2013过河拉管方案
-
河河口拉管施工方案
一、工程概述
1
、工程概况
由我单位承建的电力管道工程，
#165-#166
两井段需
穿越跨沙子
口河，
管道形式为
DN63
0dn200
³
24
孔集束管，
管材为电力专用
PE
套
管，焊接采用热熔机连接。
根据现场情况，
决定采用水平定向钻进行非开挖施工。
该集束管
分三次
进行穿越，每次穿越
8
孔，共
24
孔。管线在河下的埋深不小
于
3
米，待铺管线一次性焊接，一次性回拖。该地段土质为细砂，扩
孔、拉管过
程中要控制好泥浆配比，并时时监测。
2
、工期安排：计划工期为
20
日历天。
3
、质量目标：确保合格工程。
二、施工组织部署
1
、施工前准备工作
1.1
人员组织准备
项目部内明确分工，各负其责，责任到人，以确保本工程按期完
成。同时选择施
工素质高、技术全面的施工队伍进入现场。
1.2
技术准备
（
1
）组织工程施工技术人员参与设计单位、建设单位的施
工图
会审和企业内施工技术交底，
了解施工特点和技术要求，<
/p>
熟悉施工操
作规程和各项技术数据。
（
2
）根据敷设管道的管径尺寸，计算出管道孔的扩孔次数和每
次回扩所使用的回扩器的规格
。
（
3
）根据钻机操纵手册和导向仪的控制、精度要求，制定出详
细的技术交底。并向施工作业人员进行底。
（
4
）与钻机操作手共同制定出管道中线和高程
的控制数据和纠
偏措施。
1.3
机械施工组织准备
根据现场条件，
详细计算好所需投入的机械设备，
在可能的条件
下，尽量采用机械化施工。
提前做好各机具的检修
工作，并及时对所
缺的个别机具练习外租。
1.4
材料准备
熟悉图纸的同时，
预算员提供较准确的材料品种和数量，
根
据工
期安排，合理计划材料进场时间。并尽早安排好预制构件的制作。材
料进场后必须堆放整齐，水泥等材料应注意防潮。
2
、施工部署
2.1
本工程属于新建工程，工期较短，应充分利用时间和空间合
理安排平行施工，选派足够的劳动力和机械设备，拓展工作面，保证
检查井与拉管平
行施工。
2.2
针对工程施工过程中
发生的意外漏水、冒水现象，现场预备
2
台抽水设备，确保进度
计划的实现。
2.3
根据检查找出计
划于实施的差距，采取相应的措施对施工进
度进行调整。可采取加班、多个班组作业的形
式实现预定计划。
2.4
做好进度、
质量、安全检查记录。
三、各分部分项工程的主要施工方法
1
、主要工序的施工工艺及措施
技术交底→现场勘察→导向孔轨迹设计→开挖工作坑→机械安
装→调
试→钻机导向回扩成孔→下管拖管→机具设备清理→砌井、
回
填
、夯实。
2
、现场勘察
现场勘察资料一方面是导向孔轨迹设计的重要依据，另一方面也
是决定施工难易程度、
计算工程造价的基础。
现场勘察包括地表测量
< br>和地下勘察两部分，勘察资料必须精确、可靠。
2.1
地表测量
地表测量主要是对管线工程周围地形进行测量，先按施工区域地
形及路线范围初步定
出钻孔中线和地表走向，
测量中心线地面的标高
或相对高度，<
/p>
根据要求的铺管深度初步确定导向孔造斜长度、
入射点
位置、铺管长度、下管位置。另外还应考虑施工用的钻机、泵站等设
备放置
操作所占用的场地和空间。
2.2
地下勘察
地下勘察包括地下原有管线及设备的勘查和土壤的勘查。
1)
地下原有管线及设施勘查
河道两侧地下往往有污水管、自来水管、电缆、通信电缆等，有
时纵横
交错，
有些地方甚至还有基础或人防工程等。
导向孔设计时都<
