拖拉管專項施工方案

1、For pers onal use only in study and research; not for comme use杭州蕭山國際機場二期擴建項目污水處理工程（場外污水管道及泵房改造）拖拉管施工專項方案編制人：審核人：批準(zhǔn)人：浙江宇達(dá)建設(shè)有限公司二O 一 O年八月拖拉管施工專項方案一、工程概括 工程名稱：杭州蕭山國際機場二期擴建項目污水處理工程（場外污水 管道及泵房改造）建設(shè)單位：杭州蕭山國際機場有限公司 設(shè)計單位：杭州天元建筑設(shè)計研究院 監(jiān)理單位：浙江江南工程管理股份有限公司 施工單位：浙江宇達(dá)建設(shè)有限公司 本工程范圍為杭州市蕭山國際機場到坎山北泵站 DN500 壓力污水管， 管道總

2、長約 4.4Km ，管道沿線有拖拉管 3 處、倒虹管 3座、排泥井 7 座、 排水檢查井 5座、排泥閥門井 1 座，流量計井 1 座。一般管段采用 DN500 的鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管，管道規(guī)格為 DN500 ，PN1.0 ；拖拉 管采用 DN500 的 PE100-1.0Mpa （ SDR17 ）管2、本泵房位于杭州市蕭山國際機場，泵房為原機場污水處理廠的格 柵集水井，進水管為原來機場 DN800 的重力污水進水管， 出水管為 DN500 的 污水壓力管，管道沿道路向南最終進入坎山北泵站。泵房改造電氣部分 包括：照明、動力以及室外電氣。2、地質(zhì)概況根據(jù)附近工程的地質(zhì)情況拖拉管段主要為

3、粉沙土。二、施工方案1、泥漿配比根據(jù)穿越地層地質(zhì)為粉砂土 ,結(jié)合以往施工經(jīng)驗及相關(guān)知識配置以下泥 漿配比表：地層狀況選用產(chǎn)品推薦用量(/100gal)馬氏漏斗粘度一般土(粘土)Hydraul-EZ（易 鉆）/1 nsta-vis Plus（萬用王）1218kg/1.25 2.5L35 40粉土Hydraul-EZ（易 鉆）/ I nsta-vis Plus（萬用王）1218kg/3 3.5L40 55粉砂土Hydraul-EZ（易 鉆）/ I nsta-vis Plus（萬用王）/CMC/ 速浮1218kg/3.5 4L/0.6 0.8kg55 702-1.1#拖拉管回拖力理論估算根據(jù)穿越的長

4、度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁 厚，利用經(jīng)驗公式計算分析最長處穿越如下：已知：管線直徑=500mm壁厚8=24mm管線長度L=70m入土角a r=9 出土角a c=7 貝卩：回拖力Fmax=F摩+F自=32145+8440=40585N=4T其中：1 .管道在洞內(nèi)自重產(chǎn)生的摩擦阻力F 自 =f*P0*L=0.35 X344.5 X70=8440N2 2其中：P0=1000 p gn （D2 -d2）詔- 6 2 2= 1000 X0.98 X106 X9.8 X3.14 X（5002 -4522 ）4=344.5N m2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力F 摩=3.14X0.5X1

5、9.5X15X70=32145N公式說明：為固相含量系數(shù)（1040）（取15）t為泥漿的切應(yīng)力（19.5pa）f為管道和孔壁之問的摩擦系數(shù)（0.20.6）（f取0.35）P0 為每米管道的重量 （Nm）p 為管密度 p =0.98 X03kg /m3g 為重力加速度 g=9.8N kgD為PE管外徑 D=500mmL 為管道長度 （m）L=70md 為 PE 管內(nèi)徑 d=D-2 X 8=500-2 X24=452mm2-2、2#拖拉管回拖力理論估算 根據(jù)穿越的長度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁 厚，利用經(jīng)驗公式計算分析最長處穿越如下：已知：管線直徑=500mm壁厚8=24mm管

