水平定向鉆進(jìn)拉管施工工法樣本

年4月19日水平定向鉆進(jìn)拉管施工工法文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。水平定向鉆進(jìn)拉管施工工法工法編號(hào)：FJGFEJ14-1前言隨著中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長，城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，中國地下管線的需求量也在逐年增加。加之現(xiàn)代文明意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的逐漸加強(qiáng)，開挖路面進(jìn)行地下管線施工導(dǎo)至的社會(huì)問題、交通問題和環(huán)境污染問題已越來越受到人們的關(guān)注，城市限制開挖施工的法規(guī)將陸續(xù)出臺(tái)。非開挖技術(shù)地下管線施工具有不污染環(huán)境，不影響交通，施工周期短，綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)。在地下管線施工中獲得廣泛應(yīng)用。作為非開挖技術(shù)之一的水平定向鉆進(jìn)拉管施工，近幾年來取得長足發(fā)展，在城市地下管網(wǎng)施工中得到越來越多的應(yīng)用。在福建省泉州晉江市烏邊港截污管道工程等地下管網(wǎng)施工中，采用該工法取得明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。2特點(diǎn)2.0.1施工工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，容易組織實(shí)施；經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察，設(shè)計(jì)好穿越2.0.2不污染環(huán)境，不影響交通，對(duì)地層地面2.0.3成本低，社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益2.0.4安全性好，由于采用拉管施工，施工人員操作均在地面上進(jìn)行2.0.52.0.6施工周期短，與傳統(tǒng)“挖槽埋管法”相比，大大縮短了施工周期，無須運(yùn)輸和堆放土，只須3適用范圍3.0.1本工法適用于市政給水排水施工。3.0.2本工法是一種非開挖鋪管技術(shù)，適用于穿越河流、湖泊、建筑等障礙的管道鋪設(shè)以及不適合開挖的城市市政地下管網(wǎng)施工。3.0.3適用于不含大卵石的各種地層，包括含水地層，不適用于礫石層，一般用于軟土層。3.0.4適用管材為鋼管和PE管，管徑為200—1200mm，管線長最大可達(dá)15003.0.5因受到探測(cè)器的探測(cè)深度限制，導(dǎo)向鉆進(jìn)深度最大15m。4工藝原理定向鉆進(jìn)拉管技術(shù)是利用定向鉆機(jī)、導(dǎo)向鉆頭和導(dǎo)向儀等施工設(shè)備，按照設(shè)計(jì)的鉆孔軌跡(一般近似弧形)，采用定向鉆進(jìn)技術(shù)先施工一個(gè)近似水平的先導(dǎo)孔，待先導(dǎo)孔鉆頭在被穿越障礙物（河流、公路）的另一側(cè)露出后，卸下導(dǎo)向鉆頭換上大直徑的擴(kuò)孔鉆頭和直徑小于擴(kuò)孔鉆頭的待鋪管線，然后進(jìn)行反向擴(kuò)孔，同時(shí)將待鋪設(shè)管線拉入鉆孔。有時(shí)根據(jù)鉆機(jī)的能力和待鋪設(shè)管線的直徑大小可先專門進(jìn)行一次或多次擴(kuò)孔后再回拉管線，等全部的鉆桿被拉回時(shí)，鋪管工作同時(shí)完成。如圖4圖4工藝原理圖5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程水平定向鉆進(jìn)拉管施工工藝流程見圖5.1施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備定向軌跡設(shè)計(jì)、回拉力計(jì)算管道軸線測(cè)量放樣控制井、工作坑施工鉆機(jī)定位試鉆導(dǎo)向孔鉆進(jìn)多級(jí)擴(kuò)孔回拉成品管材鉆進(jìn)泥漿制備現(xiàn)場(chǎng)清理管材連接加固撤場(chǎng)圖5.1水平定向鉆進(jìn)拉管施工工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1施工準(zhǔn)備1應(yīng)取得管線工程平面圖和相應(yīng)施工圖紙。