小曹娥至临山DN800管牵引管方案.docx
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小曹娥至临山DN800管牵引管方案
牵引管施工技术方案
一、前言及工程概况
牵引管技术是非开挖铺设地下管线的一种技术，这种铺管方式与其它施工方式比较，具有占地省，工期短，不受季节和天气影响，对环境影响小等优点，而且采用电脑控制，操作灵活，精度高，减少工程综合造价，在各种管道铺设行业中已形成了一个新的工程技术产业，将成为管线施工中重要的施工方式。
为保证工程的顺利完成，我公司本着“高标准、高质量、高效益、高速度”的总方针，对工程进行统筹管理，确保实现本工程“四高”的目标。
针对本工程特点，我公司积极开展技术准备工作。
组织工程技术人员以施工重要工序和施工中将会遇到难点为重点进行了大量调研、理论计算工作，结合以往的施工经验，编制了以下施工技术措施、方案。
工程概况：
本工程为小曹娥至临山沿329复线DN800连通管—Ⅰ标，其中穿越龙王堂江及北排江各采用一条DN800PE倒虹牵引管，管道分别长为160米、140米，共计长度为300米；采用牵引施工。
其中穿越329复线道路过路管一条采用DN355PE牵引管，管道长度为75米；采用牵引施工。
二、施工人员配置
根据本工程使用设备的情况,配备二个由10—15人组成的施工班组。
具体的岗位分配及职责如下：
定位及导向岗位—1人。
主要职责：
勘察工地，确定适当的钻机布置、入射角度和高程，确定孔径及分级回扩方案，操作定位及导向仪器，发出调整钻孔轨迹的指令，并与钻机机长交流这些决定，记录导向数据。
钻机机长（或班长）—1人。
主要职责：
准备和配置钻具，操纵钻机，与导向人员交流钻进情况，设定机组的进度计划和工作状态，管理机组人员。
这一岗位应由具有专业技师资格的人员担任。
钻进泥浆人员或泥浆工—3人。
主要职责：
掌握整个钻进液的搅拌、净化和循环系统，监视需要的水量，保持良好的水质、调节PH值，按特殊的施工要求调整合适的钻进液成分，使粘度、固相含量、比重等技术指标达到要求。
机械工、电工—1～2人。
主要职责：
监视与维护机械及电气设备的正常运转，出现故障时进行维修，帮助钻进中的所有其它操作。
杂工—4～8人。
主要职责：
帮助进行所有的钻进操作，包括操作钻杆、监测泥浆池、搅拌泥浆、供应水、操作重型设备以及缆线的连接。
三、施工程序
牵引管（定向钻法）的主要工艺流程如下图：
1、现场勘察
考虑到顶管管线铺设工程需要两个分离的工作场地：
设备场地（钻机的工作区）和管线摆放场地（与设备场地相对的钻孔出土点工作区）。
我公司组织技术人员对现场进行勘察，初步制定管线的走向，对管线所经过的区域遇的困难上报于业主，并对地下管线的勘察收集相关的数据，初步布置施工场地。
2、轨迹设计
每个点位根据设计要求并结合现场收集到的数据,有技术人员设计一条最理想的轨迹，上报于业主。
3、前期准备工作
3.1现场三通一平和防火措施
3.2临时占地、临时通道
3.3根据现场的实际情况来确定出入土点
3.4根据对现场勘察的结果和设计的轨迹线对现场进行放样。
采用经纬仪、水准仪及钢尺等进行测量.