6、線長度 L=93m入土角a r=9 出土角a c=7 貝卩：回拖力Fmax=F摩+F自=42707+11213=53920N=5.3T其中： 1管道在洞內(nèi)自重產(chǎn)生的摩擦阻力F 自=f*PO*L=0.35 X344.5 X93=11213N其中：P0=1000 p gn （D2 -d2）詔- 6 2 2 = 1000 X0.98 X106 X9.8 X3.14 X（5002 -4522 ）4=344.5N m2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力F 摩=3.14X0.5X19.5X15X93=42707N公式說明：為固相含量系數(shù)（1040）（取15）t為泥漿的切應(yīng)力（19.5pa）f為管道和孔壁之問的摩

7、擦系數(shù)（0.20.6）（f取0.35）P0 為每米管道的重量 （Nm）P 為管密度 p =0.98 xi03kg /m3g 為重力加速度 g=9.8N kgD 為 PE 管外徑 D=500mmL 為管道長度 (m) L=232md 為 PE 管內(nèi)徑 d=D-2 xs=500-2 X24=452mm2-3、3#拖拉管回拖力理論估算 根據(jù)穿越的長度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁 厚，利用經(jīng)驗公式計算分析最長處穿越如下：已知：管線直徑=500mm壁厚8=24mm管線長度 L=123m入土角a r=9 出土角a c=7 貝卩：回拖力Fmax=F摩+F自=56484+14830 =713

8、14N=7.1T其中： 1管道在洞內(nèi)自重產(chǎn)生的摩擦阻力F 自=f*P0*L=0.35 X344.5 X123=14830N 其中：P0=1000 p gn (D2 -d2)詔- 6 2 2 = 1000 X0.98 X10 6 X9.8 X3.14 X(5002 -4522 )4=344.5N m2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力F 摩=3.14 X0.5 X19.5 X15 X123=56484N公式說明：為固相含量系數(shù)（1040）（取15）t為泥漿的切應(yīng)力（19.5pa）f為管道和孔壁之問的摩擦系數(shù)（0.20.6）（f取0.35）P0 為每米管道的重量 （Nm）P 為管密度 p =0.98 X

9、03kg /m3g 為重力加速度 g=9.8N kgD為PE管外徑 D=500mmL 為管道長度 （m）L=232md 為 PE 管內(nèi)徑 d=D-2 XS=500-2 X24=452mm以上計算公式中，因整個過程管材受力較復(fù)雜且不斷變化，會受諸如： 管材、壁厚、土質(zhì)、土層間隙、土層含水量及滲透性、泥漿原料、泥漿濃 度、導(dǎo)向孔曲率半徑等等因素影響而出現(xiàn)不同的情況。在實際應(yīng)用中，應(yīng) 初步估算，適時修正，才能順利完成施工。從估算可知，本工程所需最大回拖力 7.1T 小于 ZT-35 非開挖鉆機的 回拖力 35T ，故可采用 ZT-35 水平定向鉆機施工。但必須在保證曲率半徑 的前提下，施工現(xiàn)場采取有

10、效措施減少拖管阻力。3 、技術(shù)控制點（1 ）出入土角度大小適當(dāng)，不宜過大，以防止多級擴孔后，管位發(fā)生上抬現(xiàn)象；（ 2）同時開挖發(fā)送溝，提高管子進孔的順暢性，降低管子在孔道頭上的側(cè)磨阻力；（ 3）采用鋼制錐形拖拉頭，提高抗拉強度，減小拉管 阻力；（4）合理正確調(diào)配泥漿，泥漿粘度調(diào)制 65s , PH=9,并根據(jù)不同地 層拉力、扭矩情況， 及時調(diào)整泥漿配比， 有效提高泥漿粘度和流動性；（ 5）針對粉砂土地層擴孔必須采用逐級擴孔，以利于穩(wěn)孔，擴孔大小宜在 700800孔徑；（6）管材回拖前向管內(nèi)注水，通過增加自重，抵消浮力， 最大限度減小浮力差和側(cè)磨阻力。4、施工過程4.1 鉆機及配套設(shè)備就位 :將

