拉管施工工藝標(biāo)準(zhǔn)工法

1、拉管施工工藝工法1施工工藝簡述1.1 工藝工法概況道路管道施工,由于地形條件限制,現(xiàn)場無放坡開挖條件,不放坡全斷面增強支護開挖的方式,對支護要求高,施工平安保證較低,造價很高,并且對其他交叉施工工序影響很大,無法保證平安生產(chǎn)要求.特別是埋深超過5.0m的管道開挖施工,屬于危險性較大的深基坑施工.假設(shè)對開挖深度較大等原因不具備開挖施工條件的路段采取非開挖拉管的施工方法,可有效解決管道施工難題.與傳統(tǒng)的"挖梢埋管法"相比,它具有環(huán)境影響小、對其他工序影響小、對地層結(jié)構(gòu)破壞小、施工平安可靠、周期短、社會效益與經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點.1.2 工藝原理主要是采用地下定位系統(tǒng),通過導(dǎo)向,分

2、級擴孔的方法,保證鉆機按預(yù)定的軌跡完成導(dǎo)向孔,從而到達(dá)準(zhǔn)確鋪管的目的.導(dǎo)向孔的施工主要依據(jù)設(shè)計軌跡,采用導(dǎo)向鉆頭內(nèi)的探頭盒發(fā)射一定頻率的電磁波傳到地表.地面接收器收到信號,使用它可以隨時測出鉆頭地下位置、深度、頂角、鉆具面向角等根本參數(shù).導(dǎo)向儀是導(dǎo)向鉆進的眼睛,它能使操作人員能夠及時、精確地掌握鉆進情況,隨時調(diào)整鉆進參數(shù),保證鉆機按預(yù)定的軌跡完成導(dǎo)向孔,從而到達(dá)準(zhǔn)確鋪管的目的.工藝原理見圖1、圖2:圖1施工工藝原理示意圖Edipse接收器的側(cè)面圖?左邊?和俯視窗?右邊?遠(yuǎn)程顯示器圖2監(jiān)控裝置示意圖2工藝工法特點非開挖拉管施工的優(yōu)點,回避了開挖施工中存在的對交通、周邊建筑、構(gòu)筑物、鋪裝及地下管線

3、等工程影響大,鋪裝面、構(gòu)筑物等需要大面積撤除并恢復(fù)而導(dǎo)致的資源浪費,并且施工周期短,可有效預(yù)防埋深4m以上溝梢開挖施工時的塌方等問題,從而預(yù)防了作業(yè)人員的施工平安等問題,缺點方面,對拉管管材的質(zhì)量要求高,要求環(huán)剛度在12.5KN/M2以上的管材,從而使大于DN8OO以上的大管徑管道管材目前還無法保證此環(huán)剛度而不具備拉管施工條件.另外,拉管施工將產(chǎn)生大量泥漿的需要處理,文明施工及環(huán)保方面要求很高,并且其''施工費用相對開挖施工費用相對較高.3施工方法根據(jù)設(shè)計軸線位置及管道埋深,在施工范圍內(nèi)通過現(xiàn)場調(diào)查、查閱資料、探測等手段調(diào)查清楚地下管線的分布情況后進行鉆孔曲線設(shè)計,通過導(dǎo)向、分

4、級擴孔后將焊接連通的管道一次性拖拉至孔內(nèi),然后進行后續(xù)的檢查井等施工.4工藝流程及操作要點4.1 施工工藝流程施工工藝流程見圖3:圖3施工工藝流程圖4.2 操作要點4.2.1 測量放線按設(shè)計軸線,結(jié)合坐標(biāo)定位與相對定位法,將管道軸線標(biāo)示與既有的路面等設(shè)施上.4.2.2 地下管線的探測在施工范圍內(nèi)通過現(xiàn)場調(diào)查、查閱資料、探測等手段調(diào)查清楚地下管線的分布情況.6.2.3鉆孔曲線設(shè)計：1鉆孔曲線設(shè)計：1滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的最小曲率半徑.即：R=1500D2滿足穿越公路和河流平安標(biāo)準(zhǔn)要求；3選擇最正確主力穿越層位.綜合考慮入土角、出土角、曲率半徑等因素,根據(jù)本工程綜合考慮以上因素,確定導(dǎo)向軌跡.4定向鉆孔軌