3.5入土端施工钻机安装
4、施工场地及布置
施工场地:
牵引管管线铺设工程需要两个分离的工作场地：
设备场地[（钻机的工作区）（面积20m×15m）]和管线场地[（与设备场地相对的钻孔出土点工作区）（宽10m，长度视拖管长度而定）]。
场地大小取决于设备类型、铺管直径和钻进穿越长度。
a、设备场地安放设备、施工操作需要充足的工作面积。
一般应保证钻进设备周围具有至少大于钻杆单根长度的操作空间，设备上方应无障碍以保证吊放和防止落物。
b、管线场地应提供足够长的工作空间便于连接欲铺设管线。
穿越工程的设计，应尽量设法将欲铺设的管线做到全长度一次性拉入，并尽可能避免水平方向的弯曲,多次回拉连接管线会增加施工风险。
5、工作坑
出、入土工作坑是非常重要的，出、入土工作坑有以下功用：
a、兼作地层情况和地下管线及构筑物的探坑；
b、用作泥浆循环池的组成部分；
c、作为连接与拆卸钻具、钻杆、管线的工作坑；
6、技术工艺
钻进过程分三步：
导向孔、回扩、回拖铺管。
施工工序过程图：
6.1导向孔钻进导向孔是顶管施工的最重要阶段，它决定铺设管线的最终位置。
钻杆按设计的进入点以预先确定的8—20°角度钻入地层，在钻进液喷射钻进的辅助作用下，钻孔向前延伸。
利用弯接头控制轨迹的方向。
在每一根钻杆钻入后，应利用手持式跟踪测量钻头位置，推荐至少钻进每根钻杆应测量一次。
对有地下管线、关键的出口点或调整钻孔轨迹时，应增加测量点。
将测量数据与设计轨迹进行比较，确定下一段要钻进的方向。
钻头在出口处露出地面，测量实际出口是否在误差范围之内。
如果钻孔的一部分超出误差范围，可能要拉回钻杆，重新钻进钻孔的偏斜部分。
当出口位置满足要求时，取下钻头和相关钻具，开始回回扩。
如图所示:
6.2回扩同径铺设时，导向孔完成之后，可直接回拖铺管。
但是，大多数导向孔需要回扩，将孔径扩至能铺设管道。
终孔孔径一般应为管线外径的1.2～1.5倍。
地层情况复杂时，回扩直径越大越好；但是，孔径越大，维持孔壁稳定越困难。
应考虑钻进液和钻屑返回的环空间隙和铺设管线的弯曲半径。
根据要求的终孔直径和土层条件，回扩可一次或多次完成。
如图所示:
本工程铺设管材直径为DN800PE和DN355PE管，需进行分级扩孔。
为防止地面沉降，每一级扩孔壁的厚度，既能排出孔内过多的泥土，又能达到顺利回拉铺管的目的，才能保证铺管之后被挤压的泥土在应力作用下自然回填，使孔内不留下孔隙，地面不发生沉降。
6．3回拖铺管钻孔扩大后，管线可回拉进入充满泥浆的孔中。
准备回拉的管线应在出口一侧连接并进行检测。
钻杆使用一个拉头或拉钩和一个单动接头与铺设管连接，单动接头用于防止管线回转而拧坏管线。
也可将回扩器安装于拉头与钻杆之间，以确保钻孔畅通，回拉时，可向孔内泵入润滑液。
如图所示:
6．3．1回拖前管段和钻具连接完成后，确认合格后方可进行回拖作业，回拖施工应连续进行。
6．3．2管线及封头的熔接：
管线的牵引端安装封头，并在封头上熔接牵引板。
在牵引板与封头熔接时，将牵引板插入封头内两侧熔接，以保证熔拉强度，管线的另一端用盲板封死防止泥沙进入管线内。
如图所示：
拉管和其后的测试试验等工作完成后，应清理管线现场和设备现场。
这项工作包括排除入口坑和出口坑中的钻进液，并回填这些工作坑。
一项有效的施工设计应有下列条目：
准备
——过去施工情况的调查
——设计计算
——进一步确认设计、图纸及计算
——施工地层情况调查
——施工测量
工程实施
——测量入土点、出土点、钻孔轨迹轴线和切点
——钻机场地准备
——管子场地准备
——进场道路准备
——设备和人员调动
——管子卸车
——管子熔接
——压力试验
——减阻试验
——连接拉管头
