拉管施工工艺工法Word格式文档下载.docx
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3施工方法
根据设计轴线位置及管道埋深,在施工范围内通过现场调查、查阅资料、探测等手段调查清楚地下管线的分布情况后进行钻孔曲线设计,通过导向、分级扩孔后将焊接连通的管道一次性拖拉至孔内,然后进行后续的检查井等施工。
4工艺流程及操作要点
4.1施工工艺流程
施工工艺流程见图3:
图3施工工艺流程图
4.2操作要点
4.2.1测量放线
按设计轴线,结合坐标定位与相对定位法,将管道轴线标示与既有的路面等设施上。
4.2.2地下管线的探测
在施工范围内通过现场调查、查阅资料、探测等手段调查清楚地下管线的分布情况。
6.2.3钻孔曲线设计:
1钻孔曲线设计:
1)满足规范要求的最小曲率半径。
即:
R=1500D。
2)满足穿越公路和河流安全规范要求;
3)选择最佳主力穿越层位。
综合考虑入土角、出土角、曲率半径等因素,根据本工程综合考虑以上因素,确定导向轨迹。
4)定向钻孔轨迹线段由造斜直线段、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4计算确定。
N取值在3~5范围。
图4定向钻孔轨迹计算示意图
5)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,至少应有一根钻杆长度达到管道直线段坡度要求。
6)入土角不宜超过10°
,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20°
。
7)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,а角越小,а角的取值一般在1.5°
~3.0°
4.2.3回拖力计算及最大拖拉长度
1)管道回拖力计算按图5所示进行计算:
图5回拖力计算示意图
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Ra在50~60Kpa;
砂性土在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f在0.3~0.4Kpa,砂性土在0.5~0.7Kpa;
2)定向钻孔拖拉法施工,最大拖拉长度宜控制在表1范围内:
表1最大拖拉长度控制表
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。
6.2.4基坑开挖
在拉管施工机械的前部,开挖一个可供临时储存泥浆的基坑,基坑深度在2m以内,宽度在1.5m左右,长度在8m左右即可。
4.2.4钻机就位及试运转
按施工布置图将钻机及附属配套设备安放在预定位置,进行系统连接、试运转,保证设备正常工作。
施工由4000×
2000×
1500的钢板箱作为地锚,必要时装满沙子提高其稳定性,将钻机前端固定在地锚箱上。
4.2.5钻导向孔
1导向孔施工步骤:
1)探头装入探头盒。
2)导向钻头连接钻杆。
3)转动钻杆测试探头发射是否正常。
4)回转钻进2m左右。
5)开始按照造斜轨迹进行钻进。
6)完成直孔段钻进。
7)按照造斜轨迹进行钻进。
8)导向孔完成。
2导向孔施工应注意事项:
1)确定管线入土点与出土点的位置和深度。
2)做好测量放线工作。
按照设计要求,做好穿越管线的测量放线工作,放线时要做好放线基准点的确认工作,并使钻机、入土点、出土点在同一直线上。
3)掌握穿越段地层特性
导向孔施工前,应对穿越的地层进行分析,以掌握其工程地质特性,保证钻孔施工时技术参数的合理性。
4)导向孔施工时,要保证导航员与钻机操作人员的协调一致。
5)导向孔钻进时,要随时掌握导向孔实际轨迹线,以使导向孔轨迹与设计轨迹之间偏差在设计要求的范围内,发现偏差超标要及时纠正。
6)合理使用泥浆作冲洗液,确保钻孔成型及钻具的安全。
7)选用优质的碱性电池,保证导向仪有足够的工作时间,确保导向孔施工时一次性完成(见图6、图7、图8、图9)。
图6导向钻头入土
图7导向
图8导向完成
图9钻头分离
4.2.6反向扩孔
1施工步骤
1)卸下导向钻头,换上反扩钻头及分动器。
2)分动器后连接钻杆。
3)扩孔。
4)反扩钻头到达钻头工作坑后卸下反扩钻头及分动器,将前后钻杆连接起来。
5)按照扩孔级次重复施工步骤,直至最终孔径
2扩孔
分级实施扩孔,故预扩孔施工最终扩孔寸径比设计要求大一级扩孔,清孔,例:
φ250mm、φ350mm、φ450mm、φ550mm、φ650mm、φ750mm、φ850mm。
最终扩孔直径保证≥1.5倍的铺管直径,确保管线铺设通道通畅(见图10、图11、图12、图13、图14、图15)。
图10安装扩孔器
图11扩孔拉进(小管径、大管径需要提前分级扩孔)
图12扩孔钻进、拖管
图13扩孔钻进、拖管曲线
图14扩孔、拖管到达接收坑
图15扩孔头分离
4.2.7反向拖拉管材
管道组焊完成,扩孔器清孔后,根据回拖力、扭矩的大小决定管道回拖.施工时记录回拖中的扭矩、拖力、泥浆流量、回拖速度等数值,回拖数据时实报告。
回拖力计算公式
F拉=ΠL2f[(D2/4)γ泥–7.85δ1(D-δ1)]+k粘ΠDL2
式中:
F拉——计算的拉力(t)
L2——穿越管段的长度(m);
f——摩擦系数,0.1-0.3;
D——管子直径(m);
γ泥——泥浆的密度(t/m3);
δ1——管子的壁厚(m);
k粘——粘滞系数,0.01-0.03
按照施工规范的要求,钻机应选择最大回拖力为理论回拖力1.5-3.0倍,可以完全满足施工要求(见图16)。
