最新水平定向钻施工方案航虹路顶管施工方案.docx
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最新水平定向钻施工方案航虹路顶管施工方案
第一章编制依据
本方案是依据设计图纸、地质勘察报告、《给水排水施工及验收规范》GB50268-2008及其他相关的验收规范和以往类似工程的施工经验进行编制，用以指导本工程的施工。
第二章工程概况
一、工程基本情况
本工程位于郑州航空港经济综合实验区（郑州新郑综合保税区）南区中部，道路呈南北走向，规划为城市次干路。
本工程南起滨河西路，北至省道102，全长5084.71米。
因桩号4+890-4+940段埋设有一道西气东输管线和光缆，本水平定向钻拖管方案即为为避让该西气东输管线和光缆而编制。
经现场踏勘和核对图纸，本穿越地段地上地下障碍物除桩号4+890-4+940段埋设有一道西气东输管线和光缆外，桩号4+990处还有一趟B×H=2400×1800的雨水涵；桩号4+820处出土点位置道路水稳层已形成，施工过程中需要破除部分水稳层，施工完毕后应按照道路主体的要求恢复。
本工程钢管采用D426×9钢塑复合管，补口采用热缩带。
二、水平定向钻穿越位置及长度
根据设计图纸要求，本工程需要水平定向钻穿越的管段如下所示：
序号
位置
穿越段给水管径管材
直线段长度
平均深度
备注
1
桩号4+870-4+940段
D426×9钢塑复合管
70m
5.60m
西气东输管线
为避让障碍物，经实际核算，以4+880-5+000段为拖管直线段为宜，直线段长度为120米。
第三章倒向孔轨迹设计
一、导向轨迹的确定应执行设计和规范要求，主要考虑以下因素：
1、本工程穿越地层需要穿越部分的土质情况，穿越管道应力求平滑。
2、满足水平定向钻进管线铺设工程技术规范要求；规范要求需要考虑钻孔施工对地面道路以及对该位置已有管线的影响，穿越的最小覆盖深度大于最终回扩直径的6倍以上。
3、选择最佳主力穿越层位。
二、导向孔轨迹设计
定向钻导向孔轨迹宜由斜直线段、曲线段、水平直线段等组成。
入、出口角和曲线段的计算可按下列公式计算。
公式中：
α1—入土角
α2—出土角
A—入土点
D—出土点
B—第一曲线段和直线段轨迹变化点
C—直线段和第二曲线段轨迹变化点
h—轨迹（铺管）深度
L1+L2+L3——定向钻铺管水平长度
根据相关技术规范要求和施工经验，水平定向钻拖管施工入土角一般在8°～20°为宜，小口径钢管出土角一般在0°～15°为宜。
本工程按照10°出入土角考虑。
水平定向钻拖管施工长度按照上述表格工程量进行调整。
拖管施工完毕后，按照设计要求对拖管段进行截管调整至设计位置。
经按照实际比例采取CAD绘图核算，该拖管轨迹均能避让开沿线的地上地下障碍物。
具体见下图。
第四章水平定向钻设备的选择
一、定向钻回拉力计算：
式中:
F拉－计算的拉力（t）
L－穿越长度（m）
f－摩擦系数，0.1～0.3
D－生产管直径（m）
泥－泥浆密度（t/m3）
δ1－生产管壁厚（m）
K粘－粘滞系数，0.01～0.03
注：
本工程中钢管容重：
7.85×104N；泥浆重度，取12kN/m3；摩擦系数，一般在0.1～0.3之间，取0.2；粘滞系数，一般在0.01～0.03之间，取0.02。
由上表计算所得，本工程拖管施工段最大的回拖力为41.76t，本工程设备选型按照1.20倍的最大回拖力计算，即选取回拖力为50t的水平钻机即可进行穿越。
第五章、施工准备
第一节、技术准备
1、技术准备
开工前应请业主和设计单位进行施工设计交底，把握设计意图，明确设计要求，对新结构、新材料、新工艺、新技术要重点了解，澄清疑点，做到心中有数，同时进行现场调查，核实施工设计及工程地质情况，进行设计图纸审核，结合现场施工条件，编制实施性施工组织设计，进行施工技术交底。