2既有管線和地下管網(wǎng)圖。3相關(guān)技術(shù)規(guī)范。4設(shè)計(jì)單位的技術(shù)交底。5.2.2現(xiàn)場(chǎng)勘察1根據(jù)有關(guān)部門提供的審批內(nèi)容，對(duì)管線工程周圍的地形進(jìn)行測(cè)量，按施工要求初步定出鉆孔中線和地表走向；測(cè)量中心線高程，并根據(jù)要求的鋪管深度初步確定導(dǎo)向孔的傾斜長度和入土點(diǎn)位置、鋪管長度、下管位置，還應(yīng)考慮施工用的鉆機(jī)、泵站及卸管用吊車等設(shè)備布置所占用的場(chǎng)地和空間。2穿越河底的鋪管工程應(yīng)測(cè)量河道周圍的地形地貌，河床底部形態(tài)和水位情況，穿越公路的鋪管工程應(yīng)考慮車輛往來情況，確保施工安全。3現(xiàn)有地下管線探測(cè)應(yīng)不小于穿越路線兩側(cè)5m，并查明現(xiàn)有地下管線的性質(zhì)類型及所在的空間位置，可采用管線探測(cè)儀進(jìn)行探測(cè)，為管線鋪設(shè)軌跡設(shè)計(jì)提5.2.3導(dǎo)向孔軌跡1確定鉆孔類型和鉆孔軌跡的形式：鉆孔類型和鉆孔軌跡形式取決于擬鋪設(shè)管線材料的性質(zhì)和鋪設(shè)要求、鉆孔地質(zhì)條件、施工單位設(shè)備的性能、現(xiàn)有地下管線的分布、地上地下障礙物的分布、水域覆蓋面積和深度、施工安全性和經(jīng)濟(jì)性等條件。2確定出入土點(diǎn)和造斜段：出入土點(diǎn)是鉆頭始鉆和出土的位置；造斜段是指同一孔身中由直線段變?yōu)榍€段的地段，造斜段宜選擇在較硬土層中的孔段，同時(shí)要使后續(xù)軌跡避開現(xiàn)有管線和地下障礙物。如圖5.2.3-33確定鉆孔孔身軌跡參數(shù)：參數(shù)包括各孔段的長度，各孔段起點(diǎn)和各點(diǎn)的傾角，采用計(jì)算法比較準(zhǔn)確。1）導(dǎo)向孔軌跡一般由三段組成，第一造斜段、直線段和第二造斜段,直線段是管線穿越障礙物的實(shí)際長度，第一造斜段是鉆桿進(jìn)入鋪管位置的過渡段，第二斜段是鉆桿出露地表的過渡段。如圖5.2.3-3A（入土A（入土點(diǎn)）B（第一造斜段和直線段軌跡變化點(diǎn)）C（直線段和第二曲線段軌跡變化點(diǎn)D(出土點(diǎn)）L2L1LR2hB′R1第二造斜段第一造斜段C′直線段圖5.2.3-32）計(jì)算公式：L1==2L2==2式中h—鋪管mL—定向鉆鋪管水平長度R1—第一造斜段曲率半徑，由鉆桿曲半徑?jīng)Q定，一般為R1≧1200d(鉆桿直徑mm)R2—第二造斜段曲率半徑，由待鋪設(shè)管線允許彎曲半徑?jīng)Q定，一般為R2≧1200d(待鋪設(shè)管線直徑mm)—入土傾角—出土傾角2）由計(jì)算法得出各參數(shù)后，還應(yīng)考慮其它因素對(duì)入口傾角和出口傾角的限制，其中鉆機(jī)傾角可調(diào)節(jié)范圍是限制入口傾角的主要因素，一般可在100—450之間調(diào)節(jié)，出口傾角對(duì)于PE管一般控制在00—300，對(duì)于小口徑鋼管控制在00—150以內(nèi)，大口徑管材一般用下管工作坑來代替第二造斜段。5.2.4回拉力計(jì)算：水平定向鉆進(jìn)回拉力計(jì)算是一個(gè)關(guān)鍵,直接關(guān)系到鉆機(jī)與管材的選估算公式F=式中：F—計(jì)算的拉力（T）L—穿越長度（m）F—摩擦系數(shù)0.1～0.3D—生產(chǎn)管直徑（m）—泥漿密度（T/m3）—生產(chǎn)管壁厚（m）K—粘滯系數(shù)（0.01～0.03）定向鉆機(jī)選擇宜根據(jù)上式計(jì)算值1.5～3倍來選擇5.2.51根據(jù)已經(jīng)計(jì)算出的回拉力等參數(shù)選擇水平定向鉆進(jìn)鋪管鉆機(jī)，回拉力是其主要參數(shù)，它們是根據(jù)工程大小要求選擇鉆機(jī)的重要依據(jù)；回拉力20T以下為小型鉆機(jī)，20～45T為中型鉆機(jī)45T以上為大型鉆機(jī)。