淮阴区污水拖拉方案Word格式文档下载.docx

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根据实际穿越情况,我单位配备了CST32型设备进行施工。

二、施工组织机械构安排

项目经理

项目副经理

项目工程部

程

一

部

二

外

联

安

检

队

CST

32

穿

越

管

道

焊

接

运

输

维

修

一、工艺流程

1、现场勘查：

采用地下管线探测仪器探测原有地下自来水管线的铺设埋深和走向，根据施工工作面要求与工程有关的情况，参照检查井井位，设计敷管轨迹及开挖入土点工作坑，避免施工时对这些管道造成损坏，根据不同的地质选用相应的泥浆及钻进方法。

2、管材预制：

将管材运输到位，进行焊接，制作拖管头，把尾部加上密封盖，一次性焊接完成，确保拖管时一次成功。

3、导向成孔

根据场地勘查的情况，针对欲铺设管线的要求，设计出钻进轨迹，为满足施工工艺要求，利用导向钻机及导向仪器，通过监测和控向手段使导向钻头按设计的轨迹延伸，从地表一头钻入，从另一头钻出，完成导向孔的施工。

在设备调试结束后进行导向施工，通过在导向钻头的探棒发射的电磁波利用定向定位测定仪的接收功能，对导向钻头的深度、水平角、工具面向角进行有效测控，确保导向孔按设计进行。

4、扩孔施工

在不影响地面承载力的基础上，先利用切削式钻头扩孔至所需孔径的1.1-1.2倍，最后利用流线型挤压钻头成孔，导向、扩孔全过程须注浆，严格根据现场土质情况触变泥浆，以保证泥浆的触变性及稳定性，起到真正的减阻、护壁的作用。

在施工过程中，扩孔的孔径和次数根据钻杆的扭距、回拉力、地质情况等作相应的调整。

导向铺管技术应用领域广泛在很大程度上依靠扩孔这一工艺来保证，导向孔的完成只是钻完一个直径较小的孔径，仅能铺设较小的管径，通过一定的技术手段使导向也逐级扩大到所需要的孔径，才能满足不同的铺管施工要求，选用不同的扩孔钻头扩孔，就可以满足不同的施工要求，扩孔全过程需采用注浆工艺，用专用的膨润土由专业的泥浆工程师全程控制。

5、回拖管线施工

在扩孔孔径达到要求后（一般为所敷管径的1.1—1.2倍）回拖管线，由于施工工艺的特殊性，连接管头后，回拖管线必须均匀快速以防止孔径缩减、土孔坍塌，增加管壁的摩擦力，给施工造成不必要的困难。

在导向、扩孔过程中，所有管材须焊接完毕，将管材置于专用的滚轮支架上，将锥形拉管头安装在管材头部，在逐级扩孔到设计的孔径后，在扩孔钻头上连接好拉管头，拉管头又连上所铺的管材。

从出土点拉至入土点，从而完成整个铺管工作。

6、泥浆制作

泥浆是定向穿越中的关键因素，按本次穿越泥浆工艺要求及地质情况编写配制方案，确定正确的混合次序，按不同的地层配制出符合要求的泥浆。

泥浆在各个阶段所起的作用如下：

（1）钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，减少推进阻力；

（2）预扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁效果，防止孔坍塌，提高泥浆携带能力；

（3）扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力；

同时还有很好的润滑能力，减少摩阻和扭矩。

泥浆采用专用膨润土进行配置，并有专人负责，粘度控制在60（马氏计算法960ml），PH值控制在9－10。

7、施工要点

根据本工程现场实际情况，在具体施工中应着重注意以下几方面：

（1）导向精确控制——角度变化、深度变化。

每3米测量一次角度和深度。

（2）导向按深度要求钻进，无须开挖绿化及道路。

（3）在拖管之前，应先做好管材保护工作，防止拖管时管材与地面石头等坚硬物体直接磨擦，损坏管材。

（4）注浆采用大动力注浆机，注浆时采用水泥浆或膨润土和石灰确保注浆充满整个空隙。

二、施工方案

验收

钻机进场便道修筑

钻机场地铺垫

泥浆处理

扩孔回拖

预扩孔

钻导向孔

钻机试钻

测量控向参数

钻机及配套设备就位

地锚安装

地锚坑、泥浆池开挖

1、施工程序

2、钻机场地施工方案

由于施工场地交通便利，钻机场地稍加平整，能保证钻机、动力站及泥浆泵等设备即时就位，撤场。

每一工作面为:

平整20m×

15m的空地作为钻机场地，场地四周挖0.8m宽0.8m深的排水沟钻机场地平整完成后，铺垫场地设备进场就位。

3、定向钻施工工艺设计

（1）轨迹设计

钻机安装就位,调整锚固以后,开挖一长4M,宽2M,深1.5M的工作坑。

工作坑的开挖有助于泥浆的回流和钻机入土角的调试。

以高程设计一定的角度入土,钻进经详细计算数量的斜向钻杆,此时导向钻头位于管位位置,深度达设计高程,继续以0度走平转进至下一井位（此时深度为设计高程、水平推进一个井位），然后以以一定角度上抬钻杆,然后钻进至出土,预留开挖出土坑,长4M,宽2M,深2M,以便管材回拖。

（钻杆长度取3M/根）

（2）主要问题分析

　　导向孔：

导向孔的顺利完成是整个施工的基础，通过导向孔取全取准各项资料将指导扩孔过程中方案的制定，因此必须保证在导向孔的施工过程中孔眼稳定。

本工程处于道路作业，且管径较大，为防止导向孔出现不成孔或出现抱死现象，为保证工程顺利进行，故要针对现场情况进行试钻工作，以取得性能参数。

预扩孔：

扩孔过程中，孔眼逐步扩大，地层坍塌应力逐步增强，防止孔眼坍塌是提高机械钻速，降低作业成本的关键。

为了万无一失，对导向孔进行逐级扩孔，扩孔至成品管外径的1.1-1.2倍孔径,即要分级扩孔,分别用φ300、φ400、φ500、φ600的扩孔钻头进行扩孔达设计管径。

扩孔回拖：

为了能够顺利拖管成功，管材焊接必须保证管材焊口的牢固性和光滑性，管材一次性焊接到位，即施工长度，在回拖管材时我们采取连续施工作业，避免因停工造成阻力增大，从而减小施工风险系数。

4、钻孔液技术措施

（见下表）

（3）扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力，同时还有很好的润滑能力，减少摩阻和扭矩。

泥浆我们采用定向钻专用膨润土进行配置，并有专门的泥浆工程师负责，粘度控制在60（马氏计算法960ml），PH值控制在9－10，同时根据地质土层我们在配置的泥浆中加入添加剂具体配置如下表：

*含沙量较大

地层疏松，胶结差，成孔差或放置时间长容易塌孔。

钻井中容易出现泥浆窜漏情况，施工中采用适当高的粘切，较低泥浆失水，致密泥饼，要求泥浆滤液粘度高，尽量减少泥浆滤液进入地层降低胶结力，进入浅层中的SDX和SDJ增强近井壁的胶接能力，增强地层强度，有效支撑孔壁，从而达到稳固孔壁的目的。

同时，具有封堵能力的SDJ进入地层后亦可有效的堵塞地层中的孔道，阻止泥浆窜入地层，从而避免因泥浆窜流掏空地层而造成的坍塌情况。

a、入孔泥浆配方及泥浆性能

配方

泥浆性能

ρg/cm3

FVS

PVmPa.s

YPPa

YP/PV

G1Pa

G2Pa

FLml

5％土+0.1％SDX+0.1%SDJ

1.03

54~70

12

~17

8~13

0.6~0.75

3~6

8~12

≤13

b、处理剂加入方案

孔类型

泥浆排量（l/s）

处理剂加入速度（包/15min）

土粉

SDX

SDJ

导向孔

16

29

0.58

17

31

0.61

18

0.65

19

34

0.68

第五章施工组织和施工进度计划

一、施工劳动组织

根据该工程的具体情况以及以往的施工经验，建立管理和施工队伍，共31人，岗位设置如下。

施工人员

人数

负责工作

项目经理

1人

工程总负责

工程师

2人

负责施工中出现的技术问题

机长

负责具体施工

安全质检员

质量和安全管理

钻工

4人

机械与仪器操作

力工

16人

钻杆运输及其它辅助工作

机械维修工

设备维修与保养

生产生活管理

安排生产和生活资料

二、主要机械设备及性能参数

根据施工现场情况及计算管道回拖阻力，工程选用CST-32型导向钻进铺管钻机，安全系数较高。

序号

设备名称

单位

数量

备注

1

CST-35型导向钻进铺管钻机

套

2

自带

月石导向仪

3

RD386型导向钻测控仪

4

泥浆泵混配机组

5

全站仪

6

污水泵

台

7

潜水泵

8

钻具300米

发电机

工具车

辆

9

电焊机

1、CST—32型导向钻进铺管钻机性能参数

转数：

0----70RPM

扭矩：

0----16700N.M

最大给进力:

320KN

最大回拉力:

顶推装置给进力:

300KN

射流压力:

0---18MPA

流量:

0----500L/MIN

最大拖管长度:

600M（管径为273MM时）

2、钻具:

钻杆直径:

73MM

钻杆长度:

3M

导向钻头直径：

130MM

反扩钻头直径：

300MM、400MM、500MM、600MM

3、主要原材料准备

本工程需提前备料泥浆材料、丝扣油、钢丝绳、绳卡，其它材料如油料、润滑脂、电池等可就地提前购买。

泥浆：

选用天然钠土泥浆

丝扣油：

备料100KG

钢丝绳：

16MM和20MM各50M

柴、汽油：

根据需要，及时供应到位。

4、对焊接队伍的建议与要求

保证工程质量及工期，避免已扩好的孔发生坍塌，要求再回扩好所需的孔后必须保证给水管材焊接好。

根据管材焊接的速度和对雨天影响焊接等特点，对管材焊接队伍做如下要求：

1、在穿越施工之前应进行焊接，到定向穿越放线测量好后应焊接完成，非开挖设备进场施工（因为定向穿越过程是连续作业的过程，不受天气的影响，且实行24小时连续作业）。

2、焊接口要平，禁止出线错位的焊接口：

焊接队伍必须严格按照100级SDR13.6（或SDR17）DN600PE管的焊接规范进行焊接操作，确保接口的质量，对于因管材焊缝开裂造成的工程事故焊接方应承担由此造成的一切损失。

