定向钻(拉管)施工方案

11编制依据1.1编制依据（1）阜阳市泉北污水处理厂一期工程配套管网-北京路污水管道工程图纸；（2）北京中路工程地质勘查报告；（3）北京中路施工技术调查报告；（4）设计交底及图纸会审答疑；（5）实施性施工组织设计；1.2编制原则认真贯彻执行国家方针、政策、标准和设计文件，严格执行基本建设程序，实现工程项目的全部功能；全面履行工程合同，满足建设单位要求，有效的集中施工力量，按期完成；按照工序关系，合理安排施工顺序，统筹考虑。2工程概况2.1工程简介阜阳市北京路污水管道施工，西起古泉路，东至太和路，分三段排水区域，分别为：古泉路至界首路以西接入古泉路污水干管；界首路至老泉河接入界首路污水干管；老泉河至太和路接入太和路污水干管。污水管为双侧布管，干管管径为DN500与DN600，支管管径为DN400。管材采用PE给水实壁管，施工方式采用水平定向钻施工，其中DN500管道长3277.5m，DN600管道长1070m，DN400管道长339m。2.2设计概况本工程全线污水管道采用定向钻施工，管材采用PE给水实壁管，PE100级公称压力0.6Mpa；附属检查井均采用砖砌污水检查井，内外均抹灰，井盖及井座采用树脂复合材料，踏步采用灰口铸铁踏步。2.3计划工期本单位工程计划工期95天，具体开工日期以业主开工令为主。22.4主要技术标准及规范（1）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；（2）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；（3）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；（4）《埋地用聚乙烯（PE）结构壁管道系统-聚乙烯缠绕结构壁管材》（GB/T19472.2-2004）；（5）《埋地聚乙烯排水管道工程技术规程》（CECS164:2004）；（6）《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》；（7）《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ101-2004）；（8）《给水用（PE）聚乙烯管材》（GB/T13663-2000）；（9）《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008；2.5自然条件2.5.1地形地貌拟建场地位于阜阳市城区西北部，微地貌单元属老泉河漫滩，现场地地形略有起伏，现有道路两侧原有多条水沟及池塘，现在均为绿化带和人行道，孔口高程（黄海高程）为28.17～31.76米，高差3.59米。2.5.2地基土层构成及特征根据钻探揭露地层及土工试验成果和原位测试数据分析，场地地基土层自上而下可分为如下3层：第1层，杂填土（Q4ml），层厚0.70～2.60米，平均厚1.06米，层底高程26.78～30.06米，平均28.73米，灰～灰黄色，湿，土质软弱，均一性差，含建筑垃圾及生活垃圾，局部为素填土，主要成分为黏土及粉土，高压缩性。第2层，黏土夹粉土（Q4al），层厚1.10～8.30米，平均厚4.64米，层底高程20.49～27.04米，平均24.13米，灰～灰黄色，湿～很湿，黏土，软～可塑,局部流塑，切面光滑，无摇振反应，干强度较高，韧性较高，高压缩性；粉土，很湿，松散～稍密状态，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，高～中压缩性。3第3层，黏土（Q3al），本次勘察未揭穿此层，最大探明厚度8.40米，至高程17.67米，灰黄色，湿，可～硬塑，切面光滑，无摇振反应，干强度较高，韧性较高，中压缩性。2.5.3地下水条件（1）地下水类型及补给：钻孔揭示的地下水为潜水，主要由大气降水下渗补给，排泄以大气蒸发为主，并与地表水侧向互补。（2）地下水位：勘察期间测得钻孔中稳定水位26.13～27.66米，平均26.82米，水位埋深1.90～2.00米，平均埋深1.95米，水位随季节变化，冬春季节水位低，夏秋季节水位高，变化幅度在地面下1～4米。（3）腐蚀性：根据区域水文地质资料，地下水以HCO3—-Ca2+型为主，地下水对混凝土具微腐蚀性。2.6施工条件场地：本工程施工场地部分位于北京中路两侧的人行道或绿化带内，部分位于商铺或门面内，目前，征地拆迁问题尚未解决，仅污水管道部分主干管可供施工。道路：施工场地位于既有道路（北京中路）两侧，交通便利。水源：由于施工地段地下水位较高，施工用水采用就地打井取水，出水量可满足施工需要。电：施工用电部分由配电箱接入，部分由发电机提供，目前沿北京中路已安置配电箱6处，可供用电接入，配备30KW发电机2台。2.7主要工程数量主要工程数量详见表2.7表2.7主要工程数量表序号项目名称技术参数单位数量备注1DN600PE管公称压力0.6Mpa,原材料级别采用PE100级，满足最大回托拉应力12MPam10702DN500PE管公称压力0.6Mpa,原材料级别采用PE100m3277.54级，满足最大回托拉应力12MPa3DN400PE管公称压力0.6Mpa,原材料级别采用PE100级，满足最大回托拉应力12MPam3393工程重难点分析3.1工程重难点（1）管道上浮根据定向施工工艺，管道在拖拉过程中由于管道内空且比重小于泥浆比重，管道始终悬浮于孔道上部，造成拖拉力过大或高程偏差超过规范要求。（2）路面沉降根据本工程所处地质条件，该施工区间土质为粉质粘土，且地下水丰富，极易出现孔道塌方等，造成路面塌陷。3.2应对措施（1）管道上浮应对措施①根据现场地质条件，调整适宜的泥浆。