/p>
应避开这些设施，
并保持距这些设施一定的安全距离。
了解相关部门
的管线资料、
查找现场原有的井盖等
标志、
测量管线深度将有助于确
定管线的准确位置。
对于金属管线或电缆线可用管线仪对其进一步验
证。
2)
土壤调查
< br>对定向钻进穿越土壤的调查，
包括调查钻进技术、
土壤力
学参数
及对颗粒尺寸分布曲线的分析。
土壤调查的目的是为了获
得土层的全
面的详细资料、不同土层之间的边界位置和特殊物理性能。
< br>
3
、导向孔轨迹的设计
导向孔轨迹设计是在管线剖面图的基础上，
设计出钻孔的最佳曲
线。钻孔曲线越简单越好；弧型部分曲率半径越大越好。
下面介绍钻孔轨迹角度值的取得原则。
入土角和出土角应分别在
6
°至
15
°之间
（取决于欲铺设的工作
管直径等
）
。
所铺管的允许最小弯曲半径可以
用下列公式计算。
然而，
为了易
于铺管
，最小弯曲半径应尽可能大。
Rmin=206
²
DA
²
S/K
(m)
Rmin
—最小弯曲半径
（
m
）
206
—常数
（
Nm/mm2
）
DA
—管材的外径
（
mm
）
S
—安全系数
K
—管材的屈服极限
<
/p>
（
N/mm2
）
入土点或出土点与欲穿越的最近障碍物之间的距离（例如道路、
沟渠等）至少应为
5m
。
与水体的最小距离至少应为
5
—
6m
，以保证不发生泥浆喷涌。
4
、现场准备
与传统的铺管方法完全不同，定向钻进只需要很小的施工场地。
场地大小取决于钻进长
度、
工作管直径和所钻地层情况。
定向钻进穿
< br>越工程需要两个分离的工作场地：设备场地（钻机的工作区）和工作
管场地（与设
备场地相对的钻孔出土点工作区）
。
1)
设备场地
对于本穿越工程来说，设备的工作场地约为
5m
³
10m
，安装钻机
的地基必须平整、
坚实，
必要时应用混凝土对钻机前支点处的地基进
行
加固。
安装钻机时应保证钻机导轨中线和设计导向孔轨迹在同一垂
直面上，
导轨和水平面夹角与设计的入射角一致，
机上钻杆与
地面交
点在设计的入地点上。
2)
工作管场地
管材的工作场地一般应离出土点约
10m
左右，
而宽度约为
3
—
5m
。
在施工时，
应尽量设法将欲安装的管线做
到以全长度一次拉入，
并尽
可能避免水平方向的弯曲。
5
、
施工人员在进驻
工地后，
首先要参照现场认真研究图纸内容，
并参照所有调查及
勘测结果，
确定施工方案，
然后确定检查井位置
（工
作坑）及钻机下钻位置，根据设计高程进行导向，回扩孔径至合理大
小进行拖管。
特别是开挖的工作坑要根据土质情况，
< br>是否要求支护以
防塌方。开挖完毕，将基坑采用彩钢板围护，并在施工范围悬挂红
灯
示警。
6
、钻机主要工作过程
安装钻机，
钻机进入指定位置后，
按钻进曲线设计中心线固定钻
机，并压入锚桩，连接上水管线，
泥浆管路。安装导向钻头，导向仪
引导钻头钻进（根据设计高程）
，钻头出口处挖工作坑。
7
、安装调试
1)
钻机进行施工前试运转，检查各部分是否运转正常
2)
钻井液（俗称泥浆）混配及使用：
a
、加入混配泥浆的水，要求
ph
值大于
7
且无可见杂质。
< br>
b
、化学泥浆、膨润土、化学添加剂应根据现场土质状
况进行调
节混配，并在充分混合后再进行使用。
8
、钻进及回扩
1
）钻导向孔及回扩
采用步行追踪的方式，
按照设计钻进曲线控制钻孔，
随
时监测钻
进方向、深度、钻头板状态、信号棒温度，并与司钻手保持联系，钻
进
/
回拖时严禁钻杆逆时针（往钻进方向看）旋转
