供水管道穿越高速施工专业技术方案.docx
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供水管道穿越高速施工专业技术方案
XX供水服务公司
供水管道工程穿越京台高速
施工方案
XX建筑安装有限责任公司20年月日
供水管道穿越高速施工方案
第一章编制及施工依据
根据施工图纸及现场踏勘；
国家现行的法令、法规，地区颁布的安全、消防、环保、文物等管理规定；
相关国家和行业标准规范
设计施工图；
建设方现场技术交底。
施工现场状况及对周围地质勘察调查的资料；
《水平定向钻进技术规范》
第二章工程简况
2.1工程建设地点及简况
工程地点：
G3京台高速（具体详见附图）。
定向穿越共1段，管道材料采用PE实壁管，穿越总长度为130m，过G3京台高速公路主体部分长70M，穿越中心深度为7M，因穿越部分高速基高约4M,穿越管线距高速路面7M,入土角8度，出土角5度。
本工程工期约7天，本本工程施工时制定周密的文明施工、环境保护措施，并设专人进行环保管理，在施工中严格贯彻文明施工措施。
2.2工程内容
施工测量放线、地下管线探测、场地平整、导向孔、扩孔、管道回拖、泥浆处理及部分地貌恢复（考虑到工程出、入土点与线路连头），孔洞压密注浆加固。
。
2.3工期要求
根据具体情况，编制施工计划，抓好关键部分，合理调配、确保施工进度按计划进行。
根据业主要求及我穿越工程部的施工能力和组织安排，施工工期暂定为日历天数7天，
2.4工程任务划分
序
号
单位
名称
主要施工任务
任务完
成日期
1
穿越
工程部
总体协调，管理施工，对工程质量、安全、进度、环保等负全面责任，负责对业主、监理、地方政府等部门的联系工作。
穿越施工进度计划
2
穿越
各机组
（1）穿越轨迹测量放线、三桩位置确定、穿越精度复测。
（2）负责穿越出、入土点工作坑的开挖及泥浆排放沟的处理。
（3）负责定向钻穿越钻导向孔、预扩孔及管线回拖。
（4）负责设备及附属材料的运输及附属材料采购、保管及生活保障。
穿越施工进度计划
2.5工程地质及风险简况
详见地质报告，本工程除表层土为杂填土，以下各层土多为不透水粘性土质，本施工方案按粘性土质考虑。
第三章施工部署
穿越工程部组织机构及施工人员需求
穿越工程部组织机构：
施工人员需求：
序
号
岗位
人数
资质证书号
工作职责
1
施工队长
1
根据工程经理对工程实施全面管理
2
导向和定位人员
1
负责施工技术工作操作导向仪器
3
机长
1
负责钻具准备按导向人员要求组织施工
4
安全质检员
1
负责质量和安全工作
5
泥浆人员
1
负责符合要求的钻进液配供等工作
6
电气、机械维修工
1
负责设备的养护与正常运转工作
7
后勤辅助人员
若干
辅助生产，进行物资采购
主要设备、机具：
序号
名称
型号
单位
数量
备注
一、定向钻穿越设备
1
水平定向钻机
徐工D320
台
1
自有
2
钻杆
φ73×3m
根
200
自有
3
扩孔器
φ350㎜
Φ500㎜
Φ700㎜
Φ900㎜
Φ1100㎜
个
5
自有
4
无线导向仪
月蚀
套
1
自有
5
全站仪
NTS325
台
1
自有
二、施工机具
1
发电机
5.5kw
台
2
自有
2
污水泵
4″
台
2
自有
3
污水泵
2.5″
台
2
自有
4
灭火器
8kg/5kg
套
2/2
自有
5
钻具
套
2
自有
三、工程车辆
1
越野指挥车
四驱
台
1
自有
2
卡车
2.5吨
台
1
自有
3
皮卡车
1吨
台
1
自有
钻机设备参数
注：
D320型徐工导向钻进铺管钻机性能参数：
转数（r/min）：
5～120
扭矩（N.m）：