②严格控制定向钻扩孔孔径。③在扩孔施工完成后，尽可能及时进行管道拖拉施工。④拖拉时严格控制拖拉速度。⑤焊接管道时预留足够长度，使管尾露出地面，且不封口。在拖拉施工过程中，自管尾向管道内注入清水，增加管道自重，避免管道上浮。（2）路面沉降应对措施PE管道拉通后，为避免路面塌陷，及时采用压密注浆加固法施工。压密注浆分单液注浆和双液注浆，根据土质情况及需达到的效果进行浆液选定。本次注浆选定如下：A液：水/水泥=0.75～1.5：1B液：水玻璃：35～40Be′外加剂：缓凝剂/水泥：2～3%；单液注浆采用A液，双液注浆采用A液和B液的混合浆液，双液浆的5配合比为A液：B液=3：1。4施工进度计划4.1施工任务划分4.1.1施工区段划分根据定向钻施工工艺要求、现场实际情况和地质情况将作业段划分22段，其中，古泉路~界首路污水干管分为9段；界首路~老泉河污水干管分为3段；老泉河~太和路污水干管划分为10段。具体作业段划分见表1。表1施工区段划分表序号部位区段规格长度（m）备注1古泉路~界首路北侧：BW1~BW9、BW9~BW16、BW16~BW23、BW23~BW29DN500905.01南侧：NW1~NW8、NW8~NW14、NW14~NW21、NW21~NW28DN500887.99过路：BW2~NW1DN50058.52界首路~老泉河北侧：BW30~BW36DN500214南侧：NW29~NW36DN500224过路：BW34~NW33DN500573老泉河~太和路北侧：BW37~BW42、BW42~BW49、BW49~BW55、BW55~BW60、BW60~BW65DN6001023.47南侧：NW37~NW43、NW43~NW50、NW50~NW56、NW56~NW63DN500922.31过路：BW62~NW62DN60046.54.1.2施工任务划分施工任务划分见表2。6表2施工任务划分表序号外协队伍施工区段长度（m）备注1施工1队BW1~BW9、BW9~BW16、BW16~BW23、BW23~BW29、BW30~BW361119.012施工2队NW1~NW8、NW8~NW14、NW14~NW21、NW21~NW28、BW2~NW1、NW29~NW36、BW34~NW331227.493施工3队NW37~NW43、NW43~NW50、NW50~NW56、NW56~NW63、BW62~NW62968.814施工4队BW37~BW42、BW42~BW49、BW49~BW55、BW55~BW60、BW60~BW65、1023.474.2施工进度计划施工进度计划详见附图1：北京中路污水管道施工横道图5施工工艺技术5.1施工准备（1）管材准备进场的PE管材的公称压力、强度及环刚度必须满足设计要求，管材进场后将管材供应厂家的资质和管材的出厂合格证及厂家检测报告向项目监理部报审，经项目监理部审批同意后才能用于本工程。管材的外观颜色应一致，内壁光滑平整无毛刺、无划伤等缺陷。管材外壁应有统一的标识（生产企业、产品名称、公称直径、环刚度及生产日期等）。（2）轨迹设计1）平面轨迹严格依据设计图纸，现场测量放样出设计污水管道平面位置及相应检查井位。2）立面轨迹7钻进前根据设计图纸要求的管道内底标高和相对应的原地面标高先计算出钻杆应达到的深度来为定向钻孔轨迹提供依据。定向钻孔轨迹线段由斜线段、曲线段、水平直线段（与管道排水坡度一致）等组成。入土造斜段与管道直线段之间及管道直线段与出土造斜段之间，由曲线段连接，该曲线段必须符合以下要求：①曲率半径大于钻杆最小允许曲率半径；②曲率半径大于管材最小允许曲率半径；造斜段水平距离一般取管道埋深的8~10倍，根据现场实际情况选取适当入土点位置，入土角度不超过15o。出土点作为管道拖拉时的进口位置，出土角应小于入土角使管道更加平顺入孔，减少拖拉阻力。（3）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。标高控制测量时，以现场控制桩位标高引测水准为准，导向测量为主指导钻孔时的标高。8（3）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。本工程按以往施工经验和对类似地区地质情况的了解，配置钻进液。钻液由水、膨润土和聚合物组成。水是钻液的主要成份，膨润土和聚合物通常称为钻液添加剂。钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。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%。根据以上理论，本工程的钻液配合比初步确定为：膨润土20%，转液宝1%，水75%，2%膨润土重量的烧碱。5.2工艺流程5.2.1工艺简介利用用比钻杆外径略大的箭咀式小钻头打导向孔，钻杆从地面钻入，地面仪器接受由地下钻头内传送器发出的消息，控制钻头的方向和深度，钻成准确的定位导向孔。再利用导向孔，反向回扩，回扩时只将设计孔径内的原状土搅碎。最后利用清孔设备清出孔道内泥土，形成安管的通道。在钻进先导孔和扩孔时注水润滑钻具，扩孔搅碎孔内原状土时，要将孔内土搅拌形成塑性泥浆，在清孔时借助于机具的挤压，在孔壁上形成光滑的一层护壁泥皮，用以平衡孔道内的固岩压力，最终造成稳定光滑的安管通道。孔道成型后利用拉力机将管节拖拽入孔道内，完成安装工作。5.2.2工艺流程定向钻施工工艺流程详见图5.2.2。9图5.2.2定向钻施工工艺流程5.3施工方法5.3.1导向坑开挖开坑前要认真调查了解地上地下障碍物，以便开坑时采取妥善加固保护措施。工作坑或接收坑开挖的深度，依据管道高程、所用扩孔钻机尺寸，以及砼垫层的厚度计算确定，施工时用水准仪测量控制。泄压坑设置在检查井位置，深度由所选的检查井深度