——熔缝测试
——处理钻杆的过度弯曲
——实施钻进
钻进
——调动钻机和人员
——安放钻机
——准备钻进液混合设备
——钻导向孔
——通过钻杆清洗钻孔
——分级回扩
——拉管
——去掉拉管头
——实施熔缝测试
——实施减阻
——施工配合
——清理施工现场
——撤走钻机和人员或迁移到下一个工地
7、标高控制
牵引管钻机在所施工的工程中,有不少的给水管、给水管之类的工程，而此类工程除能够顺利的完成管子回拖外，更重要的是怎样去控制好管道各处的标高，因为标高控制好与否，关系到管子是否能够正常的使用。
给水管需要精确的控制好管道各处的标高，这不仅需要有精确的仪器，更需要有好的技术人员，我公司采用的Sharewell控向系统，有较高的精确度，能够把误差值控制在±2%，且我公司技术人员实力雄厚，工作经验丰富，能够跟好的去完成本工程。
下面就如何控制好给水管的标高举一例子：
如一段200米长的给水管，示意图如下：
首先用水准仪把A处与B处连一直线，并在地面上描出，因测量仪器只能测出地面到钻进时钻杆内探棒的直接深度，所以需用水准仪在地面描出的直线上设定10-20个点，测出地面上各设定点的标高，使仪器在测量过程中不受地面高低的影响，和更好的控制标高，另外，在施工过程中需控制好左右偏差与坡度。
图中标高相差为1M，由B向A顶进，既在施工过程A处需抬高0.5米，换成仪器上的读数为0.5%，在顶进过程中，控制好此读数，既完成了坡度的控制，倒虹管的标高控制同与给水管标高的控制。
在实际施工过程中，我们每3-4.5米测量一次,以求能够更好的控制标高,及时的纠正左右偏差、深度及坡度，如做好上述步骤，就可以较好的控制好管道的标高。
8、施工设备
8．1钻机采用徐工DDW-500水平定向钻
8．2泥浆系统采用与钻机配套的泥浆系统
8．3导向系统多数顶管技术要依靠准确的钻孔定位和导向系统。
随着电子技术是进步，导向仪器的性能已有明显改善，能获得相当高的精度。
我公司采用的导向系统为“手持式跟踪系统（Sharewell）,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，传输的信号还包括钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度等等。
这些信息通常也转送到钻机附属接收器上，使钻机操作者可直接掌握孔内信息，从而据此做出必要的轨迹调整。
9、管材的选择及熔接安装施工
管材品牌由业主单位指定，管材熔接由厂方负责，下面为管材规格及管材熔接需要注意的几个方面：
9．1管材的选择：
根据设计的要求采用DN355-800PE管
9.2热熔熔接操作规程
熔接场地要有保护措施，以免直接受到日晒雨淋，相对湿度不超过80%。
如果熔接场地周围的环境条件不符合以上规定，就必须在熔接场地人为地创造适宜的条件（如采用加工棚）。
9．3熔接前的准备
熔接前须准备好220V电源,对熔机一台,测温仪一台,铁铲一把,无毛抹布及酒精,电刨一台，液压泵一台。
所使用的熔接设备须要具备良好的技术状况并经认真检查。
被熔接的管材、管件不能有破损，每一个接口要求干净（不得有油、漆、灰尘等）。
熔接操作由具有一定热塑性材料熔接经验，对塑料管道的熔接步骤和参数有详细了解的熔工来承担。
为保证工程高质量、按时或提前竣工我公司配置了6-8个熟练熔工，同时加配一台挖掘机、5吨吊车一辆配合，以加快熔管速度。
9．4具体操作
将两根管材放到对熔机上并固定，通过调节夹紧钳，使两跟管材的熔接段面对齐。
用电刨将管材熔接面刨平，刨平后检查一下熔接面的同心度，最大允许位移量V≤0.1S，且V最大不超过1mm。
用沾有酒精的抹布将两连接管道段面擦干净。