0～12000
最大给进力（T）：
32
最大回拉力（T）：
32
泥浆泵：
型号：
HBW150/10
射流压力（Mpa）：
4～10
功率（KW）：
15
流量（L/min）：
≤300
（3）钻具：
钻杆直径（mm）：
72
钻杆长度（m）：
3.0
扩孔钻头直径（mm）：
179～1100
第四章定向钻施工工艺及控制
4.1施工工艺流程
4.2施工准备
了解工程情况
为了做好管线穿越铺设工程，我们在施工前了解了穿越段在整个管线工程中的位置。
本段工程现场地势起伏，根据勘察资料分析，本工程管线铺设地段的地质状况以粉质粘土土质为主，为满足埋地规范要求，应将管线埋设在基准平面以下处。
物探、施工测量
本段工程施工区域有人工管线等管线障碍。
4.3工程地质及穿越轨迹设计
应根据穿越土层的实际情况选用和调整。
1）粘土控制：
性状：
黄褐色，可塑-硬塑，稍湿，用手可搓成细长条，韧性中等，干强度中等，无摇震反应，切面捎具光泽，含姜石，直径一般为1-2公分。
关键点：
遇水涨塞易抱钻具，沿途可能发生冒浆，导向、回扩及拖管时注意清孔。
扩孔、回拖过程中根据不同的土质，采取不同措施，严格执行《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2007。
2）穿越轨迹设计
根据右研究报告考虑管道穿越所处地层为粘土、亚粘土，并且各层交错存在。
为提高进度我们将科学设计、谨慎施工，根据地层的变化选择相应钻具。
1）力学计算
式中F拉—计算的拉力（t）；
L2—穿越管段的长度（m）；
F—磨擦系数，0.1～0.3；
D—管子的直径（m）；
—泥浆的密度（t/m3）；
—管子的壁厚（m）；
K粘—粘滞系数，0.01～0.03
根据上式可计算出该工程最大穿越段在水平导向穿越时的拉力，水平定向钻机宜根据计算值的1.5～3倍来选择，而且考虑到由于平面弯曲而引起的拉力增加等因素，对各段分别进行计算，选用匹配32T钻机，保障施工安全可靠。
2、入土角
钻机摆放的入土角度，一般取值通常选择在8-12度,本工程入土角8度。
3、出土角度
出土角应控制在5-8度之间，出土角小有利于管道入孔。
4、穿越深度H
穿越轨迹的深度，由设计图纸提供。
4.4泥浆配置
本工程采用定向钻专用膨润土和泥浆添加剂，以提高造浆率和成孔质量，施工前我公司在现场施工深度位置取土样，回实验室做泥浆配合比测试，给出最合适现场情况的泥浆配比报告指导施工。
膨润土：
HydraulEZ（易钻）
作用：
作为制浆的基本元素；提升泥浆悬浮钻屑的能力，使得钻屑能够浮在泥浆中，随泥浆循环流出钻孔，保持孔内清洁；稳定孔壁，防止塌孔。
聚合物：
InstaVisPlus（万用王）
作用：
包覆粉砂土颗粒，抑制粉砂土松散坍塌，提高携带性和护壁性能。
泥浆的粘度应符合下列要求：
泥浆粘度（S）
工程
管径（mm）
地质
粘土
亚粘土
粉砂细砂
中砂
粗砂砾砂
岩石
导向孔
——
35-40
35-40
40-45
45-50
50-55
40-50
扩孔及回拖
φ426以下
35-40
35-40
40-45
45-50
50-55
40-50
4.5穿越施工
4.5.1测量放线
1）根据设计交底（桩）与施工图纸放出钻机场地控制线及设置摆放位置线，对于丢失的控制桩，根据交接桩记录、测量成果表等资料进行补桩。
确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
在设计给定的控制桩位置和穿越轴线的范围内进行物探，确认地下障碍和管线分布：
a、对地面有标识的地下障碍物和管线，应根据埋藏的方位、方向和深度，绘出分布图示；