2鉆頭是鉆進(jìn)的重要工具之一，對(duì)于不同土層須采用不同種類的鉆頭。1）在淤泥質(zhì)粘土中施工，一般采用較大尺寸的鉆頭，以適應(yīng)變向的要求。2）在干燥的軟粘土中施工，采用中等尺寸鉆頭，能夠較快地實(shí)現(xiàn)方向控制。3）在硬粘土中，較小的鉆頭效果比較理想，但應(yīng)保證鉆頭比探頭外向尺寸大12mm以上。4）對(duì)于砂質(zhì)淤泥，中等到大尺寸鉆頭效果較好。3鉆桿規(guī)格型號(hào)和強(qiáng)度、扭矩等機(jī)械性能應(yīng)符合鉆頭工作扭矩、鉆機(jī)頂力和回拉力的要求，鉆桿曲徑半徑應(yīng)不小于鉆桿外徑1200倍,彎曲和損傷的鉆桿不能使用。4選擇適合現(xiàn)工程地質(zhì)等級(jí)的單級(jí)或多級(jí)擴(kuò)孔頭。5定位與導(dǎo)向儀器：在鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)，鉆進(jìn)工作人員用導(dǎo)向儀確定鉆具位置，利用導(dǎo)向儀獲取的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)軌跡和實(shí)際軌跡進(jìn)行比較，調(diào)整鉆進(jìn)軌跡，使其按原設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)。常見儀器有手持式跟蹤儀，這種儀器在水平定向鉆進(jìn)中使用最廣。5.2.61為有效控制定向鉆孔高程而設(shè)立的控制井，結(jié)構(gòu)形式和間距由設(shè)計(jì)單位確定；2水平定向鉆進(jìn)鋪管能夠不開挖路面，能夠穿越障礙物，但還需開挖起始工作坑（即定向鉆進(jìn)始發(fā)點(diǎn)）和出口工作坑（即定向鉆頭出土位置），同時(shí)也為滿足施工過程積存泥漿和從孔中排出的渣土的需要，占用回拉管線入孔場(chǎng)所。5.2.7導(dǎo)向鉆頭連接到鉆桿上轉(zhuǎn)功鉆桿探頭裝入探頭盒內(nèi)1施工步驟：導(dǎo)向鉆頭連接到鉆桿上轉(zhuǎn)功鉆桿探頭裝入探頭盒內(nèi)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)2m左右測(cè)試探頭發(fā)射是否正?；剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)2m左右測(cè)試探頭發(fā)射是否正常導(dǎo)向孔完成開始按設(shè)計(jì)軌跡施工導(dǎo)向孔完成開始按設(shè)計(jì)軌跡施工2導(dǎo)向鉆頭方向控制：導(dǎo)向孔鉆進(jìn)是經(jīng)過導(dǎo)向鉆頭高壓水射流或泥漿沖蝕破碎，旋轉(zhuǎn)切削成孔的；導(dǎo)向鉆頭前端為15°造斜面，該造斜面作用是在鉆具不回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，斜面對(duì)鉆頭有個(gè)偏斜力，使鉆頭向著斜面的反方向偏轉(zhuǎn)，鉆具在回轉(zhuǎn)頂進(jìn)時(shí)，由于斜面在旋轉(zhuǎn)中方向不斷改變，斜面周向各方向受力均等，使鉆頭沿其軸向的原有趨勢(shì)直線前進(jìn)。3導(dǎo)向頭方向糾偏：導(dǎo)向孔施工多采用手提式導(dǎo)向儀來確定鉆頭所在空間位置。導(dǎo)向儀由探頭、地表接收器和同步顯示器組成。在施工中導(dǎo)向鉆頭的準(zhǔn)確位置和造斜面方向是經(jīng)過安裝在鉆頭腔室內(nèi)的信號(hào)發(fā)射器及地面跟蹤導(dǎo)向儀來測(cè)定的，并顯示在同步顯示器上供操作人員掌握孔內(nèi)情況，以此操作鉆頭糾偏。導(dǎo)向鉆進(jìn)應(yīng)按設(shè)計(jì)軌跡的參數(shù)鉆進(jìn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏離設(shè)計(jì)軌跡時(shí)，就經(jīng)過調(diào)整鉆頭斜面的方向，進(jìn)行造斜糾偏，直到鉆頭位置回到設(shè)計(jì)軌跡為止，這樣就是鉆出和設(shè)計(jì)軌跡重合或非常接近的導(dǎo)向孔。5.2.81擴(kuò)孔是將導(dǎo)向孔孔徑擴(kuò)大至所鋪設(shè)的管徑以上，以減小鋪管時(shí)的阻力。