新版定向钻综合项目施工专项方案.doc

污水解决工程定向钻施工方案 建设单位：有限责任公司 施工单位：XX市政工程有限公司目录 一、工程概况 二、工期筹划及保证办法 三、工 艺 原 理 四、工艺流程及操作要点 五、施 工 技 术 六、质 量 控 制 七、安 全 控 制 八、环 保 措 施 污水解决二期工程施工方案 一、工程概况 非开挖进行管线铺设施工中，顶管施工需建钢筋混凝土工作井、接受井，工序多，工期长，造价高，并存在较大安全风险；而采用非开挖水平定向钻进技术进行管线施工，能缩短工期，减少工程成本。污水解决二期工程-二十六大街工程，按设计规定采用定向钻拖管施工办法完毕过街支管。依照穿越段路面宽度、地管线分布状况以及穿越段两端埋深状况，拟定此段所铺设管道为500一道、400六道，工作坑8m*4m*4m。二、工期筹划及保证办法1、工期筹划依照工程特点、地层状况、管线长度及以往施工经验，拟定本工程定向穿越施工工期为30天。 2、工期保证办法（1）认真做好设备调配工作，按照甲方规定保证施工设备及时到位。（2）做好施工人员组织安排工作，保证施工人员随叫随到。（3）做好技术交底工作，保证各工序间互相协调和连贯。（4）协调好甲方、监理及其她单位之间关系，做好后勤保障工作。（5）加强技术指引和监督，安排一名工程师指挥现场施工，及时解决施工中遇到各种技术难题，保证各施工环节顺利进行。 三、工 艺 原 理 1.采用矩形切削刀，提高在砂僵土中耐磨性能； 2.钻头整体采用原则螺旋型，具备切削和扩孔双重功能，到达减小扩孔阻力，提高钻进效率； 3.钻头前端设立梅花型喷射水眼，有助于保护砂僵土管道内壁； 4.在钻头上设立3道凹槽流线，极利于砂僵土形成泥浆流动以及钻头冷却，提高扩孔效率。将定向钻机设在地面上，在不开挖土壤条件下，采用探测仪导向，在不同地层和深度控制钻杆钻头方向，达到设计轴线规定，先用导向钻具钻进小口径导向孔，然后用回扩钻头经多次扩孔，拖拉管道回拉就位，完毕管道敷设。 四、工艺流程及操作要点 4.1水平定向钻轨迹设计与原理 导向孔轨迹设计是在管线剖面图基本上，设计出钻孔最佳曲线。依照开挖工作坑、接受坑结合设计井位，按照设计管道水力坡度标高来设计钻进轨迹。不但需要考虑避开穿越区域地下管线，还要考虑到水文地质、地面环境、铺设管道管径材质、穿越长度深度、钻机性能等因素。管道施工轨迹要满足设计规定，必要考虑入土点、出土点斜直段、曲线段长度，严格控制水平穿越段各点标高。普通作业标高控制以每根钻杆为一种控制点，按设计管道水力坡度计算出钻进轴线上轨迹标高。入射角度依照已知数据科学计算，8-20入、出土角合用于大多数穿越工程。如果单从施工顺利限度考虑，在产品管线埋设深相似前提下，造斜距离越长则轨迹曲线越平缓，有助于后续管顺利回拖。 4.2施工艺流程 水平定向钻进穿越铺设施工普遍采用：一方面钻进导向孔，然后扩孔，最后回拉铺管施工技术，工艺如下图：图1 水平定向钻进铺设管线施工工艺 4.3操作要点 4.3.1施工准备 1施工重要设备及拖拉管材料选取依照地质和设计管径大小状况，选取适当型号水平定向钻机；管材强度及环刚度必要满足设计和施工阶段荷载规定。 2测量监测 布设监测点 量测地面、管线监测点，及时反馈信息，指引钻进施工技术参数调节。环境监测。定期监测周边建筑、道路裂缝、水位等信息变化，及时直接预警、控制沉降量。 3 开挖工作坑和钻屑池依照设计导向孔轨迹，在距离检查井经计算好距离处开挖一种入口工作坑，在距末检查井经计算好距离处开挖一种出口工作坑，欲铺设管线直径大，则出口坑必要延长成适合管道平直回拖长槽。钻屑池位于入口坑附近，用于收集从入口坑流入钻屑泥浆，市区也可用泥浆罐车。对于地表始钻式钻机锚固在地表，出入口工作大小坑视管线埋深和管径恰当调节。