b、对地面无标识的地下障碍物和管线，应通过业主、查找有关资料确认其他地下障碍物和管线的埋藏方位、方向和深度，绘出分布图示：
c、对地面无标识、但有可能存在的（或历史遗留的）地下障碍物和管线，应通过业主、周边当地群众查找有关资料或挖探坑来确认其地下障碍物和管线的埋藏方位、方向和深度，并绘出分布图示：
通过上述方法确定地下障碍物和管线的埋藏分布后，调整和设计施工穿越轨迹，以保证穿越施工安全、顺利的进行。
2）测量放线要放出线路轴线和施工作业带边界线，并在其上设置50M桩；
3）测量放线过程中做好各项记录，包括控制桩测量（复测）记录，放线加桩记录。
4）在入、出土点前后范围内根据穿越长度和设备型号放出合理的作业场地。
5）如发现线路走向与图纸不符或设计不合理时，及时向穿越工程部汇报，由穿越工程部与业主、监理、设计反映，求得妥善解决。
4.5.2场地修筑
1）施工场地：
2）入土点场地根据穿越长度选择施工设备，用推土机将地推平。
穿越设备进场道路如果无道路通过，应采用铺垫土工布、荆芭片、钢板等措施，以保障运输。
3）按排浆池2个（穿越段的两侧各1个）
坡比1：
0.67
4.5.2施工中泥浆控制
1）泥浆是定向穿越中的关键因素，泥浆的性能主要有动、静切力、失水以及润滑等性能。
根据地层结构采取以下措施：
①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。
②使用的泥浆添加济剂有：
防塌剂、降滤失剂、堵漏剂、提粘剂和防塌润滑剂等。
所加添加剂符合环保要求。
③为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，在用量不改变的情况下，我们采取增加泥浆储存罐的数量、延长循环周期措施，定向钻穿越工程中泥浆储存罐的数量将达到3个。
2）泥浆的粘度：
在钻导向孔阶段，泥浆各项指标，如比重、流动性、粘度等随时调整，保证岩屑及时排除，慎防卡钻事故。
3）废弃泥浆的处理：
本次工程使用的泥浆用料为国际认可的环保型泥浆料，但是，我们们还是要将废泥浆运出施工场地。
用泥浆车分别将钻机场地和出土点场地的两处泥浆回收池的废泥浆，运到环保部门指定的倾倒地进行处理。
4.5.3钻导向孔
本工程工程穿越任务重、时间紧，对施工单位的人员素质和钻机的可靠性是一次严格的考验。
钻机的可靠性是施工的关键。
1）在开钻之前，我们将认真调试和保养钻机，使钻机的各项性能达到最佳。
尽可能准备充足的钻机配件和泥浆泵配件。
为保证导向过程中的方向及深度，每50m调置一个桩，地势起伏较大的地段，要适当加密村桩。
导向前按照设计曲线进行计算，控制每根钻标的变化率，保证导向孔方向及深度满足设计规范要求。
2）提高泥将的质量，保持孔壁的稳定性。
在钻导向孔的过程中，钻孔距离较长，施工的周期也比较长，孔壁的稳定性致关重要，在导向孔钻进过程中泥浆将采取从国外进口泥浆添加剂，使用优质高效的泥浆添加剂改善泥浆的各项性能指标。
4.5.4预扩孔
钻头在出土点出土后，拆下钻头，进行扩孔。
操作如下：
先试泥浆，确定扩孔器没有堵塞的水眼后再开始扩孔。
穿越的距离比较长，为防止扩器在扩孔过程中刀头脱落造成事故，严格按额定钻压钻速扩孔，在刀头达到以额定寿命时更换，保证扩孔器能够胜任完成预扩孔作业，按规范要求进行逐级扩孔。
4.5.5拖管
扩孔完成后，进行管道回位，回拖过程是施工的难点和控制点，保护尤为重要，在管线回拖时为防止地面摩擦破坏表面，整条预制好管道挖发送沟灌水或垫置沙袋或加垫滚轮。
以降低管线与地面的摩擦阻力和保护管道，为防止管头拉入孔内的过程中有水进入管中，在安装拉管头时应事先用封堵好堵好。
