某污水干管牵引法托管施工方案.docx

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某污水干管牵引法托管施工方案

第一章：

工程概况

1.1概况：

××镇污水处理主干管工程原设计管线总长26832.4米，其中顶管管线长11017.2米，DN600以下牵引管3.567km；开挖管线长14965.22米，开挖管线中DN600以下的10640.7，已施工完成和正在施工的约2Km，剩余的开挖施工的DN600米以下的管道长约8.6Km,牵引管总工程量约12.1km。

1.2水文、地质情况

1、地质情况

根据地质报告，施工范围内的地层自上而下依次为：

人工填土和人工填砂、第四系冲积形成的淤泥、粉细砂夹淤泥、粉质粘土、中粗砂、第四系形成的残积粉质粘土、以及白垩季早期形成的砂岩层。

人工填土层：

主要由粘性土填成，局部夹有中细砂，建筑垃圾和生活垃圾，黄褐色、灰黄色、灰白色等，干~稍湿，结构松散。

人工填砂层：

主要由中、细、粉砂组成，灰黄色、黄褐色、灰色，干~稍湿，结构松散。

淤泥层：

灰色、灰黑色、饱和、流塑，土质较均匀，含少量粉砂及腐植物，有腥臭味，局部见有粉砂夹层。

粉细砂夹淤泥层：

灰色、灰黑色、石英质为主，饱和、松散、颗粒均匀、分选性差、呈软塑流塑状态，互层状，互层厚度变化不均。

中粗砂层：

灰色、灰白色、黄褐色、灰黄色、饱和，石英质为主，松散~稍密，颗粒较均匀，分选性差。

粉质粘土层：

红褐色、褐红色、湿、可塑~硬塑，为砂岩风化残积土，局部为风化的粉土，呈密室状。

强风化岩层：

红褐色、褐红色、岩石呈碎块状，裂隙发育，顶部呈半岩半土状。

2、水文情况

本工程范围内地下水位埋藏较浅，在勘测期测得的水位埋深为0.20米～4.10米。

地层透水性方面，粉质粘土、淤泥及淤泥质土残积粉质粘土为弱透水层，各砂层为强透水含水层。

第二章：

编制主要依据

2.1、设计图纸

2.2、施工地区的水文、地质勘查资料

2.3、埋地高密度聚乙烯（HDPE）管道工程施工及验收规程

2.4、水平定向钻进管线铺设工程技术规范

2.5、地下管线探测图

第三章：

施工计划

一、施工进度计划

根据实际情况拟一段牵引长度为三至五个井段，控制在150米之内。

每段作业时间约一周。

根据进度需要，采用三台牵引设备进行施工，整个工程为流水作业，完成一段牵引后马上进行下一段牵引，并开始进行完成牵引段底检查井施工，和恢复路面施工。

本工程计划20××年××月××日开工，至20××年××月××日结束。

第四章：

施工工艺

4.1、工作原理：

水平导向钻进法，它的主要特点是，可根据预先设计好的牵引线路驱动装有契形钻头的钻杆从地面钻入，地面仪器接收由地下钻头内传送器发出的信息，控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达目的地，然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。

在整个工作中，特别的混合机组提供的钻孔混合液不断地从钻头的钻口嘴喷出，用以润滑钻头，钻杆和加固钻道，以提高整个工程的工作效率。

4.2工艺流程

1、准备工作

前期调查：

进场后调查施工范围内地下管线情况，摸查清楚后才能进行施工。

方位定位：

根据施工图纸，进行测量放样。

并根据施工范围的地质情况、埋深、管径确定管材和一次牵引的管道长度，并设计好钻杆轨迹。

2、打导向孔

定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加。

钻头通常都带有一个斜面，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。

探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。

在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接。

首先将探测棒插入导向头内，导向头后端与钢管连接，然后用顶管机给钢管施加压力，推进导向头，将导向头打入地下；导向仪可随时接收导向头的方位与深度，顶管机可根据此信息及时旋转导向头，使导向头随时改变深度和方向，在地下形成一条直径为100mm的圆孔通道，孔道中心线即为所需敷设管道的中心线。