5、跡線段由造斜直線段、曲線段、水平直線段與管道排水坡度一致等組成,為保證水平直線段精度要求,造斜段水平距離L可按圖4計算確定.工二2,4一月卜ino-sin2a+3ini也一月coso-coala+cosraN取值在35范圍圖4定向鉆孔軌跡計算示意圖5入土造斜段與管道直線段之間及管道直線段與出土造斜段之間,至少應(yīng)有一根鉆桿長度到達(dá)管道直線段坡度要求.6入土角不宜超過10°,出土角按導(dǎo)向鉆桿及拖拉管材允許曲率半徑較大值確定,一般不宜超過207相鄰兩節(jié)鉆桿允許轉(zhuǎn)向角根據(jù)土質(zhì)條件,鉆桿長度、材料等因素確定,土質(zhì)越軟,a角越小,a角的取值一般在1.5°3.0°.4.2.3

6、回拖力計算及最大拖拉長度1管道回拖力計算按圖5所示進行計算：尺寸單位為厘米圖5回拖力計算示意圖P.-PyPf4=7lDRa/4Pf=nDLf式中Pt回拖力KNPy-一擴孔鉆頭迎面阻力KNPf管周摩阻力KNDk-一擴孔鉆頭外徑項,一般為管道外徑1.31.5倍；D一一管道外徑mRa迎面土擠壓力Kpa在上海地區(qū),粘性土Ra在5060Kpa;砂性土在80100Kpa;L管道長度mf管周與土的摩擦系數(shù)Kpa,在上海地區(qū),粘性土f在0.30.4Kpa,砂性土在0.50.7Kpa;''2定向鉆孔拖拉法施工,最大拖拉長度宜限制在表1范圍內(nèi):表1最大拖拉長度限制表管道口徑imm»所處土

7、層最大長度m各注DX300粘性土250妙性土1SCDX400粘性土200砂性土150DX600粘性土160砂性土120采用特殊、有效的成孔及減摩舉措時,最大拖拉長度可適當(dāng)增加.6.2.4基坑開挖在拉管施工機械的前部,開挖一個可供臨時儲存泥漿的基坑,基坑深度在2m以內(nèi),寬度在1.5m左右,長度在8m左右即可.4.2.4 鉆機就位及試運轉(zhuǎn)按施工布置圖將鉆機及附屬配套設(shè)備安放在預(yù)定位置,進行系統(tǒng)連接、試運轉(zhuǎn),保證設(shè)備正常工作.施工由4000X2000X1500的鋼板箱作為地錨,必要時裝滿沙子提升其穩(wěn)定性,將鉆機前端固定在地錨箱上.4.2.5 鉆導(dǎo)向孔1導(dǎo)向孔施工步驟：1探頭裝入探頭盒.2導(dǎo)向鉆頭連接

8、鉆桿.3轉(zhuǎn)動鉆桿測試探頭發(fā)射是否正常.4回轉(zhuǎn)鉆進2m左右.5開始根據(jù)造斜軌跡進行鉆進.6完成直孔段鉆進.7根據(jù)造斜軌跡進行鉆進.8導(dǎo)向孔完成.2導(dǎo)向孔施工應(yīng)考前須知：1確定管線入土點與出土點的位置和深度.2做好測量放線工作.根據(jù)設(shè)計要求,做好穿越管線的測量放線工作,放線時要做好放線基準(zhǔn)點確實認(rèn)工作,并使鉆機、入土點、出土點在同一直線上.3掌握穿越段地層特性導(dǎo)向孔施工前,應(yīng)對穿越的地層進行分析,以掌握其工程地質(zhì)特性,保證鉆孔施工時技術(shù)參數(shù)的合理性.4導(dǎo)向孔施工時,要保證導(dǎo)航員與鉆機操作人員的協(xié)調(diào)一致.5導(dǎo)向孔鉆進時,要隨時掌握導(dǎo)向孔實際軌跡線,以使導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計軌跡之間偏差在設(shè)計要求的范圍內(nèi),

