水平导向钻进法施工方案

第一节水平导向钻进法施工方案（一）准备工作不开槽管道施工的关键是做好导向孔曲线的设计和地质勘察，导向孔的设计和施工受许多因素的制约，其中最主要的是施工现场的地上和地下条件，地上条件包括地形，地貌以及周围建筑物、道路、河流等：地下情况包括原有地下管线、地下水和地质结构等。现场勘察内容包括：原有地下管线及设施的直径和埋深，原有电缆线路的走向等情况，并在地面作好标记，穿越地层的土质类型、含水量、透水性。为了使施工过程中尽量不给交通安全、城市环境及周围群众正常生活带来影响，在不影响正常施工的前提下在施工现场周围(即出、入口和泥浆池周围)用挡板加以保护和隔离。（二）导向孔钻进1准备工作完成后，根据施工图纸确定每孔拖拉管线长度（150-180米），并确定钻机定位，本路段污水管道入土口的沥青路面上入、出工作坑（钻孔引槽）位置，钻孔引槽尺寸根据污水管埋深确定，本路段引槽尺寸为1.2米宽*4米。2中间天窗井为3米*3米（本工程中各污水检查井距离在40-60米左右，故利用中间污水检查井作为中间工作井），用切割机对沥青路面进行规则切割后，用挖掘机油压镐破碎挖出钻孔引槽及中间天窗井。本路段牵引管施工多余泥浆在钻孔、扩壁的同时罐车清运。3按照ABP软件设计图开始施工。尽可能缩短钻进路径的长度，减少钻进和回扩、回拖时间。4利用导向钻机及导向仪，通过检测和控制手段使导向钻头按设计轨道钻进。5钻机应运转并调整好适合本次施工的参数，按设计曲线要求钻导向孔，在穿越曲线上每隔4.5米设数据控制点，以此控制导向孔不偏离设计曲线。（三）回扩孔1导向孔钻进完毕后，卸掉钻头及控向系统，安装上回扩器进行预扩，根据我公司的经验，本次扩孔采用逐渐增大扩成孔，扩孔器的规格为Ф350、Ф450、Ф550、Ф650、Ф750。2为了使扩完的孔成型较好，扩孔速度不能太快，扩孔时间应大于3分钟/根，泥浆粘度保持在45-50秒之间，泥浆量保持在孔内充满足够泥浆。（四）敷设管线1将最后一次扩孔的回扩器接上待铺管道，最后用钻机将管道拖入洞中，在钻机拖管入洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管道和孔壁的泥浆，一次性敷设成功。2扩孔完成后进行管道回拖作业，扩孔完成至管道拖拉的时间不应超过2小时。3PE管的焊接将要连接的两根管子保持水平状态，并清除其表面的杂物，将电热熔带及锁紧扣带放在管道连接部位并用夹钳把锁紧扣带扣紧，然后把热熔机与电热熔带相接，设定加热时间后启动热熔机(绿灯亮)，当热熔机的红灯亮时电热熔过程完成。4关掉电源，再一次用夹钳扣紧锁紧扣带并保持一定的冷却时间(约15min)，冷却后松开锁紧扣带。5如此类推将管道焊接成需要敷设的长度，为拖管做好准备。6PE管道的加固：回拉管道过程中要牵引的管线很长，为了保证在牵引过程中不会出现拉断管和因泥浆排出不及时而压扁管的情况，在回拉前要作以下处理：利用PE比钢管内径小两档，在PE管外部用钢管进行护管。7在钢套管外部绑上钢筋，技术处理如下：7.1顺管外沿用4根6号钢筋紧抱管两端，管中央则用1根8号钢筋拉住管两端，在管外围每隔10m采用6号的钢筋环形抱住外沿的4根钢筋，确保拖管的整体性，防止断管。7.2为了保证这5根纵向受力钢筋能够整体受力,将钢筋都焊接在封板上，8号钢筋与封板用玻璃胶封口，防止漏水。7.3分别在A、B点开挖一深坑，让泥浆自由流到坑里，并用泥浆泵抽出。8PE管接头焊接8.1管道连接采用对接熔化焊接头，该接头由管材与同材质的管件熔合组成，与母材同材质、等强度，焊接形成的翻边具有良好的加强作用。但内翻边会减小管道的实际流通直径增大介质的流动阻力。8.2对接熔化焊接头施工工艺：8.2.1清理管端8.2.2将管子夹紧在熔焊设备上，使用双面修整机具修整两个焊接接头端面。8.2.3取出修整机具，通过推进器使两管端相接触，检查两表面的一致性，严格保证管端正确对中。8.2.4在两端面之间插入210℃的加热板，以指定压力推进管子，将管端压紧在加热板上，在两管端周围形成一致的熔化束(环状凸起)。8.2.5一旦完成加热，迅速移出加热板，避免加热板与管子熔化端摩擦。8.2.6以指定的连接压力将两管端推进至结合，形成一个双翻边的熔化束(两侧翻边、内外翻边的环状凸起)；熔焊接头冷却至少30min。