而坑内始钻式钻机工作坑，因需要运用坑前、后壁承受钻进中给进力和回拉力，则必要对坑壁进行加强和支护。4.3.2导向孔与钻进施工惯用孔内控制钻进方向机构称为导向钻头，她在钻头底唇面采用非平衡构造设计，钻头唇面是一种斜面，当钻头持续回转时钻进直孔；保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜，钻进斜孔。 钻杆 探头盒（内装探头） 鸭嘴板图2 导向钻头1 工作坑内安放导向钻具。检查测量仪器，探头电池绝缘性能，以防漏电。2将探头装入探头盒内，打开接受机和同步显示屏，检查转动探头盒。将探头盒与造斜钻头接好并连接在钻杆上，开机输送钻进液，检查钻头喷嘴。3钻杆放入导向钻机，就位，使钻杆在设计轴线上。逐节钻进，直至将钻杆钻入拖管坑。钻进过程中用无线手持式测量仪跟踪监测，严格控制钻头轨迹，沿设计轴线迈进，如偏差不不大于规定规定及时调节。4钻杆线性与速度控制。钻杆线性直接关系到钻进速度及孔外压力变化，施工中保持钻杆线性并控制钻进速度，控制地面沉降量在较小范畴内。5灌浆压力控制。在不同土层中穿越做好泥浆调配，施工中控制灌浆压力(普通在5Kg内)。即保证施工效果，又减少地表沉降量。4.3.3成孔与泥浆护壁 (1)钻井液。水平定向钻机钻进中，钻井液用于稳固孔壁、减少回转扭矩和拉管阻力、冷却钻头和发射探头、清除钻进产生土屑等，它被视为导向钻进“血液”。普通采用优质膨润土制备。(2)钻进液循环。钻进时钻进液会从另一边上口返出，这时要使用两套泥浆循环系统解决，或运走泥浆，减少环境污染。4.3.4扩孔施工：导向孔成型后，取下导向钻头，接上反扩钻头、分动器，即可进行回拖扩孔。在拖管坑一端钻杆上，依次装上不同规格扩孔器，运用导向钻机回拉钻杆进行扩孔，直至将土孔扩大至设计孔径。 图3 扩孔钻头4.3.5拖拉管施工 扩孔完毕后，即可拉入需铺设成品管。管子预先所有连接妥当，以利于一次拉入。本地层状况复杂，如：钻孔缩径或孔壁垮塌，也许对分段拉管导致困难。拉管时，将扩孔器接在钻杆上，然后通过单动接头连接到管子拉头上，单动接头可防止管线与扩孔器一起回转，并拧坏管线。为保证钻孔畅通，回拉时，可向孔内泵入润滑液。 图4 拖拉管施工4.3.6注浆加固地基为了避免地面沉降，提高地基土承载力（或防止管涌并隔断水源），拉管完毕后需要进行注浆加固。拉管施工前在管线前端连接两根与PE管同长度25钢管,与管线一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。到达终点后，解除25钢管与管线连接，在两根钢管前面各加一根6长同直径注浆花管。每拽入6，把钢管和拉管机连接取消，换成和高压注浆泵连接。注入1：1水泥、粉煤灰浆液（0.4Mpa），从而置换触变泥浆，补充管线周边空隙。然后再换再拉，再拉再注，重复进行。直到把钢管所有拉出，注浆结束。 五、施 工 技 术5.1工程设计计算511轨迹测量 一旦选取拟定了施工位置，就应当对钻孔轨迹作测量并准备详细图纸。钻孔轨迹和基准线最后精度取决于测量资料精度5.1. 2轨迹设计参数：1覆盖深度 完毕岩土勘察，拟定了穿越轨迹，就可拟定穿越覆盖深度，需要考虑因素涉及钻孔施工对地面道路、建筑物或河流影响，以及对该位置已有管线影响。推荐穿越最小覆盖深度不不大于钻孔最后扩孔直径6倍以上；在穿越河床时，应在河床断面最低处之下5m米以上。2钻孔轨迹控制 钻进导向孔时，每23m应进行一次测量计算。3钻孔直径计算 依照导向孔与适合成品管铺设孔直径大小和地层状况，扩孔可一次或多次进行。最后扩孔直径按下式计算： K1适合成品管铺设钻孔直径 成品管外径K1经验系数，普通K1=1.21.5，本地层均质完整时，K1取小值，本地层复杂时，K1取大值。4 拉力计算拉力计算：F拉=(G+ G)n G-管道总重量在X方向分量 -摩擦系数 n-安全系数经计算拟定所选用拉管机能能否承受承受该拉力。