擴(kuò)孔時(shí)將擴(kuò)孔鉆頭連接在鉆桿后端，然后由鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)回拉擴(kuò)孔。隨著擴(kuò)孔的進(jìn)行，在擴(kuò)孔鉆頭后面的單動(dòng)器上不斷加接鉆桿，直到擴(kuò)至鉆機(jī)同一側(cè)的工作場(chǎng)地，即完成了這級(jí)孔眼的擴(kuò)孔，如此重復(fù)經(jīng)過采用不同直徑的擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的擴(kuò)孔孔徑為止。2根據(jù)管道曲率半徑、地層條件、擴(kuò)孔器類型等確定一次或分次擴(kuò)孔方式。分次擴(kuò)孔時(shí)每次回?cái)U(kuò)級(jí)差控制在100—150mm，終孔孔徑宜控制在回拉管節(jié)外徑的1.2—1.5倍。5.2.9管材連接：鋼管連接采用焊接，PE采用熱熔連接。待鋪管材是在回拉鋪管前連接完成并試驗(yàn)合格后方可回拉鋪管。5.2.10回拉鋪管：末級(jí)擴(kuò)孔時(shí)，在回拉鉆桿后接上擴(kuò)孔頭和旋轉(zhuǎn)接頭，在旋轉(zhuǎn)接頭后接上拉管頭和待鋪設(shè)的管線進(jìn)行反擴(kuò)鋪管，當(dāng)擴(kuò)孔頭到達(dá)鉆機(jī)一側(cè)地表時(shí)同時(shí)完成末級(jí)擴(kuò)孔和鋪管施工。5.2.11鉆進(jìn)泥漿：1在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)、回拉擴(kuò)孔及回拖施工時(shí)，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)注入泥漿。鉆進(jìn)泥漿主要作用是穩(wěn)定孔壁、降低回轉(zhuǎn)扭矩和拉管阻力、防止管壁磨傷、冷卻鉆頭和發(fā)射探頭、消除鉆進(jìn)產(chǎn)生的土屑。2泥漿材料配比和技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)滿足施工要求，并可根據(jù)地層條件、鉆頭技術(shù)要求、施工步驟進(jìn)行調(diào)整。1）鉆進(jìn)泥漿常見配料：水、膨潤土，聚合物等。2）鉆進(jìn)泥漿PH值應(yīng)控制在8～10的范圍內(nèi)。3）鉆進(jìn)泥漿的密度一般控制在1.12～1.25g/cm3，現(xiàn)場(chǎng)用標(biāo)準(zhǔn)泥漿比重計(jì)進(jìn)行測(cè)量。3泥漿液應(yīng)在專用的攪拌裝置中配制，并經(jīng)過泥漿循環(huán)池使用；從鉆孔中返回的泥漿經(jīng)處理后回用，剩余泥漿應(yīng)妥善處理。5.2.121管線檢查井、工作井、鉆機(jī)工作坑、下管坑清理回填及地面復(fù)原。2配套設(shè)備撤場(chǎng)。5.3勞動(dòng)力組織本工法勞動(dòng)力組織見表5.3表5.3勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)職別人數(shù)序號(hào)職別人數(shù)1項(xiàng)目負(fù)責(zé)人15拉管機(jī)操作工2組2技術(shù)負(fù)責(zé)人16焊工2（焊接鋼管）3安全負(fù)責(zé)人17機(jī)修24財(cái)務(wù)18起重機(jī)操作工2焊工為焊接鋼管所需，焊接PE管焊接工及設(shè)備均由管材供方廠家提供并操作。拉管機(jī)操作工、起重機(jī)操作工、焊工均需持證上崗，施工前應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。6材料與設(shè)備6.1材料6.1.1水平定向鉆進(jìn)鋪設(shè)的管材一般選用鋼材和PE管，應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、韌性良好的焊接性能和抗腐蝕能力。