8.3加热板的温度必须由焊机自动控制在预先设定的范围内。8.4如果控制设施失控，加热板温度过高，会造成溶化端面的PE材料失去活性，相互间不能熔合。8.5良好焊接的管子焊缝能承受十几磅大锤的数次冲击而不破裂，而加热过度的焊缝一拗即断。（五）注浆1泥浆的使用和造浆根据本工程地质勘察报告管线所在土层的性质，在扩孔时采用清水造浆。2扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力，同时还有很好的润滑能力，减少阻摩力和扭矩，其基本配方为：3-5%预水化钠基膨润土+0.2%化学泥浆，施工用水pH值应控制在6-8。3在钻机拖管入洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管道和孔壁的泥浆。在工程施工过程中如果土质情况有变化，泥浆配方作应用调整。（六）标高保证措施1在整个工程施工过程中，标高问题贯穿始终，也是重要的技术参数，因此本公司将施工质量中标高的控制放在首位。2为确保工程质量，着重承诺：严格按照国家有关标准施工、服务；工程移交前，经确认工程质量100％合格后交付建设单位。3采用DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统，该系统包括地面接受器及遥显，地面接受器通过接收钻头内无线探棒发射的信号，探测钻头的具体位置，遥显上显示钻头钟面值及温度和接受器探测的钻头深度；钻机操作人员根据接收器探测结果，在导向人员指挥下，对钻头偏离设计轨迹及时进行调整，确保钻头沿设计轨迹钻进。4在设计施工曲线时，每隔4.5米在该处地表点测量该点的标高并标示出，要求测量前先清除地表杂物。5仔细清查钻进轨迹中的地下管线情况，掌握地下管线的埋深、管线材料，根据实际情况编制施工方案。6导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度；7精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置；8导向孔每4.5米测一次深度，如发现偏差应及时调整，以确保导向孔偏差在设计范围内；9司钻应严格按照测量员的指令进行操作。我公司从事非开挖工程时间比较早，有一套完整的施工经验，能对遇到的各种复杂情况作出准确的判断和处理。从而保证在施工过程中能按照设计的标高进行钻进和回扩管子。（七）工程检查验收1每道工序完成以后，有施工班组进行自检，再经过技术员同意后才能进入下一道工序；2管线铺设完工后，由贵方进行验收，并填写竣工验收表。（八）定向钻进施工技术要求1、导向孔1导向孔钻进一般采用小直径全面钻头，进行全孔底破碎钻进。在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构。在钻具内或紧接其后部位，安装有测量探头。2钻进过程中，探头连续或是间隔叶测量钻孔位置参数，并通过无线或有线方式实时地将测量数据发送到地表接收器。3操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。2、回扩1导向孔完成后，必须将钻孔扩大至适合生产管铺设的直径。2一般，在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉进行回扩，在其后不断地加接钻杆。3根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况，回扩可一次或多次进行。3、回拉1回扩完成后，即可拉入待铺设的生产管。2管子最好预先全部连接妥当，以利于一次接入。3当地层情况复杂，如：钻孔缩径或孔壁垮塌，可能对分段拉管造成困难。4回拉时，应将回扩钻头接在钻杆上，然后通过单动接头连接到管子的拉头上，单动接头可防止管线与回扩钻头一起回转，保证管线能够平滑地回拉成功。5钻进液／泥浆5.1定向钻机采用泥浆作为钻进液。5.2钻进液可冷却、润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和回拉时润滑管道{还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。