组织施工人员学习有关的技术标准和规范、研究设计图纸。
为了使工程能够顺利成功，施工中要严格执行设计要求和规范规定，各工种、各岗位认真负责，密切配合，做好充分准备，仔细分析各种可能发生的情况，制定相应的处理措施。
控向制定钻进方案，保证导向孔曲线平滑；泥浆岗位全面掌握地质资料，准备好泥浆配备材料，按地层配制，保证钻孔需要，使成孔良好；机修工和电焊工设计和加工所需要的专用钻具，例如切割刀、挤扩器和拖管器具。
2、地下管线探测
据现场桩位和核对设计图纸，进行复测，误差不超过设计要求。
探测已有地下管线网络分布情况：
采用管线探测仪对现场地下的管道中线进行探测，探查现有地下管线的走向以及沿途有无地下障碍，并记录在册，防止施工中碰撞和损坏已有管线，以确保定向穿越施工的顺利进行。
根据定向穿越施工规范及现场探测的实际情况，设计出合理可行的施工方法。
根据现场实际位置与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，尽量确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
第二节机械设备准备
1、主要施工机械设备表
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
水平导向钻机
50t
台
1
2
管线探测仪
G2
套
1
3
导向探测仪
美国DCI公司ECLIPSE
台
1
8
对讲话机
部
3
10
泥浆系统
套
1
2、机械保障措施
2.1根据工期要求，施工前期要以机械顶管工程为龙头，配合土方机械、砼搅拌设备、配电设备等做好进场组织工作，并保证进场设备的完好使用状态。
2.2配备足够的常用机具设备，如泥浆泵、发电机等，由负责施工的施工队自行配备，做到施工现场，人到机到，保证加工制作需要，并配置足够的备用机械。
2.3所有大型、专用机械设备，如凯斯钻机，挖掘机，吊车，统一由公司调集进场，并做好大型设备的进场、路路调查和保证措施。
2.4专用设备、大型设备的操作人员要定人定机，由培训的操作、驾驶司机从事施工，确保设备安全和工程质量。
2.5做好备用设备计划，保证应急需要。
2.6做好维修保养工作，使所有用于施毁的机械处于良好的运转状态。
第六章水平导向钻进施工
第一节施工工艺流程
施工工艺流程图
第二节施工方法
1、导向
1.1测量放线：
应根据施工要求的入土点和出土点坐标放出管线中心轴线，在入土点端测量并确定钻机安装位置及泥浆池的占地边界线；在出土点一端，根据管线中心轴线和占地宽度及长度，放出管线调直、组装拉头等预制场地边界线及出土点作业场地边界线。
根据钻机中心线与入土点、出土点成一条直线的原则，按施工布置图和穿越轴线将钻机及附属配套设备安放在预定位置，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
1.2开挖工作坑：
本工程开挖2处工作探坑，入土点处工作坑开挖尺寸为长5m宽为3m深为2m。
出土点工作坑开挖长度为12m，宽度为1.5m，深度为2.5m；出土点处工作坑因道路主体二灰土层和水泥稳定层已经形成，施工完毕后需对上述结构层采用C25商品砼进行恢复。
1.3机具就位：
钻机进场后，检查机具的运作情况，及时记录。
机具摆放应距工作井1m以上，防止机具震动造成土塌方，钻机就位必须在穿越曲线的同一方向上。
钻机就位后进行系统连接、试运转，保证设备正常工作，各系统运转正常后试转，各种参数正常后按次序钻进。