接通电热板电源，当电热板温度达到熔接温度时，继续加热10分钟，使电热板温度均匀。
将电热板放在两根熔管端面之间，把熔管压在加热板上，并使其熔融以消除端面的残余不平面，此时压力为1.0Kg/cm2。
管口熔接面被削平后，挤压力要下降到最小，熔接面几乎不与电热板接触，加热完后，移开电热板，侧向推压管材，管材的熔接面就粘结在一起。
松开夹具，卸下对熔机，用电刨将冷却的融质翻卷刨掉，将套管移至熔口中央均匀放置。
9．5熔接质量的保证
为了保证熔接质量，熔工要完全熟悉熔接工艺参数以及所用的工具，操作过程中要有两人以上，操作要有班长监护，他负责检查熔接工艺规定的精度和允许公差，另外他还负责熔接情况记录，并进行目测检查。
每个管道熔完后都要进行闭水试验，检查管道及每个接口有无渗漏。
四、牵引管管施工过程要点
1、施工前应详细了解施工区域的地下管线情况，防止钻进过程中发生危险。
2、钻进过程中保证定位和导向仪不受干扰，避免钻进方向发生偏差。
3、施工中考虑泥浆池的设置和泥浆的排放，避免环境污染。
五、施工中要说明的几个问题：
1、在导向孔钻进过程中，造斜坡段应调整合适的钻进角度，在到达接管工作坑时，钻杆调整为水平。
在以后钻进过程中按重力管线坡度要求精确控制钻进角度，并保证深度要求。
2、在分级扩孔时，应逐级慢速扩孔，并调整泥浆流量，确保形成良好的孔壁。
3、泥浆配比严格按规程操作，粘度控制在45秒。
4、管道回拖成功后井与管子之间的接口采用厂方提供的止水环连接。
5、因地质情况原因，在管线回拖过程中，如果采用边熔接边回拖，则管线在地下停留时间过长，随着时间的增长，塌孔更严重，可能将管线“抱死”造成穿越失败，给施工带来不必要的损失。
所以在保证熔接质量的前提下应尽可能加快拖拉进度。
6、道路及附属设施的保护工作：
6．1为保护道路路面，钻机在运输转移过程中必须使用40T平板拖车转移，钻机不允许直接在道路上行走。
6．2钻机在装卸过程中，如果钻机履带有接触道路路面的可能，必须使用专用聚乙烯护垫，垫在履带下，保护路面。
6．3工作坑的开挖必须采用钢板桩防护，防止塌方，确保人员、道路、设备安全。
6．4在钻导向孔时必须按图施工，保障钻进深度，由土壤挤压应力回放，填满空隙，防止路面塌陷，确保公路安全。
六、泥浆处理
根据现场实际情况制定以下几个方案：
方案一：
在两个施工场地内，各开挖一个10m×5m×2m的泥浆沉淀池，等泥浆沉淀后在外运。
方案二：
直接把泥浆通过泥浆泵抽至泥浆车，运出施工场地。
拟投入本工程施工的机械设备表
主要机械设备
序号
机械或设备
名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
定额功率（KW）
生产能力
备注
1
液压挖掘机
日立120
2
日本
95
120
良好
2
吊车
20T
1
徐州
97
85
良好
3
吊车
12T
1
徐州
98
66
良好
4
平板车
1
一汽
97
90
良好
5
泥浆泵
2.5
1
徐州
00
15
良好
6
自卸车
15T
10
一汽
00
80
良好
7
潜水泵
1.5
5
宁波
02
5
良好
8
柴油发电机组
64GF
3
上海
10
120
良好
9
顶管钻机
DDW-500
1
北京
06
50T
良好
10
导向仪
Sharewell
3
美国
97
良好
11
探测仪
Cxlaughlin
1
美国
97
良好
12
水准仪
DS3
2
杭州
04
良好
13
槽罐车
10
长春
97
良好
七、工程质量、安全施工及环境保护保证措施
1、工程质量保证措施
导向孔施工之前，对地层条件及原有地下管线进行一次全面调查，彻底查清地下原有管线的具体位置与埋深和孔径，必要时采用管线探测仪探测。