。如果出现由于施
工现场电磁干扰太大而无法准确控向的情况，
则采用有线控向进行导
向。导向孔钻进过程必须进行旁站监理，并对钻进轨迹进行签证。
钻
头到达出口工作坑，钻进工作完成，但是孔径还没有达到铺设要求。
< br>本工程拟多次扩径，用
Ф
159mm
< br>钻头回扩第一遍（用泥浆量每方水
50Kg
）
，用
Ф
273mm
钻头
回扩第二遍（用泥浆量每方水
50Kg
）
,
如此
类推，直至孔径满足要求（通常情况下，扩孔直径达
到铺管直径的
1.5
倍即可拉管）
，然
后用清孔器清除孔内泥浆。
具体操作为：卸下钻头，在钻杆
尾端连接孔径
159mm
的回扩头，
回
扩头后面再连接钻杆，开动钻机旋转、回拉扩头进行扩径。回拉过
程中必须不断加接钻杆
，
始终保持钻杆不能没入孔洞。
扩头回拉到达
< br>接驳坑，
在接驳坑卸下
159mm
的回扩头，
再在出口工作坑的钻杆尾端
接上
< br>273mm
的回扩头，
如此类
推。
（特别说明：根据
PE
管的外径大
小，选择钻头尺寸大小，直至合适、合理为止）
，拉管时每节<
/p>
PE
管都
拉到指定位置，拉管结束后，所
有机具设备应及时进行清理、检修并
分类堆放。
2
）回拖力理论估算
F=
（
P
0
< br>L-P
1
）
*f*a
F
——管壁与孔壁间的摩擦力（
KN
）
F
——土与管壁间的
摩擦系数（
0.2-0.6
）
P
0
——管子每米长的重量
< br>
P
1
——管子所受的浮力
L
——铺管长度
P
0
=
Ⅱ
/4
（
D
2
-d
2
）
*1*0.
91*10
3
*9.8*n
D
——管子外径尺寸（
m
）
d
——管子内径尺寸（
m
）
n
——一次回拖的管材根数
a
——安全系数（
1.2-1.5
）
以上计算公式中，
因整
个过程管材受力较复杂且不断变化，
会受
诸如：管材、壁厚、土
质、土层间隙、土层含水量及渗透性、泥浆原
料、泥浆浓度、
导
向孔曲率半径等等因素影响而出现不同的情况。在
实际应用中，应初步估算，适时修正。
才能顺利完成施工。
泥浆采用膨润土、聚合物、润滑剂及添加剂混配的防沙体系。
3
）泥浆用量估算
估算公式：
V=
（Ⅱ
/4
）
*
（
D2-d2
）
*L*
系数
T=t*V
说明：不同孔径的泥浆用量应累加
符号说明：
V
——需要泥浆体积（立方米）
D
——大回扩器的直径（米）
d
——小回扩器或导向孔的直径（米）
，
注：在用同一直径回扩器
进行多次回扩时，取
d=0
L
——从入土点到出土点的穿越长度（米）
系数——
1.5
至<
/p>
3
（根据土质、管径、长度、回扩次数等选用）
< br>
T
——化学泥浆添加剂总用量（
kg
）
T
——每立方米水中加入的化学泥浆添加剂参考用量（
kg
）
9
、注浆和泥浆的处理
在钻杆回拉扩径的过程中，
必须通过钻杆注入膨润土浆，
以减少
摩擦，
降低回转扭矩和回拉阻力，
< br>同时膨润土浆还有固壁防止孔洞塌
土、冷却钻头的作用。更重要的是通过旋转回扩
头切削下来的泥土，
会溶融在膨润土浆里，形成泥浆，流到出口工作坑的集浆坑里。集浆
坑里放设泥浆泵，把泥浆抽到泥浆池。
10
、管道焊接及回拖
1
）管道焊接
a
、热熔连接前、后连接工具加热面上的无污物应用洁净棉布擦
净。
b
、热熔连接加热时间和加热
温度应符合热熔连接工具生产厂和
管材、管件生产厂的规定。
c
、热熔连接保压冷却时间，不得移动连接件或连接件上不得施