1.4泥浆的配备及利用：
根据地质资料情况，确定泥浆配制方案，实施泥浆开钻，开钻前配制好2方优质泥浆。
泥浆在定向穿越中起关键作用，我们将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，为了应付不同的情况，我们将采取以下措施：
按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加泥浆添加剂，配出合乎要求的泥浆。
使用的泥浆添加剂有：
根据不同的地质条件，确定加入不同的添加剂。
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的措施。
废泥浆的处理：
在钻机场地挖一个泥浆池，泥浆在泥浆池中经过回收沉淀后，回收不了的泥浆排送到指定的地方。
非开挖工程中泥浆的使用尤为重要，泥浆的主要作用包括排除钻屑、保护孔壁、堵漏、平衡地层压力、冷确钻头、润滑钻具与孔壁、软化硬岩土和进行导向水射流等。
施工用水以就近原则，在现场设立泥浆用水的集水罐车，加入适量的苏打粉进行漂白、沉淀使施工用水达到泥浆用水的水质规范。
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，我们采取增加泥浆的储存的数量。
为了维持孔壁的稳定，提高泥浆携带能力通常加入化学添加剂来改善泥浆的流变特性，使之能适用于不同的地层情况。
泥浆添加剂有：
磺化沥青（降滤失）、水解聚丙烯酰胺（提粘、护壁）、防塌降滤失剂、CMC和润滑剂。
泥浆的用量公式：
V=π/4（D2-d2）LA
其中：
V-所需泥浆用量；D-扩孔外径（米）；d-小孔直径（米）；L-穿越总长（米）
A-系数（取3～5）
清孔不好会导致：
钻进速度减慢，扭矩、拉力增大，延误工期；增加阻力，无形中加大机器功率，减少使用设备寿命，加快钻具磨损；抱死钻杆、钻具，造成“糊钻”；造成孔道淤塞；泥浆回流不畅，从而导致地面冒浆和泥浆流失。
1.5钻机试钻:
进行系统连接、试运转，设备运转正常后，钻进1—2个单根后，检查各部位运转情况，正常后按次序钻进，确保导向钻进一次成功。
钻导向孔的钻具组合为：
Φ73钻杆+Φ80钻头+造斜板
1.6导向孔穿越：
通过导向探测仪查核、校正钻杆的水平和方向，确保穿越达到设计要求，穿越过程中按画好的标志，每隔3米校正一次钻头的位置，以确保穿越精度。
控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到主管穿越。
开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，泥浆与司钻重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好。
2、逐级扩孔
导向孔完成后，钻头及起始杆、信号棒出土后要及时卸掉，装上扩孔器进行预扩孔。
扩孔时按照设计要求适当调整泥浆排量，控制回拖速度，按照设计扩孔参数平稳扩孔，操作员密切注意泵压、扭距、回拖力的变化，严禁憋泵、憋钻、强行回扩。
扩孔完成后，分析成孔情况，再根据成孔和清洁度情况决定是否清孔，并随时准备管线的回拖工作（具体情况根据现场确定）。
根据导向孔与适合成品管铺设的直径差异大小和地层情况，扩孔可一次或多次进行，最适宜扩孔直径按下式计算：
Ｄ=Ｋ×Ｄ１
其中：
Ｄ表示适合成品管敷设的钻孔直径
Ｄ１表示成品管外径
K表示经验系数，一般K=1.2~1.5
根据本工程的敷设管径，采用分多级扩孔，而后进行管孔修整。
回扩时泥浆的配备必须根据土质的实际情况进行，使孔洞形成良好的通道，保证施工质量。
3、管线回拖