5.3常用的钻进液／泥浆是膨润土和水的混合物。5.4导向孔施工完成后，泥浆可稳定孔壁，便于回扩。5.5钻进岩石或其它硬地层时，可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。4、轨迹设计参数（1）覆盖深度1完成岩土勘察，确定了穿越的轨迹，就可确定穿越的覆盖深度，需要考虑的因此包括钻孔施工对地面道路、建筑物或河流的影响，以及对该位置已有的管线的影响。2推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终回扩直径的6倍以上。3在穿越河床时，应在河床断面最低处之下5M以上。（2）入、出土角18～20度的入、出土角适用于大多数的穿越工程。对地面始钻式，入土角和出土角应分别6度至20度之间。2对坑内始钻式，入土角和出土角一般应采用0度或近似水平。（3）辅助参数1入土点或出土点与欲穿越的第一个障碍物之间的距离应至少大于3根钻杆的长度。2与水体的最小距离应至少为5-6M，以保证不发生泥浆喷涌。3从钻进技术方面考虑，第一段和最后一段钻杆柱应是直线的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆柱的长度应至少为10m。（4）钻孔轨迹控制钻进导向孔时，每2～3m进行一次测量计算。在这些测量计算的基础上作出钻孔轨迹图。还可应用测控软件进行轨迹控制。弧形导向孔轨迹（九）管道焊接施工方案1测量放线1.1交接桩及测量放线1.1.1交桩及测量放线前应备齐以下各项必要的工具及现场标志物：1）备齐交接桩记录及施工标准规范。2）检查校正所用测量仪器：全站仪、经纬仪、水准仪等。3）备足木桩、花杆、红旗和白灰。4）备齐定桩、撒灰工具、斧头、木锯和其他用具。5）野外施工用车辆准备。1.1.2工程施工前由业主或监理单位组织设计人员进行设计交底，并现场交桩，做好相应的原始记录，对丢、缺的控制桩和水准基标由设计单位恢复后方可交桩，交桩后发生丢失由施工队在施工前根据定测资料采用测量的方法予以恢复。1.1.3测量施线应由参加接桩的测量技术人员主持，测量前对全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器进行校定，仪器必须经校验合格且在有效期内方可使用。1.1.4应根据施工图及施工需要，按图纸上的入土点及出土点坐标放出管线中心轴线；在入土侧，应根据占地长度、宽度，放出施工场地边界线，并标志出设备/材料/机具及其拉运车辆出入场地路线及地点；在出土侧，应根据管线中心轴线、占地宽度、预制作业带跨度（14m）和长度（为穿越管段长度加50m），放出管线组装场地边界线和泥浆池占地边界线，并标志出运管车出入场地路线和地点。1.1.5施工作业带清理根据测量放线成果定出作业带范围，作业带宽为14m，长度为穿越管段长度加延长50米。2布管、清管作业2.1布管2.2布管准备2.2.1为保证安全和保护管口，当采用管端形式吊管时，要采用专用吊杠和尾钓，以保证钢丝绳与管子夹角大于30°。布管平面布置图2m2m施工作业带边界施工作业带边界布管中心线2.3清理管口a)管内无污物；b)管端内、外20毫米范围内管口完好无损、无油污、无锈锈、毛剌等。c)检查管端10毫米范围内原钢管的焊缝余高打磨掉，并平缓过渡。准备好清理管口的器材、工具，如汽油、棉纱、灰板、锉刀、角式磨光机、电动钢刷、半自动切割机。2.4清管2.4.1测量管周长作好组对级配。2.4.2当管内有泥污和杂物时，应换好干净的软底鞋（解放鞋、球鞋）进入管内，用棉纱、笤帚将管内清扫干净。2.4.3用棉纱、汽油、纱布清除管端内、外20mm内的油污，用角式磨光机修磨坡口及用电动钢刷清除管口内、外20mm范围内的铁锈、污垢。2.5坡口检查和修理坡口质量的检查:当采用钢管制造厂加工的V型坡口时应符合设计和施工规范要求:a）端坡口不得有机械加工形成的内卷边。b）查坡口尺寸:坡口角度、钝边高度。2.6管子检查和修理2.6.1管口表面质量检查，对于管口表面深度小于3mm的点状缺损或划伤，采用焊接方式进行修补，且焊前将修补部位预热到100