11、鉆機就位管線穿越中心線位置上，鉆機就 位完成后，進行系統(tǒng)連接、試運轉(zhuǎn)，保證設(shè)備正常工作。測量控向參數(shù) :按操作規(guī)程標(biāo)定控向參數(shù)，為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，在管線中 心線的不同位置測取，且每個位置至少測四次，進行對比，并做好記錄。4.2 泥漿配制 泥漿是定向穿越中的關(guān)鍵因素，按本次穿越泥漿工藝要求及地質(zhì)情況編寫配制方案，確定正確的混合次序，按不同的地質(zhì)層配制出符合要求的 泥漿。由于穿越地段地質(zhì)情況比較復(fù)雜，對泥漿的要求比較高，為克服對 付這種不利因素，我們將采取以下措施：，用水泵輸送至水罐內(nèi)，在水罐中沉淀、過濾后配漿。 ，配出合乎要求的泥漿。，在用量不改變的情況下，我們使用快速水化裝置并增加泥漿罐數(shù)量，

12、在此工程中使用 1個配漿罐和 2 個泥漿攪拌罐。鉆導(dǎo)向孔階段要求盡可能將孔內(nèi)的泥沙攜帶出孔外，同時維持孔壁的 穩(wěn)定，減少推進阻力；預(yù)擴孔階段要求泥漿有很好的護壁效果，防止地層坍塌，提高泥漿攜 帶能力；擴孔回拖階段要求泥漿具有很好的護壁、攜砂能力；同時還有很好的 潤滑能力，減少摩阻和扭矩。,采取的措施是：在泥漿中加入正電膠，形成“ 液體套管” ，在提高粘 度的同時加入定量的改性淀粉來控制失水，以便在孔道四周形成泥皮，穩(wěn) 定孔道。4.3 鉆機試鉆 開鉆前做好鉆機的安裝和調(diào)試等一切準(zhǔn)備工作，確定系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常、 鉆桿和鉆頭清掃完畢，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和施工驗收規(guī)范進行試鉆，鉆進 1-2 根鉆桿后檢查各部

13、位運行情況，各種參數(shù)正常后按次序鉆進。4.4 鉆導(dǎo)向孔 進行管線導(dǎo)向孔鉆進期間，建立穿越曲線數(shù)據(jù)庫，采集在控向過程中 由控向系統(tǒng)的計算機自動生成的有關(guān)數(shù)據(jù)。如每個測量點的前后點及正位 值。為了保證采集數(shù)據(jù)的正確性，減少人為的數(shù)據(jù)錄入錯誤。我們將采取 自編的小程序，使控向系統(tǒng)計算機生成的控向數(shù)據(jù)經(jīng)過一、兩步的轉(zhuǎn)換后， 自動生成 Excel 文件，以保證控向數(shù)據(jù)的可打印性和傳輸性，減少人為錄 入數(shù)據(jù)的錯誤。導(dǎo)向孔的鉆進是整個定向鉆施工的關(guān)鍵，本次穿越工程用 ZT-35 型水 平定向鉆機實施。鉆導(dǎo)向孔的鉆具組合是：造斜鉆頭 +S-73 鉆桿控向?qū)Υ┰骄燃肮こ坛晒χ陵P(guān)重要，并直接關(guān)聯(lián)到管線穿越。開鉆