导向孔经分级预扩、清孔，孔径达到管线回拖要求的条件，将检验合格的穿越管线调直作好拉头并检查确保牢固可靠后回拖。
回拖是穿越的最后一步，也是最关键的一步，在回拖时采用的施工方式是：
扩孔器+回拖旋转接头+管线。
在回拖时进行连续作业，避免因停工造成卡钻。
回拖前仔细检查旋转接头、连接头、扩孔器的连接，也是定向钻穿越施工中最重要的一道工序，确定连接牢固方可回拖，司钻手要根据回拖过程中的拉力、扭距的大小做好适当的调整，回拖时两端要加强联系协调配合将管线敷设到预定位置（具体情况根据现场确定）。
回扩时均缓地进行，不能用过大力拉。
回拖时应适当增加润滑剂的用量以减少阻力。
进口添加剂在维护孔壁、减少阻力方面作用较明显。
因此，完成扩孔后应尽快回拖管线，以减少风险。
另外，泥浆中应添加润滑剂，以减少磨擦阻力。
4、修复路面、清场、退场
拖管完成后，及时作好路面的清理。
在规范的施工中，施工后的处理是非常重要的，一是环保，二是清洁，树立好公司的良好形象。
第三节质量控制措施
一、原材料及器材检验
施工中严格执行管理公司标准的物资设备采购程序、成品检验和试验程序、工程质量检验评定管理程序等各项规定。
充分发挥质量保证体系中各级施工管理和操作层质检人员的职能作用，按质量保证体系质量管理控制程序履行施工全过程的工程质量检验、试验工作及标准。
对建筑材料设备严格执行采购标准，进货检验和试验、物资设备保管、运输制度。
物资采购要看样定货，认定产品标准。
物资设备验收要核实产品名称、型号、单位、数量，索取产品出厂合格证、出厂试验报告、说明书、出厂日期及产品质保书。
对水泥、钢材等重要物资要进行现场取样试验，合格后方可投入使用。
对检验出的不合格品，应及时进行标识、处置，不合格的不得进入施工现场，从源头确保工程质量。
在分项工程质量检验评定检查验收基础上，做好工程成品保护，确保转序过渡连续性。
二、加强关键工序、特殊过程的实施控制
工序工程
控制设置
实施措施
检查办法
关键工序
导
向
孔
钻
进
深度误差cm
（0.5h）
1、做好导向仪标定工作
2、多测多量并做好导向记录
1、检查标定记录及导向孔记录。
2、在出露处进行复核。
坡度
1、通过导向孔迹高程换算控制工作管的坡度。
2、时时监控导向仪坡度读数。
1、复核导孔轨迹高程；
2、检查导向孔记录表中的倾角记录。
安全间距：
垂直△h≥30cm
综合考虑各种因素，适当加大安全间距，确保铺管质量。
1、检查施工方案断面图。
2、复核导孔轨迹与其它管线间距。
曲率半径
钻孔轨迹率半径应满足工作管曲率半径要求。
检查施工方案及钻孔轨迹是否大于工作管曲率半径。
特殊工序
回
use拉
10、数据传输的同步技术有两种：
_同步传输____和异步传输。
铺
性别L1用.T.表示男生，.F.表示女生管
1）使用SQL命令列出表stud1.dbf中的“获奖次数”在5次以上的男生详细信息，可使用的命令是___________。
拉管壮举、分动器的安装
A..dbfB..dbcC..dbtD..fpt连接牢固。
settalkoff目测
【答案】B拉管参数的控制
拉力≤15Mpa不着
扭矩≤7Mpa
监视钻机仪表读数
泥浆的使用
26.SQL语句中修改表结构的命令是________。
视土层类型，配制不同泥浆
9.如果某记录的备注型字段标志显示为?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
，则表明该字段不再为空。
检查泥浆粘度、比重、固相含量等技术参数
三、质量缺陷处理
发现质量缺陷要按照体系文件要求进行上报。
同时我公司配合监理单位进行质量缺陷调查分析，查明发生质量缺陷的原因，对缺陷提出处理消除方案，经各方同意后，进行处理，再组织验收。