9、發(fā)現(xiàn)偏差超標(biāo)要及時糾正.6合理使用泥漿作沖洗液,保證鉆孔成型及鉆具的平安.7選用優(yōu)質(zhì)的堿性電池,保證導(dǎo)向儀有足夠的工作時間,保證導(dǎo)向孔施工時一次性完成見圖6、圖7、圖8、圖9.4.2.6反向擴孔1卸下導(dǎo)向鉆頭,換上反擴鉆頭及分動器.2分動器后連接鉆桿.3擴孔.4反擴鉆頭到達(dá)鉆頭工作坑后卸下反擴鉆頭及分動器,將前后鉆桿連接起來.5根據(jù)擴孔級次重復(fù)施工步驟,直至最終孔徑2擴孔分級實施擴孔,故預(yù)擴孔施工最終擴孔寸徑比設(shè)計要求大一級擴孔,清孔,例：|250mm|350mm|450mm|550mm|650mm|750mm|850mm最終擴孔直徑保證A1.5倍的鋪管直徑,保證管線鋪設(shè)通道通暢見圖10、圖1

10、1、圖12、圖13、圖14、圖15.圖10安裝擴孔器圖11擴孔拉進小管徑、大管徑需要提前分級擴孔圖12擴孔鉆進、拖管圖13擴孔鉆進、拖管曲線圖14擴孔、拖管到達(dá)接收坑圖15擴孔頭別離4.2.7反向拖拉管材管道組焊完成,擴孔器清孔后,根據(jù)回拖力、扭矩的大小決定管道回拖.施工時記錄回拖中的扭矩、拖力、泥漿流量、回拖速度等數(shù)值,回拖數(shù)據(jù)時實報告.回拖力計算公式F拉=口L2fD2/4丫泥-7.8551D-S1+k粘HDL2式中：F拉計算的拉力tL2穿越管段的長度項；f摩擦系數(shù),0.1-0.3;D一一管子直徑n;泥一一泥漿的密度t/m3;s1管子白壁厚m；k粘?系數(shù),0.01-0.03根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)的要求

11、,鉆機應(yīng)選擇最大回拖力為理論回拖力1.5-3.0倍,可以完全滿足施工要求見圖16.圖16造斜段拉桿收回施工完成4.2.8現(xiàn)場泥漿配置及處理1泥漿材料用量1根據(jù)一般土質(zhì)情況,確定泥漿配制方案,實施泥漿開鉆,開鉆前配制好優(yōu)質(zhì)泥漿.泥漿在定向穿越中起關(guān)鍵作用,需要針對不同的地層采用不同的泥漿,假設(shè)地質(zhì)情況復(fù)雜,那么對泥漿要求比擬高,為了對付不同的情況,需要將采取以下舉措：1將施工用水存入水罐,在水中參加純堿,加速粘土顆粒分散,提升水的PH值;2根據(jù)事先確定好的泥漿配比用一級膨潤土加上泥漿添加劑,配出符合要求的泥漿.3根據(jù)不同的地質(zhì)條件,和不同的施工工序,確定參加不同的添加劑.4為了保證泥漿的性能,使

12、膨潤土有足夠的水化時間,在用量不能改變的情況下,將采取增加泥漿儲存罐的數(shù)量.5廢泥漿的處理：在焊接場地挖一個廢漿收集池,收集廢泥漿,經(jīng)沉淀之后處理；在鉆機場地也挖一個的泥漿回收池,泥漿經(jīng)過回收池沉淀后,再經(jīng)過泥漿回收系統(tǒng)回收；回收不了的泥漿排送到指定的地方.2泥漿在各個施工階段的配制方法：這些泥漿配制方案都是針對一般土質(zhì)得出的,假設(shè)地質(zhì)條件改變,其配制方案也隨之改變：1鉆導(dǎo)向孔階段要求盡可能將孔內(nèi)的物質(zhì)攜帶出孔外,同時維持孔壁穩(wěn)定較長的時間,保持孔內(nèi)泥漿面,減少阻力,其根本配方是：78項水化膨潤土+0.20.4%增添劑+0.3%竄濾失劑+0.2%固體潤滑劑.兩端砂層加0.2%11項壓力封閉劑2

13、預(yù)擴孔階段要求泥漿一定的動切力和良好的流動性,提升泥漿攜帶水平,其根本配方為：78額水化鈉基膨潤土+0.2-0.4%>齊J+0.2%W濾失齊I+0.2-0.3%泥漿流變劑.3擴孔回拖階段要求泥漿具有很好的護壁、攜帶水平；同時還有很好的潤滑水平,減少摩阻；其根本配方如下：7-8額水化鈉基膨潤土+0.20.3%提粘劑+0.3%降濾失劑+0.40.6%的潤滑劑R>988+0.2-0.3%泥漿流變劑.3泥漿排放施工時廢漿的排放必須符合文明施工要求,采用泥漿排放車,隨時處理施工中產(chǎn)生的泥漿.5主要機具設(shè)備表3主要機具設(shè)備表設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量生產(chǎn)國r>家水平導(dǎo)向鉆機DL1500臺1