托管前，仔细检查设备及钻具是否完好，检测各种技术参数是否正确，检测泥浆性能是否达到规定要求，检查预制管道是否达到可回拖的要求；应有专人对表面检查，对于损伤处，应立即进行补伤。
管道回拖时要沿线巡察，对管道周围的硬质物体进行及时清除。
为了确保扩孔回拖顺利，拉管时，一边拉管一边向孔内加注优质泥浆充实孔隙及润滑孔壁；当管材慢慢进入成孔后，注意两端工作抗泥浆的流动情况，控制好回拖速度，记录下钻机的扭矩、回拖速度、回拖拉力，确保顺利回拖。
4.6注浆加固
PE管道拉通后，对施工孔内的空隙进行填充，需要进行注浆加固。
由于受场地条件限制，本次采用孔内注浆的加固措施。
拉管施工前在PE管前端连接两根与PE管同长度的∮25注浆管,与PE管一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。
到达终点后，解除∮25注浆与PE管的连接，在两根钢管前面各加一根6ｍ长同直径的注浆花管。
（见步骤1图）
移动拉管机到1#接收坑，和∮25注浆连接并回拽。
每拽入6ｍ，把注浆管和拉管机的连接取消，换成和高压注浆泵连接。
注入1：
0.5水泥、粉煤灰浆液（0.4Mpa），从而置换触变泥浆，补充PE管周围的空隙。
然后再换再拉，再拉再注，反复进行。
直到把钢管全部拉出1#接收坑，注浆过程也就全部结束了。
（见步骤2图）
在注浆施工时应注意：
a、根据实际情况每3-6M注浆一次，根据计算注浆量一定大于泥浆量，注浆时尽量保持不要间断。
b、当PE管拖入地面时一定要用堵头堵死，防止浆液从PE端流出。
第五章穿越工程技术保证措施
5.1工程开工前，必须进行三级技术交底。
5.2按国家有关标准规范及设计要求进行施工。
5.3在施工中严格执行ISO9001标准。
5.4严格按照批准的图纸及施工方案施工，在施工中决不允许偷工减料或随意修改设计。
工程需要变更时，由工程监理人员和甲方现场代表及设计人员现场商议确定，并报告业主和设计单位。
5.5工程完工后，工程部要组织内部自检。
全面对所完成的工程进行质量、安全、工期、服务、竣工文件等方面的检查，检查不合格的及时整改，确保工程内部预检合格后，方可交建设单位验收。
第六章穿越工程质量保证
6.1质量方针：
质量第一、用户为主。
6.2质量目标：
施工质量达到优良、工程验收合格率100%。
6.3水平定向钻穿越入土角一般控制在8-12度之间，根据具体工程情况确定，出土角一般控制在5-8度之间，根据具体工程情况确定，其曲率半径按1200D选取。
穿越时严格按照设计图纸要求施工，确保管道符合设计要求和施工安全。
6.4钻机正确就位后用前后地锚固定，确保钻机在钻进和回拖受力时的稳定性，同时配制泥浆，完成开钻前的一切准备工作。
6.5司钻、控向、配浆应密切配合，时时注意各仪表工作情况，发现卡钻时，迅速将钻杆抽出，更换动力钻头进行钻进。
导向孔成型后，控向、司钻结合钻导向孔时地质情况，进行地质分析后，进行预扩孔。
6.6泥浆配制方案
泥浆是定向穿越中的关键因素，泥浆在各个阶段所起的作用如下：
6.6.1钻导向孔阶段要求尽可能将孔内杂物携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，减少推进阻力。
6.6.2预扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁效果，提高泥浆携带能力；
6.6.3扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁能力；同时还有很好的润滑能力，减少摩阻和扭矩。
6.6.4泥浆的利用处理：