3、扩孔、成孔

在孔洞形成后，将导向头卸下，装上一钻头，钻头孔径比孔洞大1.5倍，然后将钻头往回拖拉至初始位置，卸下该钻头，换上更大的钻头，来回数次，直到符合回拖管道要求。

为了防止塌孔，在注射的水中加入外加剂，该外加剂有固化洞壁。

润滑钻杆等作用。

4、牵引管道

钻孔完成后，将管材按连接成需要长度，将管材两端封闭，一端与钻头相连，将其一次性拖入已形成的孔洞中，即完成整个埋管工序。

5、砌筑检查井

牵引管施工完成后需要进行检查井施工，在牵引管末端砌筑检查井。

6、验收

根据设计及验收规范进行闭水试验等验收工作。

4.3、施工设备

采用国产DDW-350牵引钻机，马克3导向仪。

另配功率为45KW的不停钻射流循环泥浆搅拌系统，可快速制备钻进用泥浆；操纵台全功能数字仪表显示，独立的液压锚桩系统。

钻机整体性能优越。

 回扩钻具和辅助设备的选择范围非常广泛，许多都具有特殊设计的提高性能特点。

扩孔器大多为子弹头形状，上面安装有碳化钨合金齿和喷嘴。

扩孔器的后部有一个旋转接头与工作管的拉头相连。

对复杂地层条件进行了有利的特殊设计，其包括用于岩石中扩孔的扩孔头。

钻杆要求很高的物理机械性能，必须有足够的轴向强度承受钻机给进力和回拖力，足够的抗扭强度承受钻机施加的扭矩；要有足够的柔韧性以适应钻进时的方向改变；还要尽可能地轻，以方便运输和使用；同时，还要能耐磨损与擦痕。

定向钻进技术要依靠准确的钻孔定位和导向系统。

随着电子技术的进步，导向仪器的性能已有明显改善，能获得相当高的精度。

   导向系统有几种类型，最常用的如“手持式（walk-over）”系统，它以一个装在钻头后部空腔内的探测器或探头为基础。

探头发出的无线电信号由地面接收器接收，除了得到地下钻头的位置和深度外，传输的信号还往往包括钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度。

