和接收坑制作后，按照设计顺序安装、调平导向钻机，确保安装牢固，管路连接准备无误，且保瞄准目标坑。
导向施工前必须对管线经过路线进行放线，要求用水平测量导向经过路线的高程，并有详细记录。
钻机开动后，必须先进行试运转，确定各部分运转正常后方可钻进；
第一根钻杆入土钻进时，应采取轻压慢转的方法，稳定入土点位置，符合设计入土倾角后方可实施钻进；
、导向孔钻进时，造斜段探测控制点设置频率为每0.5~1.0m,直线段可按一根钻杆长度设置,现场记录按附录一表1要求填写,并应绘制出钻孔轨迹剖面图；
造斜段曲线钻进时，应按地层条件调定推进力，严禁钻杆发生过度弯曲；
钻孔的轨迹偏差不得大于终孔直径，超出误差允许范围应退回进行纠偏；
二程式拖拉法导向孔按管道设计轴线及水力坡度控向钻进，钻头光源必须密封可靠，电路连接稳定，控向经纬仪安装稳固。
钻进过程中，控向经纬仪轴线每钻进20m，复核一次，现场记录表2要求填写
钻进过程中，参照导向设计表，应始终保持匀速钻进，采用低泵压钻进。
因穿越土层为亚砂层，本次穿越应采用复合泥浆施工，铸铁泥浆马达泵送量450加仑/分钟（40.2升/分钟）。
导向施工时，由仪器输出的信息数字上转换成钻具与钻孔路径，相应的倾角和方位角。
位置增量计算的规定精度为倾角+/-0.1度，方位角+/-0.3度。
本次采用仪器为月驰（美国DCI数字公司）能够顺利完成。
导向计算时出土角应不大于+12度。
8.7.2回扩施工
扩孔采用逐级扩孔方式，DN800的最大扩孔直径为1100mm，扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁、润滑效果，提高泥浆携带能力，在首道扩孔时必须做到高转速、低拉力的情况下进行。
用Φ250回扩头进行回扩施工，然后用Φ320的泥切进行切泥，再用Φ320的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ400的泥切进行切泥，再用Φ320的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ500的泥切进行切泥，再用Φ500的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ600的泥切进行切泥，再用Φ600的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ700的泥切进行切泥，再用Φ700的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ800的泥切进行切泥，再用Φ800的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ900的泥切进行切泥，再用Φ900的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ1000的泥切进行切泥，再用Φ1000的回扩进行回扩拉泥一次，然后用Φ1100的泥切进行切泥，再用Φ1100的回扩进行回扩拉泥一次。
在Φ1100回扩结束时，采用冲洗方法，检查证实扩孔没有跨塌现象，孔径收敛小于2％。
施工钻进扩孔的直径应是设计管道直径的1.3~1.5倍。
扩孔的回拉力、转速、钻进液流量等技术参数应符合工艺标准的要求，现场记录按附录一表3要求填写。
定向钻进及扩孔应按地层条件配制泥浆，泥浆性能指标的调整应符合下列要求：
1）、粘度应能维护孔壁的稳定，并将钻屑携带到地表；
2）、泥浆的失水量控制，一般地层30min内泥浆的失水量宜控制10~15ml；
水敏性易坍塌和松散地层失水量宜控制5ml以下；
3）、泥浆的PH值应控制在8~10之间。
钻进泥浆应在专用的搅拌器中配制，并具有足够的
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