施工结束后，将施工现场的泥浆坑内泥浆，进行泥水分离，沉淀后的泥用车运走。
第七章安全生产保护措施
7.1机长为安全第一责任人，要经常深入工地指导施工安全工作。
7.2建立领导安全值日制度，在安排施工进度的同是安排好安全生产和认真检查安全生产的落实情况。
7.3开工前要组织职工，进行安全生产教育，并做好安全生产记录。
7.4严肃安全奖惩制度，开展多种形式的安全教育活动。
7.5进入工地现场人员要穿好工作鞋和工作服。
7.6要严格按照操作规程进行施工，确保管道回拖一次成功。
第八章穿越文明施工措施
8.1开工前必须取得建设方同意，办理开工报告，并且编制施工方案。
实行施工单位负责制度，设专职施工管理员，负责每日巡视施工现场，及时落实处理有关规范的实施。
8.2施工前，为减少对周围环境的污染和影响，施工场所要用挡板围起，施工设备、机具摆放整齐，实现施工封闭化。
8.3施工过程中控制泥浆排放，如果回拖的管道长度较大，经常会出现返浆现象，所以在施工前应调度好车辆和施工人员，准备好扫帚、铁锹、水龙带等工具，做到一旦出现返浆现象则立即清扫，保证不对周围环境造成污染。
8.4应积极主动处理好与毗邻单位和居民的关系，自觉遵守小区的各项管理规定；施工过程不影响正常交通，施工人员穿戴安全标志服装，夜间施工设安全标志，采取措施降低施工嗓音，坚决不能扰民。
8.5施工现场对绿地的开挖应采取相应的保护措施，草地上堆土应铺置彩条布以便防止毁坏草地；移出的花木应做好移植工作，以便完工后移回原处。
8.6施工完工及时拆除工工围挡、安全防护设施和其它临时设施，清理施工现场，恢复场地。
8.7施工现场禁止使用有毒、有害物质作为燃料，禁止燃烧各类建筑废料和生活垃圾。
第九章对公路及其附属物的保护
本公司在长期从事穿越施工中，已积累了丰富的经验，针对高速公路下穿越施工的特点，制定一系列保护高速公路及其附属设施的措施。
a.施工场地周围设置临时封闭,杜绝场内泥浆溢出的可能。
b.场地内派专人经常进行清扫工作，特别是主要通道。
c.每次废浆外运，由专用车辆运走后，如有泥浆或泥土污染路面，须及时清扫，保持场地、马路清洁。
d、加强监测力度，对周边道路及穿越部分高速公路采取一系列监测措施，以信息化指导施工。
e、工作坑四周围设1.5m高钢管护栏。
f、成立机电维修和消防管理小组，对机具、电器等特殊工种要持证上岗，并按规定安装触电保安器，防雷接地装置及机具防护系统，同时定好责任制，使每一台机电设备均有专人使用、维修、检查、保管，以防机械和触电事故发生。
g、工地用电需有保安装置，闸刀和门锁齐全，平时上锁锁好，工地用电不得乱拉乱拉，非专职电工不可修理电器或接拆电源，移动式机械操作，需一人操机，一人理线。
操作时要穿戴绝缘手套和鞋，配电箱要用标准箱，拉管时作业采用36V或24V电压照明。
h、在施工过程在，我公司将诚恳接受监理、业主和有关部门的具体指导和要求，确保工程施工安全顺利进行。
第十章施工完成后高速公路沉降观测
本工程沉降观测分为两部分，第一部分为施工过程中高速公路路面的沉降观测，第二部分为施工结束后对高速公路路面的沉降监测。
我们按现行规范要求，沿穿越段高速公路两侧进行设置，每隔6m上设沉降观测点，共设16个沉降观测点，公路两侧各设一处固定高程点（后视）。
沉降观测点位设置于高速公路外侧围网外，采用质检站规定的江苏统一推广使用的予埋部件，砼浇捣时埋入螺套，观察时旋上螺栓即可。
根据工程性质的要求，本工程执行二等变形测量。
每次变形观测时，应符合下列要求：
采用相同的观测路线（闭合环）和观察方法
使用同一仪器和设备
固定观测人员
在基本相同的环境和条件下工作
第一部分，施工时沉降观测