管材、6.1.2管材除滿足設(shè)計(jì)6.2設(shè)備主要設(shè)備機(jī)具見表6.2.1表6.2.1序號(hào)設(shè)備名稱單位數(shù)量備注1定向鉆機(jī)臺(tái)1小型（拉力20T以下）中型（拉力20T～45T）大型（拉力45T以上）根據(jù)計(jì)算出的回拉力確定鉆機(jī)型號(hào)2鉆桿套2含連接頭3導(dǎo)向系統(tǒng)套1手持式導(dǎo)向儀4擴(kuò)孔頭套1根據(jù)管徑大小配套不同直徑5鉆頭套1適用工程地質(zhì)6泥漿設(shè)備套1含攪拌、壓漿及泥漿收集設(shè)備7拉管頭套1和施工管材相配套8旋轉(zhuǎn)接頭套1和拉管頭相配套9起重機(jī)械臺(tái)1吊車7質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1定向鉆進(jìn)管道施工管道允許偏差符合《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268—表7.1.1定向鉆施工管道的允許偏差檢查項(xiàng)目允許偏差（mm）檢查數(shù)量檢查方法范圍點(diǎn)數(shù)1入土點(diǎn)位置平面軸向、平面橫向20每入、出土點(diǎn)各1點(diǎn)用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀測(cè)量、用鋼尺量測(cè)垂直向高程202出土點(diǎn)位置平面軸向500平面橫向1/2倍Di垂直向高程壓力管道1/2倍Di無壓管道203管道位置水平軸線1/2倍Di每節(jié)管不少于1點(diǎn)用導(dǎo)向探測(cè)儀檢查管道內(nèi)底高程壓力管道1/2倍Di無壓管道20,-304控制井井中心軸向、橫向位置20每座各1點(diǎn)用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀測(cè)量、鋼尺量測(cè)井內(nèi)洞口中心位置20注：Di為管道內(nèi)徑（mm）。7.1.2給排水管道安裝完成后，管道功能性試驗(yàn)（壓力管道水壓試驗(yàn)和非壓力管道閉水試驗(yàn)），7.1.3導(dǎo)向孔鉆進(jìn)、擴(kuò)孔、管段回拉及泥漿液等符合設(shè)計(jì)和施工方案要求；7.2質(zhì)量保證措施7.2.1導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)必須符合現(xiàn)場(chǎng)7.2.2設(shè)備及配套機(jī)具選用必須符合施工實(shí)際狀況，特別是地質(zhì)狀況。7.2.3在導(dǎo)向孔施工過程中，7.2.4鉆進(jìn)泥漿應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行配制，以達(dá)到施工預(yù)7.2.57.2.6管段回拉前須檢驗(yàn)8安全措施8.0.1拉管施工中應(yīng)遵照國家、省、市頒發(fā)的有關(guān)安全操作規(guī)程以及8.0.2明確安全責(zé)任制，具體落實(shí)到個(gè)人。8.0.38.0.4在施工前應(yīng)查明施工沿線地下障礙及管線情況，對(duì)穿越地段的管線及上面構(gòu)筑物做好8.0.58.0.68.0.78.0.88.0.9鉆機(jī)設(shè)備停放在邊坡上施工時(shí)，應(yīng)采取措施防止滑落翻倒并做好應(yīng)有的8.0.109環(huán)保措施9.0.1工程施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府有關(guān)環(huán)境保持法律、法規(guī)和企業(yè)的規(guī)章制度，并制定相關(guān)9.0.2將施工場(chǎng)地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許范圍內(nèi)，合理布置；施工規(guī)范圍9.0.39.0.49.0.59.0.69.0.710效益分析10.0.110.0.2經(jīng)濟(jì)效益明顯10.0.310.0.411應(yīng)用實(shí)例本工法成功應(yīng)用于～施工的福建省泉州晉江市烏邊港截污管道工程，～西崇左市寧明縣，寧明污水處理及排污管網(wǎng)一期工程，～廣州市番禺區(qū)大石街污水處理廠首期土建工程，工程質(zhì)量滿足規(guī)范和合同要求?，F(xiàn)以晉江市烏邊港零工污管道工程為例進(jìn)行說明。11.0.1福建省第五建筑工程公司施工的晉江市烏邊港截污管道工程采用水平定向鉆拉管施工，水平定向拉管工藝鋪設(shè)管道總長達(dá)2.8km.為D450、D630、D900三種管徑HDPE管。工程管道穿