这些信息通常也转送到钻机附属接受器上，以使钻机操作者可直接掌握孔内信息，从而据此作出任何有必要的轨迹调整。

走过式系统的主要限制，是必须要到达直接位于钻头上部的地面。

这一缺陷可采用有缆式导向系统或装有电子罗盘的探头来克服。

有缆式导向系统用通过钻杆柱的电缆从发射器向控制台传送信号。

虽然缆线增加了复杂性，但由于不依靠无线电传送信号，对钻孔的导向就可以跨越任何地形，并且可以用于受电磁干扰的地方。

   其它重要的附助设备包括：

聚乙烯管焊接机、管道支护滚筒和电缆牵引器。

4.4管材的选择

管材主要分为两种，一般的中空璧缠绕牵引管和PE环保健康给水管，两种管材质量不同，价格差别较大。

相比较而言，PE给水管质量高，牵引距离长，施工质量更有保证，所以我们拟采用（HDPE）双壁缠绕管，该管材符合以下要求：

1、抗外压能力强，能承受较大拉力的管材。

2、具有较好的柔韧性，能较好的适应沉降，从而提高管道的抗震能力。

3、单位重量轻。

在牵引过程中减少与孔壁的摩擦力，提高施工效率和节约成本。

第五章施工方案

5.1施工准备工作

1、地下管线测量：

a．图纸校核：

查阅工程施工地点的管线布置情况，并在现场进行校核，在现场找出图纸标示的管线。

b．现场探测：

利用地下管线探测仪器对地下管线的分布、位置、走向、管径进行调查探测。

c．联系管线单位：

主动联系各管线单位到现场确认和交底。

d．管线调查清楚以后，按照供水管顶进的路线描绘地下管线和地下障碍物的布置图。

2、钻杆轨迹设计

根据地下管线布置图设计钻杆的钻进轨迹。

轨迹包括两个部分，造斜段和铺设段。

因为该段管为重力流截污管，必须按设计流水标高埋设，埋深的按照设计提供的流水标高确定。

造斜段：

1．造斜段距离L：

L＝[h（2R1-h）]0.5

式中：

h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1200d,代入数据即可计算出L值。

2．钻杆入射角a：

a＝0.5tg-1{[h（2R1-h）]0.5/h}

式中各字母意义同上式，求出a值。

3、施工主要技术参数：

泥浆压力1~5Mpa，流量：

50~90L/min,泥浆比重：

1.8~2.0g/cm3,

钻机转速：

160转/分，扭矩：

8000~10000N.m，推拉力：

18~20T

5.2施工测量

1、平面控制放线

平面控制及放线，依据现有边线，通过勘测方提供的控制点引测本工程的定位点，为保证施工各阶段控制点网，坐标及高程的准确，首先对施工现场内各控制桩加以保护。

并把各控制点引测至现场外加以保护，以便竖向引测放线。

同时要做闭合校核。

施工前通过全站仪沿地面上拉管的中心线每3米设置一桩（有障碍物的除外），并沿拉管的中心线撒好白灰线且测出桩高程，算好桩高程与设计拉管流水面的关系。

2、高程控制

高程控制根据勘测方提供的水准点引测施工现场的高程控制点。

根据本工程的实际情况，在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护。

高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法，保持精度。

为保证设计方向、位置的正确性，控制线的传递用经纬仪进行引测，保证平面位置的准确。

5.3、基坑开挖

每段牵引需要挖掘2个工作坑，包括入口工作坑、出口工作坑。

均采用机械挖掘，根据需要采用密扣钢板桩支护。

2#工作坑开挖尺寸为3ｍ宽×10ｍ长、1#接收坑尺寸为3ｍ×5ｍ（根据情况可做调整）。

工作坑深度根据拉管流水面高程确定。

出口工作坑是回拖时提供排水管入洞工作坑，出口工作坑尺寸和施工方法与入口工作坑相同。

为保证工作坑内干燥和扩孔施工,在工作坑南侧设（4ｍ宽×1.5ｍ长×1.5ｍ深）泥浆沉淀池,并在池底设泥浆泵随时将多余泥浆抽出坑外。

施工工序为：

破除路面→打钢板桩支护→挖土→清运余泥→工作坑围蔽。

人工挖泥过程注意不要损坏人行道的地下管线。

5.4、钻机就位

钻机运到现场必须先锚固稳定，钻机如果锚固不稳，将会发生功率损失或者功率作用在机器身上，造成机器和人的伤害。

钻机是依靠地锚座和后支承与地基固定的，安放钻机前应先平整场地，根据预先设计的的钻机倾斜角度进行调整，依靠钻机动力将锚杆打入土中，使后支承和前底座锚与地层固结稳定。

钻机就位后，调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程的位置，水平钻入土中。

在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。

地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。

在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进路线图的偏差，随时调整。

并把调整数值记录在“钻进位置”相应的表格中。

为了保证导向头能严格按照操作人员发出的指令前进，需要在管道线路初步布点后对控制点进行加密加细。

间隔3m设中线、高程控制点，用木桩做出明显标志，并在桩点周围用混凝土砌出护墩加以保护。

控制人员严格按照点位，操纵仪器。

根据以往的施工经验，PE管在孔内拉动的过程中受重力的作用，会发生管道下沉现象。

因此在本工程中，导向钻进的钻进点选择在略高于设计管中线的地方。

以减低管道自重对高程的影响。

5.5钻液的配置

钻液的好与坏对于拉管施工的成败起到了极关键的作用。

钻液具有冷却钻头、润滑钻具，更重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。

残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。

为改善泥浆性能，有时要加入适量化学处理剂。

烧碱（或纯碱）可增粘、增静切力、调节PH值，投入烧碱量一般为膨润土量的2%。