施工前做基础测量，测得沉降观测点施工前高程数据，从导向开始，每天观测4次，如任一观测点累计沉降超过1CM，停止施工，查找原因，提出修改方案，报高速相关部门审批后再进施工。
扩孔结束，拉管时根据管道头行进位置，进行跟踪测量，尤其对管头进入高速边坡和出高速边坡时，如有观测点沉降超0.6CM时，停止施工，处理方案同上。
穿越施工结束后半个月内，每2天观测一次。
第二部分为施工结束后对高速公路路面的沉降监测，目的是监测改建对其的影响，在发现影响超过一定范围时可以及时采取措施。
计划施工完成后每隔3个月观测一次，观测一年。
由于本工程的重要性，最终的结果应按GB50026-93的第9.6.7条和第9.6.8条的要求整理竣工资料，进入竣工资料档案。
施工测量的精度和技术要求
（1）、定位基准点测量的技术要求要满足红线点位中误差不超过5cm的要求。
（2）、轴线基准点的技术要求按其测角精度不大于±20"，测边精度不大于1/10000。
（3）、±0标高的引测精度往返两次的高差误差不超过±10mm，总高度不大于±19mm。
（4）、沉降观测的精度和技术要求按GBJ7—89规范的附录1条款的规定执行及设计的要求，沉降观测闭合差值不得大于2mm，若超过应重新观测。
（5）、经纬仪、水准仪、钢卷尺等检测工具，经核验精度符合要求后方可使用。
测量仪器及测量人员应相对固定，不宜经常更换。
每次测量必须做好记录，作为原始资料妥善保存。
（6）、测量仪器及测量人员应相对固定，不宜经常更换。
（7）、每次测量必须做好记录，作为原始资料妥善保存。
第十一章施工环境保护措施
（一）、防大气污染措施
1、本工程清理施工垃圾，使用封闭的专用垃圾道和采用容器，袋装，严禁随意凌空抛撒造成扬尘，施工垃圾要及时清运，清运时，适量洒水减少扬尘。
2、施工运料不使用抛、冒、洒、滴、漏、渗的车辆，这样对道路造成污染，特别是运土方时及时清扫干净。
3、施工现场制定洒水降尘制度，易产生扬尘的季节，配备专人负责洒水降尘。
4、施工运料时，对道路造成的污染要及时清理，每天派专人打扫场地四周施工运输道路。
生活垃圾设专用垃圾箱，严禁乱仍乱抛、
（二）、防噪音污染措施
1、人为噪音的控制
施工现场提倡文明施工，建立健全控制人为的噪音管理制度，尽量减少人的大声喧哗，增强全体施工人员，防噪声扰民的自觉意识。
2、强噪声作业时间控制
3、本工程严格控制强噪声作业时间，晚间作业不超过22时，早晨作业不早于6时、
4、特殊情况需连续作业的尽量采取降噪声措施，向业主备案后可施工。
5、强噪声机械施工的降噪音
6、车辆进出现场由专人指挥，做到少呜或不呜笛。
（三）、防水污染的措施
1、钻机及膨润土搅拌机现场进行作业处设置沉淀池，排放的废水安排入沉淀池内，经二次沉淀后，方可排出。
2、施工现场完善排水系统，严禁使施工、生活用水乱排乱放。
供水管道穿越高速公路示意图
G3京台高速25M栅栏
------------------------）-----------------------）--------------
------------------------）-----------------------）---------------
30M栅栏
管线与京台高速公路夹角为112度，管道长度130
管线直径为80cm钻孔点
X=493176.946
Y=725807.202
（坐标是入口处东30M）
隔离栅隔离栅
京台高速
30M钻孔机
25M
出口角度：
5度入口角度：
8度
7M4M
穿越管线
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