未查清原有地下管线分布情况，未了解地层条件下，设备不得进入现场，工程不得开工。
1.1做好导向孔的地面测量和放线工作，精心操作导航仪，控制
钻进的转速、给进力和水压，使导向孔按照设计的轨迹施工。
1.2扩孔时，精心控制回转速度、回拉力、挤压力、高压力射流
的压力与流量，确保孔壁完整，并使孔内形成一层符合要求的泥桨。
1.3回拉铺管时，管道前部套有管帽，以防止孔内余土进入管内
而影响使用。
1.4本公司将组成精兵强将队伍，设立项目经理部，加强对施工人员
法律、安全教育，严格遵守各项规章制度和操作规程，服从管理人员的指挥，做到安全生产，文明施工。
2、安全施工措施
在施工过程中注意安全，过马路穿警示背心，施工现场做好围护和警示标志，夜间挂警示灯。
施工现场电器安全技术措施
2.1施工现场用电必须符合建设部JGJ46—88标准和有关规定，采用四相五线制配电，严禁三相五线制。
2.2临时用电的布置原则上应架空设置，用干燥木杆和水泥杆子，上设角铁横担，用绝缘线架设。
2.3施工用电管理，操作由取得上岗证书的电工担任，必须严格按操作规程操作，无特殊情况不准带电作业，正确使用个人劳保用品。
2.4有机械设备用电一律采用接地保护和现场重复接地保护，接地线一律入土深度2.5米，采用4×4角铁二根，间距2.5米，接地电阻不大于4欧姆，并联接入地平线，连接牢固可靠，接触良好，接头处电焊Φ10螺栓坚固，绿黄色线作为接地线。
2.5配电线一律选用标准箱，挂设高度为1.4米，箱前及两侧1米内不准堆物为工作面，门锁应有效，配电箱应作统一编号，并有检查保养记录卡，每十天一次，按规定做好重复保护接地。
2.6电箱的距离不大于30米，做到一机一闸一保护。
2.7下杆箱进线，应设塑料管子作滴水弯，引出线应分清。
2.8像电器设备设置照明开关箱、配备三相五线制，插座并在上方安装漏电保护开关、移动电器和灯具一律用绝缘良好的橡胶软线，无接头、无损坏、无碾压现象。
2.9各箱内应明显分开“动力”、“照明”、“单相电器”、“电焊”等使用插座熔断器。
2.10做好各项防雷工作。
3、环境保护措施
3.1在施工带以外，不准随意砍伐，推倒和轧压树木和植被
3.2凡受到施工车辆、机械破坏的地方都要及时修整，恢复原貌。
3.3施工作业中的废弃物等每天回收，施工期间产生的污油、污水等废液以及管道投产清管作业产生的污物，用专用回收装置回收，集中送到垃圾站处理，不准向河流或其他地方乱扔或倾倒。
3.4减少噪声扰民，有条件时，可使用外电用电源，尽量不用自带发电机，也可经业主审批后采用建隔音壁的方法，使施工噪声与居民隔离，减少对当地居民的影响。
3.5在施工中，保持现场整齐、有序，处置好施工机械和多余的材料，及时把现场的废料、垃圾或不再需要的临时工程清除运走。
随着施工设备的移动和工序的变化，及时移动配合工序施工的设备、设施，比如防风棚等。
3.6工程完工时，除为保证试运行及保修期而配备的施工机械、材料和临时工程外，其余的施工机械、材料、垃圾和各种临时工程，应在交工验收前运走，保持该部分现场和工程清洁整齐，达到使监理满意的使用状态。
小曹娥至临山沿329复线DN800连通管
—Ⅰ标
牵
引
管
施
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编制人：
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余姚市舜水建设有限公司
2014年11月
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