对质量缺陷的调查处理，要存档备份。
比对质量缺陷形成原因，对工程中存在的同类施工部门进行追溯处理。
第七章施工进度计划
第一节拖管各工序的工期计划：
本工程总计划工期为12天，因天气因素或其他不可抗力导致延误工期的除外。
1、预挖拖管坑、施工准备计划工期2天；
2、导向孔钻进（同期进行钢管组队焊接）工期为3天；
3、回扩（同期进行钢管组队焊接）计划工期2天；
4、拖管施工计划工期3天；
5、拉回钻机、管道碰头、修复道路、清理现场计划工期2天。
第二节工期保障措施：
施工进度及其计划是在保证质量的前提下，实行在规定时间内，在安全文明施工的情况下，按时、按质的完成工程任务。
拟采取以下措施保证工程顺利完工：
1、探明地下各管线及其深度，施工时各管线交底人员在现场向施工人员及时提供准确信息。
2、施工外运泥浆车及时跟上。
3、保证水、电等必需的资源的供应。
4、避免部分施工区域内货流、人流与施工人员货流、人流的交叉。
5、严格控制各施工进度计划的实施，加强检查、及时调整，确保工程顺利及时完成。
第八章安全文明施工措施
第一节安全措施
1、坚持“安全第一、预防为主”的方针，认真执行国家有关安全生产的政策、法规及项目法人、监理工程师的安全指令，严格遵照安全管理的规程规定进行施工，落实各级安全责任制，确保工程安全。
2、由具丰富安全生产经验的公司安全人员担任施工安全员，负责施工的安全管理工程，施工安全员负责施工现场安全措施的落实、管理工作。
3、由施工安全员深入施工现场勘察生产环境和掌握施工内容，有关安全生产规程，编制各施工工序的安全措施，并向现场全体施工人员进行安全技术、措施交底，落实安全工作责任人。
4、要经常检查安全措施的贯彻落实情况，纠正违章，使措施方案始终得到贯彻执行，达到既定的施工安全目标。
5、施工人员进入现场必须穿穿戴安全防护用品，并检验符合安全规定。
在晚上施工人员应穿反光衣或佩带明显警告灯光标志，施工作业现场加强照明。
6、做好地面路面开挖施工现场的安全措施，施工场所应设围栏、警告牌、警告灯光，实行封闭施工，在交通繁忙时间，并由专人协助维护秩序。
7、路面开挖应注意地下原有管线的分布，避免破坏性施工。
开挖的淤泥应及时清除，保持路面畅通、清洁。
8、做好施工车辆、机具的维护、管理，定期进行安全检测和保养，防止带隐患使用。
施工车辆、机具的操作必须上专业培训合格的专人负责，现场施工车辆的停放应符合施工安全和交通安全的规定。
9、根据施工现场需要，选用合适施工车辆和机具，如需租用特殊施工车辆、机具，应和操作人员进行技术、安全措施交底，共同制定施工方案和安全措施。
10、做好各工序交叉施工的安全管理，在施工过程中，服从施工监理的安排，各施工队伍密切配合，共同搞好交叉施工的安全管理。
11、做好施工现场的防火措施，易燃易爆材料应按运输、存放、使用的有关规定由专6人负责管理，在烧焊的施工现场应备灭火设施，做好预防焊星飞溅伤人、引烧其他物品的措施。
12、做好施工现场的防盗措施，施工材料现场堆放应有封闭场所，或根据现场实际情况做简单的围栏，材料堆放整齐，由专人看管，无关人员未经允许不得进入。
做好吊装施工现场的封闭，根据施工现场实际情况，设施工围栏、警告标志封闭施工现场，非施工人员、车辆不得进入施工现场，在繁忙路段作业，应和交警部门联系封路施工，由专人协助维护交通秩序。
13、施工过程中，如发现有危及人身安全的危险隐患，应停止施工待处理消除隐患后，方可继续施工；施工中如发生事故，应及时通知有关部门处理，并采取有效措施尽可能减少损失。
14、探测时要确保管线安全，查清管线走向，下井前用有毒气体探测仪进行检查，遇有可疑带电或有毒气体工井，要做好防护措施，带好绝缘手套、绝缘鞋、防毒面罩等，确保人员安全。