14、南京鉆具9泥漿馬達(dá)套1廊坊導(dǎo)向儀月飩套1美國DC【公司泥漿車10噸臺1南京工程運輸車依維柯'解放輛2國產(chǎn)發(fā)電機5OKW+13OKW臺2國產(chǎn)、國產(chǎn)污水泵5.5KW(3.5KW)臺4國產(chǎn)泥漿泵15KW/7.5KWr?7國產(chǎn)高壓泥漿泵949臺1國產(chǎn)6質(zhì)量限制6.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問題易出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要有：6.1.1 管材的環(huán)剛度不能保證;6.1.2 管材的焊接質(zhì)量缺陷；6.1.3 定向穿越偏差及泥漿的配置質(zhì)量不能保證從而導(dǎo)致塌孔.9.2保證措施6.2.1材料限制1各種材料要有產(chǎn)品質(zhì)保書、出廠檢驗合格證等,并經(jīng)我公司檢驗人員及監(jiān)理驗收合格前方可投入使用.任何未經(jīng)驗收合格的材料不得投入使用.2組

15、織專人進行材料采購,根據(jù)一質(zhì)優(yōu)、價廉、就近、及時口的原那么進行.3現(xiàn)場材料驗收合格后,根據(jù)公司有關(guān)要求貯存和使用,以保證整個過程中不損壞、不變質(zhì)和不喪失.6.2.2 定向鉆焊接質(zhì)量限制1焊縫檢驗合格、鉆具及拉管頭可靠連接前方可拉管.拉管中耐心細(xì)致,注意參數(shù)變化,集中精力,發(fā)現(xiàn)漏點及損傷要及時修補.2為保護補口防腐在拉管時不被破壞,在補口的拉管前進方向一側(cè)增加半個熱收縮帶,且補口應(yīng)在拉管前一天完成以保證拉管時補口強度.6.2.3 定向穿越偏差及泥漿的配置限制1水源采用經(jīng)凈化處理后的當(dāng)?shù)睾铀?水經(jīng)過沉淀池沉淀,沉淀之后的水存入水罐,在水中加純堿,提升水的PH值.2根據(jù)不同地層,按事先確定好的泥漿配

16、比用一級膨潤土加上泥漿添加劑,配出符合要求的泥漿,粘度限制在4060s之間.3所用的泥漿添加劑有：磺化瀝青降濾失、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺提粘、防塌降濾失劑等.4廢泥漿的處理：鉆機場地內(nèi)挖一個泥漿回收池,回收不了的泥漿用泥漿罐車及時運輸?shù)街付ǖ奈恢?5鉆機及配套設(shè)備就位準(zhǔn)確可靠,導(dǎo)向孔不得急于求快,要認(rèn)真復(fù)核,參數(shù)要求準(zhǔn)確,偏差要符合規(guī)定,司鉆、控向等操作人員要根據(jù)制定的方案鉆進,如有異常及時匯報,必要時征得建設(shè)單位同意和支持.鉆孔曲線要圓滑,擴孔要耐心細(xì)致,且要做好詳細(xì)記錄以便分析復(fù)核.''7.1 主要平安風(fēng)險分析7.1.1 由于導(dǎo)向過程中遇到障礙物或信號干擾,容易出現(xiàn)導(dǎo)向偏差太大現(xiàn)象；7.1.2 管線資料有誤及鉆孔偏差致使管線損壞；7.1.3 擴孔器遇障礙引超卡鉆；7.1.4 上鉆桿沒有到位、鉆桿質(zhì)量缺陷及扭矩、拉力過大引起脫扣或鉆桿斷裂；7.1.5 孔內(nèi)塌方,成孔不好致使拉管阻力過大；7.1.6 孔內(nèi)泥漿壓力過高引起路面隆起.7.2 采取的舉措7.2.1 分析確定障礙物位置,修改導(dǎo)向軌跡避開障礙.7.2.2 立即停止施工,保護現(xiàn)場,通知有關(guān)部門,制訂補救舉措搶修.7.2.3 用挖機、頂拉式千斤頂把鉆桿回拉；減慢回擴速度,必要時換小口