14、 前仔細(xì)分析地質(zhì)資料，確定控向方案，泥漿與司鉆重視每一個環(huán)節(jié)，認(rèn)真 分析各項參數(shù)，互相配合鉆出符合要求的導(dǎo)向孔，鉆導(dǎo)向孔要隨時對照地 質(zhì)資料及儀表參數(shù)分析成孔情況，達(dá)到出土準(zhǔn)確，成孔良好。4.5預(yù)擴孔本次穿越采用逐級擴孔預(yù)擴孔：導(dǎo)向孔完成，鉆頭出土后及時拆卸，裝上檢查合格的擴孔器進行預(yù)擴 孔， 300、 400、 500、 600、 700，最后用清孔器清孔，清孔以 慢穩(wěn)為主，切忌速度過快，同時，做好每一遍擴孔的記錄，以便于下一級 擴孔借鑒，使擴孔具有可追溯性，清孔完成后，需緊接拉管工序，中間不 允許長時間停留。4.6管線回拖在回拖時連續(xù)作業(yè)，避免因停工造成阻力增大。管線回拖前要仔細(xì)檢 查各連

15、接部位，為保證回拖的順利，將采取以下措施：不得用于商業(yè)用途，保證預(yù)制管線（至少出土點附近的 50米管線）和穿越軸線的一致， 減少管線進入孔洞時的側(cè)向摩擦力，確保管道完好。，保證管道盡可能與地面脫離，管道在溝中呈漂浮狀態(tài)，以減小回拖時的摩擦力。，使泥漿象薄膜一樣附著于管道表層，起到保護作用。，把扭矩控制在合理的范圍內(nèi)。扭矩過大，鉆桿卸扣困難，欲速則不 達(dá)。因此把扭矩控制在適宜的范圍內(nèi)，保證擴孔回拖順利。，時刻注意表盤的讀數(shù)。同時，做好每一遍擴孔的記錄，以便于下一 級擴孔借鑒，使擴孔、回拖具有可追溯性，保證擴孔回拖的順利。4.7地貌恢復(fù)及時進行鉆機場地的地貌恢復(fù)、剩余泥漿的處理和設(shè)備轉(zhuǎn)場。4.8作

16、為定向鉆穿越專業(yè)化的施工隊伍， 管道穿越項目部在施工中，將 采取以下特別措施，以保證100%的穿越成功。首先，要確保在導(dǎo)向孔作業(yè)中信號的安全傳輸，為此，第一步用專用 檢測工具檢查信號線的質(zhì)量；其次，嚴(yán)格按照施工規(guī)范操作，確保每根鉆桿曲率半徑符合設(shè)計規(guī)定 的范圍,并在此基礎(chǔ)上，確保每根鉆桿傾角和方位角的變化值在規(guī)定的誤差 范圍之內(nèi)。在保證擴孔后形成的孔洞符合要求下，合理確定每次擴孔的級差，并 根據(jù)地質(zhì)及每次擴孔泥漿的攜帶情況，制定合適的泥漿配比，確?？锥葱?成良好、泥漿在出入土點側(cè)返漿通暢。連管回拖前，保證預(yù)制管線（至少出土點附近的 50 米管線）和穿越軸 線的一致性。同時，采取漂浮或其他措施降

17、低管線回拖時管線的摩擦力。經(jīng)過多年的探索及理論分析，特別是經(jīng)過以前施工經(jīng)驗總結(jié)，保證鉆 具的完好，也是穿越成功的關(guān)鍵。為此，對每一根用于施工的鉆桿、擴孔 器系列等，在施工前都將經(jīng)過嚴(yán)格的無損檢測和絲扣的維護保養(yǎng)。，確保在復(fù)雜地質(zhì)條件下孔洞形成的良好 孔洞塌方是穿越施工中最危險的隱患之一，為此，在現(xiàn)場針對塌方采 用“二高” 高粘度、高密度配制泥漿，可起到支撐、懸浮和護壁和減 少巖屑床的形成作用。同時，我們加大高分子泥漿添加劑的劑量。利用其 大分子量聚合物纖維素的鏈?zhǔn)骄W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來起到“ 支撐和拉住” 等護壁作用， 回拖時，在必要的情況下，加入固體潤滑劑等低浮力高潤滑的泥漿體系， 提高流動性，從而降低回拖阻力，保證穿越成功完成。浙江宇達(dá)建設(shè)有限公司 杭州蕭山國際機場污水管道工程項目部二00年八月二十八日僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Stud