图16造斜段拉杆收回(施工完成)
4.2.8现场泥浆配置及处理1泥浆材料用量
1根据一般土质情况,确定泥浆配制方案,实施泥浆开钻,开钻前配制好优质泥浆。
泥浆在定向穿越中起关键作用,需要针对不同的地层采用不同的泥浆,若地质情况复杂,则对泥浆要求比较高,为了对付不同的情况,需要将采取以下措施:
1)将施工用水存入水罐,在水中加入纯碱,加速粘土颗粒分散,提高水的PH值;
2)按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出合乎要求的泥浆。
3)根据不同的地质条件,和不同的施工工序,确定加入不同的添加剂。
4)为了确保泥浆的性能,使膨润土有足够的水化时间,在用量不能改变的情况下,将采取增加泥浆储存罐的数量。
5)废泥浆的处理:
在焊接场地挖一个废浆收集池,收集废泥浆,经沉淀之后处理;
在钻机场地也挖一个的泥浆回收池,泥浆经过回收池沉淀后,再经过泥浆回收系统回收;
回收不了的泥浆排送到指定的地方。
2泥浆在各个施工阶段的配制方法:
这些泥浆配制方案都是针对一般土质得出的,若地质条件改变,其配制方案也随之改变:
1)钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的物质携带出孔外,同时维持孔壁稳定较长的时间,保持孔内泥浆面,减少阻力,其基本配方是:
7—8%预水化膨润土+0.2—0.4%增添剂+0.3%降滤失剂+0.2%固体润滑剂。
两端砂层加0.2%单项压力封闭剂
2)预扩孔阶段要求泥浆一定的动切力和良好的流动性,提高泥浆携带能力,其基本配方为:
7—8%预水化钠基膨润土+0.2—0.4%提粘剂+0.2%降滤失剂+0.2-0.3%泥浆流变剂。
3)扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携带能力;
同时还有很好的润滑能力,减少摩阻;
其基本配方如下:
7—8%预水化钠基膨润土+0.2—0.3%提粘剂+0.3%降滤失剂+0.4—0.6%的润滑剂(RT—988)+0.2-0.3%泥浆流变剂。
3泥浆排放
施工时废浆的排放必须符合文明施工要求,采用泥浆排放车,随时处理施工中产生的泥浆。
5主要机具设备
6质量控制
6.1易出现的质量问题
易出现的质量问题主要有:
9.1.1管材的环刚度不能保证;
9.1.2管材的焊接质量缺陷;
6.1.3定向穿越偏差及泥浆的配置质量不能保证从而导致塌孔。
9.2保证措施
6.2.1材料控制
1各种材料要有产品质保书、出厂检验合格证等,并经我公司检验人员及监理验收合格后方可投入使用。
任何未经验收合格的材料不得投入使用。
2组织专人进行材料采购,按照―质优、价廉、就近、及时‖的原则进行。
3现场材料验收合格后,按照公司有关要求贮存和使用,以确保整个过程中不损坏、不变质和不丢失。
6.2.2定向钻焊接质量控制
1焊缝检验合格、钻具及拉管头可靠连接后方可拉管。
拉管中耐心细致,注意参数变化,集中精力,发现漏点及损伤要及时修补。
2为保护补口防腐在拉管时不被破坏,在补口的拉管前进方向一侧增加半个热收缩带,且补口应在拉管前一天完成以保证拉管时补口强度。
6.2.3定向穿越偏差及泥浆的配置控制
1水源采用经净化处理后的当地河水,水经过沉淀池沉淀,沉淀之后的水存入水罐,在水中加纯碱,提高水的PH值。
2根据不同地层,按事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出合乎要求的泥浆,粘度控制在40~60s之间。
3所用的泥浆添加剂有:
磺化沥青(降滤失)、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺[提粘]、防塌降滤失剂等。
4废泥浆的处理:
钻机场地内挖一个泥浆回收池,回收不了的泥浆用泥浆罐车及时运输到指定的位置。
5钻机及配套设备就位准确可靠,导向孔不得急于求快,要认真复核,参数要求准确,偏差要符合规定,司钻、控向等操作人员要按照制定的方案钻进,如有异常及时汇报,必要时征得建设单位同意和支持。
钻孔曲线要圆滑,扩孔要耐心细致,且要做好详细记录以便分析复核。
7安全措施
7.1主要安全风险分析
7.1.1由于导向过程中遇到障碍物或信号干扰,容易出现导向偏差太大现象;
7.1.2管线资料有误及钻孔偏差致使管线损坏;
7.1.3扩孔器遇障碍引超卡钻;
7.1.4上钻杆没有到位、钻杆质量缺陷及扭矩、拉力过大引起脱扣或钻杆断裂;
7.1.5孔内塌方,成孔不好致使拉管阻力过大;
7.1.6孔内泥浆压力过高引起路面隆起。
7.2采取的措施
7.2.1分析确定障碍物位置,修改导向轨迹避开障碍。
7.2.2立即停止施工,保护现场,通知有关部门,制订补救措施抢修。
7.2.3用挖机、顶拉式千斤顶把钻杆回拉;
减慢回扩速度,必要时换小口径扩孔器回扩。
7.2.4用挖机、顶拉式千斤顶把钻杆回拉;
采用导向钻头在原孔位钻进至出土点,然后重新回扩。
7.2.5用挖机、顶拉式千斤顶辅助拉管;
用挖机、顶拉式千斤顶把已入孔管线拉回,重新扩孔。
7.2.6挖孔泄压。
8环保措施
8.1防止环境污染措施
施工现场泥浆专人进行清理、打扫,要及时清理出现场,并运到指定地点。
施工中不使用含有有毒、有害元素的材料。
禁止在施工现场焚烧垃圾。
8.2防止噪音污染措施
严格控制人为噪音,进入施工现场不得高声喊叫,无故敲打、乱吹哨,限制高音喇叭的施工。
尽量选用低噪音设备和工艺代替高噪音设备和工艺。
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