三、施工进度

根据施工条件、天气变化、不可预计等综合考虑，因此实际施工进度将结合实际作必要的调整。

工期暂定为80天。

一、质量保证体系

建立以项目经理为领导的质量管理体系，对施工的每道工序均进行质量控制，确保工程始终处于良好的控制状态。

二、质量保证措施

1、导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度；

2、精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置；

3、导向孔每钻进3M用导向钻测控仪测量一次，如发现偏差应及时调整。

必要时增加测量次数以确保导孔偏差在设计范围以内，以保证敷管精度

4、司钻应严格按照探测员的指令进行操作，遇有异常情况及疑难问题应及时停钻，研究解决，不得自作主张；

5、扩孔应逐级完成，不同地层要按不同的工艺进行扩孔，严格遵守操作规程。

6、每孔钻孔开始前，都要对操作人员进行技术交底，强调质量标准和质量要求；

7、强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作，全部施工人员负责的岗位责任。

8、认真做好工程记录，保证每一道施工工序按规范进行。

三、技术保证措施：

1、每个导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度。

2、施工前应用管线探测仪反复对地下原有管线分布情况了解清楚，确保在铺管区域内无其它障碍物，在施工过程中，地面不允许出现隆起或沉降现象。

3、选用非开挖施工经验丰富的高级工程师作技术负责人，选用工程技术人员作项目经理，并选用熟练工人进行操作钻机。

从人员上确保高素质，严格施工管理。

施工中我们坚持“安全第一，预防为主”的方针，作到安全为了生产，生产必须安全。

工地设专职安全员一名，并建立安全管理组织，对生产过程进行管理，贯彻落实文明施工、安全生产的条例及规则。

一、安全保证措施

1、严格按照本公司安全生产制度，安全员随班到现场检查，发现不安全因素及时解决；

2、明确分工，统一信号，各司其责；

3、机械传动及工作区应设安全标志；

4、工作坑周围，应设护栏，夜间设标识；

5、通过探测及和有关部门联系，彻底摸清要穿越地带原有地下管线，防止施工中对其造成破坏；

6、严禁工作时间内喝酒以及酒后作业；

7、施工人员在工作期间必须佩带安全帽；

8、上岗人员在上岗前须统一培训、学习有关安全规定和自救常识。

二、环保措施

1、因工程涉及夜间施工作业，设备可能造成一定噪声污染，但需尽量减少不必要的噪声；

2、泥浆材料选用天然钠土，无毒无害，可自行快速降解；

3、工程完毕后对泥浆进行回收，集中在指定进点倾倒；

4、工程完毕后对施工场地进行地貌复原工作，清除全部工程垃圾，恢复植被并进行养护；

5、对全部参与作业的人员进行环保教育，强调环保工作的重要性，建立教育为主、罚款为辅管理制度，做到文明施工。

第8章最大回拖力计算

一、80级DN600PE管最大回拖力计算

管线在管孔内受力情况比较复杂，各点的受力均不一样。

现将管线分成三段，各点逐一进行回拖力计算，管线的分段如下图所示：

α　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　β

L3L2L1

第四点第三点第二点第一点

1、第一点时

F回=WA×

L×

f静

F回为管线回拖力（kgf）

WA为管线在空气中每米的重量（kg/m）

L为回拖管线长度

f静为静摩擦系数，一般取值为f静=0.15

80级DN600PE管WA=70.6kg/m

F回=70.6×

0.15×

L

2、第二点时

进入孔中管线段受到浮力和重力作用，第一点至第二点管线所产生的摩擦力：

F2-1=（WB-WA）×

L1×

（fcosβ+sinβ）

WB为管线每米排开水的重量（kg/m）

f=0.3

β为出土角

WB=246.2kg/m

F2-1=（246.2－70.6）×

（0.3×

cosβ+sinβ）

由于管线拖至第二点时管线的深度为H，管线产生净浮力为

Fnet=（WB-WA）×

H=175.6H

末拖入孔中管线段产生摩擦阻力为

Fd=WA×

（L2+L3）×

F回=F2-1+Fnet+Fd

3、第三点时

线拖至第三点时，管线在孔内水平拖了L2的距离，在水平段产生的摩擦力为

F2-3=（WB-WA）×

L2×

f

f为0.5

F2-3=175.6×

f=87.8L2

末拖入孔中管线段产生的阻力为

L3×

F回=F2-1+F2-3+Fnet+Fd

4、第四点时

管线拖至入土点时，管线全部进入孔内，在第三点和第四点Fnet为负值，即Fnet的方向和回拖力的方向一致

F3-4=（WB-WA）×

f×

（cosα-sinα）×

L3=83.53L3

F回=F2-1+F2-3+F3-4

5、根据以上的计算数据我们发现：

管材的壁厚越薄，每米管材的重量越轻，所受的浮力越大，管材的壁厚越薄回拖过程中径向受力越大，同时回拖力也增大，容易变形。

6、80级DN800PE管的抗拉力为140吨，均大于回拖力。

7、回拖管速度为3.5m/分钟。

在回拖管前，放一台挖机到现场，回拖管时若发现回拖力增大过快，旋转的扭拒增大过快等现象时，现场工程师及时分析讨论解决措施，若发现孔坍塌，用打包带缠在管材周围，用挖机回拖管材，用钻机回顶管材，把管材倒拉出去。

重新设计做导向孔，期间造成的管材损失由我公司完全承担。

附表一

CST320吨性能参数

发动机功率

KW

145

最大顶力

KN

220

最大回拖力

320

最大喷射压力

MPa

最大扭距

NM

15000

最高转速

Rpm

110

钻杆长度

M

4.5

钻杆直径

MM

φ89（102接头）

入射角

°

8—22

外形尺寸

［长×

宽×

高］

主机Ⅱ（含动力站）

7700×

2180×

2520

主机重

T

12T

水泵最大流量

L/Min

350

最快回拉速度

M/Min

最快顶推速度

26

旋转无级调整且双速，可大大提高施工效率，也使得导向定径更加方便，螺纹防咬设计保护了丝扣专用随车吊杆装置，较普通随车吊有更高的作业效率，遥控整车行驶防止意外发生，倍力夹钳使卸扣更加可靠，双速泥浆泵可以合理地选择泵流量，更好地满足各种情况。

强制水冷散热使机器在炎热条件下也可长期稳定工作。

附表二

施工进度计划表

20

24

28

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

80

测量放线

场地平整

钻机进场安装

高度控向

测量导向成孔

扩孔300-

600

管线回拖

设备撤场

地段恢复