15、设置施工标志、警示标志和警示灯；做好交通疏导，在来车方向提前设置车辆导向标志、施工标志、警示标志和警示灯，快速路在200米以外引导交通。
16、使用氧气、乙炔气瓶时，必须严格执行有关安全规定，必须离明火点10米以上的距离。
氧气瓶与乙炔气瓶不得并列排放，必须保证安全间隔（8米以上），气瓶应直立放置并绑紧固定，严禁卧放使用乙炔气瓶，不使用时必须盖住。
氧气瓶、乙炔气瓶运输必须轻拿轻放，严禁野蛮装卸碰撞。
17、电焊、风焊工工作前必须清理好作业场地周围的易燃易爆物品，工作完毕应细心检查、清理火种，不留隐患。
18、施工用电必须按安全用电要求配备合乎标准的总配电箱和分配电箱，并做到进线口和出线口应设在箱的下面或侧面，电源引出线应穿管开设防水弯头。
总配电箱应装设总隔离开关、总熔断器、分路熔断器和漏电保护器。
19、电气设备不带电的外露导电部分应有保护接零或保护接地。
临时施工用电电源箱须接“一机闸一漏”设置，电源线按“三相五线制”架空设置。
更换熔断器保险丝时，严禁用不符合原规格的保险丝，严禁使用其它金属丝代替。
20、拉接电源和设备接线等，均应由专业电工进行。
第二节文明施工措施
1、凡进入施工现场，职工必须穿着工作服，戴好合格的安全帽，并佩戴胸卡，作到“三统一”。
2、施工现场布置合理，材料、工机具堆放有序，标志明显；
3、做好施工现场围蔽及明显的危险警示标志；
4、要办好宣传栏，制定严明制度，精心组织、文明施工，提高施工质量，保证一次成优率。
5、施工过程中防止泥浆污染路面，影响附近居民生活。
6、项目安全员对施工场地进行监督检查，加强对施工人员的宣传教育，增强环境保护意识。
施工和生活垃圾应运到当地有关部门指定的地点集中处理，严禁随意倾倒污染环境。
在施工过程中，保持现场文明、整齐、有序，及时排除雨水和污水，将任何设备和多余材料储存并妥善安排，从现场清除并运走任何废料、垃圾及不再需要的临时工程。
7、控制空气污染和噪音污染，合理调配施工机械、合理调整施工时间，避免集中使用大量施工机械造成局部环境污染。
8、严格控制施工占用范围、搭设临设、停放机具及材料堆放等不得占用施工范围外的道路。
第三节施工事故及应急措施
由于非开挖定向钻进施工具有高风险，不可预见因素很多，施工中难免会出现这样那样的问题甚至事故，故应在施工前与各相关单位交底并保持联系，一旦发生事故，项目部应立即汇集有关人员进行情况分析，必要时汇报建设单位、设计、监理等部门，召开专家讨论会，及时调整方案，采取补救措施。
施工中可能遇到的事故及相应的应急处理措施见下表。
施工事故应急处理表
事故
原因
相应的应急措施
拉力、扭矩突然增大
钻进或拖管时，与障碍物或其他管线相撞
立刻停止施工，等检查核对完方可继续。
导向偏差太大
导向过程中遇到障碍物
分析确定障碍物位置，修改导向轨迹避开障碍。
信号干扰
分析原因，避开干扰，采用有线导向。
管线损坏
管线资料有误、钻孔偏差
1、立即停止施工，通知有关部门抢修；
2、保护现场，协助有关部门抢修；
3、分析原因，制订补救措施。
卡钻
扩孔器遇障碍
1、用挖机、滑轮组、顶拉式千斤顶把钻杆回拉；
2、减慢回扩速度，必要时换小口径扩孔器回扩。
脱扣或钻杆断裂
上钻杆没有到位，钻杆质量缺陷，扭矩、拉力过大
1、用挖机、滑轮组、顶拉式千斤顶把钻杆回拉；
2、采用导向钻头在原孔位钻进至出土点，然后重新回扩。
扩孔过程中地面隆起
扩孔过程中土体吸水膨胀或挤土式孔扩孔过快
停止施工，查明具体原因后再针对情况更换泥浆或扩孔器
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