5.2 设备仪器5.2.1水平定向钻机 可分为两类：地表始钻式和坑内始钻式。地表始钻式钻机普通为履带式，可依托自己动力自行走进入工地。铺设新管时它们不需要发射坑和接受坑，但管线连接时仍需要开挖。地表发射钻机有几种桩定方式将钻机锚固在地上，性能完善钻机桩定系统可以是液压驱动。 图5 地表始钻式钻机坑内始钻式在钻孔两端都需要挖坑，但可在空间受限地方操作。某些设计更紧凑钻机发射坑，可只比接管所需坑稍大一点就行。坑内发射钻机固定在发射坑中，运用坑前、后壁承受给进力和回拉力。某些地表发射钻机是整装式，载有钻进液用搅拌池和泵，以及动力辅助装置、阀和控制系统；也有采用搅拌池和泵等设备分离配备。钻进液通过钻杆柱内孔泵送到钻头，再从钻杆与孔壁环空内返回，并把破碎下来钻屑携带至过滤系统进行分离和再循环。钻机，特别是地表发射钻机，配备有一种钻杆自动装卸系统，定长钻杆装在一种“传送盘”上，随钻进或回扩过程而自动从钻杆柱上加、减钻杆，这种操作与一种自动螺纹拧紧和卸开装置配合进行。由于钻杆自动装卸系统加快施工速度、提高施工安全和减小劳动强度。5.2.2导向系统导向系统有几种类型：最惯用“手持式(walk-over)”系统和有缆式导向系统 “手持式(walk-over)”系统（如下图4），它以一种装在钻头后部空腔内探测器或探头为基本。探头发出无线电信号由地面接受器接受，除了得到地下钻头位置和深度外，传播信号还往往涉及钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度。这些信息转送到钻机附属接受器上，以使钻机操作者可直接掌握孔内信息，从而据此作出任何有必要轨迹调节。有缆式导向系统用通过钻杆柱电缆从发射器向控制台传送信号。虽然缆线增长了复杂性，但由于不依托无线电传送信号，对钻孔导向就可以跨越任何地形，并且可以用于受电磁干扰地方。图6 手持式(walk-over)导向系统5.3钻进液钻进液普通是钻进泥浆。钻进泥浆功能重要是维持钻孔稳定性。此外，泥浆尚有携带钻屑、冷却钻头、喷射钻进等功能。管道与孔壁环状空间里钻进液尚有悬浮和润滑作用，有助于管道回拖。钻进泥浆经泥浆泵泵入钻杆，从钻头喷射出来，在经钻杆与孔壁环状间隙还回地面。钻进液是一种由清水+膨润土+少量聚合物+解决剂混合物。膨润土是惯用泥浆材料，它是一种无害泥浆材料。钻进液应在专用搅拌池中配制。从钻孔中返回泥浆需经泥浆沉淀池或泥浆净化设备解决后，再送回供浆池，或与新泥浆混合后再使用。 六、质 量 控 制6.1水平定向钻进铺设管线施工施工应执行下列规范及原则都市地下管线探测技术规程 水平定向钻进技术指南 成功中型定向钻进施工指南 水平钻进安全操作指南 水平定向钻进铺设管线铺设工程技术规范 6.2施工前通过全站仪沿地面上拉管中心线每3米设立一桩（有障碍物除外），并沿拉管中心线撒好白灰线且测出桩高程，算好桩高程与设计管线流水面关系，保证流水坡度精确。6.3操作人员遵守制造商推荐原则化程序，有助于提高深度测量精确性。6.4管线在孔内拉动过程中受重力作用，会发生管道下沉现象，因而导向钻进钻进点选取在略高于设计管中线地方，以减低管道自重对高程影响。6.5为防止泥浆流失导致塌孔，应保持在整个钻进过程中有“返浆”，并依照地质状况变化及时调节钻液配比以产生不同泥浆。6.6施工场地开阔是，应尽量减少入土和出土角度，以减少拖拉管摩擦力。6.7拉头应与管线连接牢固，密封严密。6.8拉管机操作人员要依照设备数据均匀平稳牵引管道，切不可生拉硬拽。6.9用管线封套将管头密封严密，防止泥浆进入管线。七、安 全 控 制7.1在开始工作前和施工期间，应对所有参加施工工地工作人员做安全技术交底，特殊工种持证上岗；7.2在工作开始前向本地公用地下管线部门查询，理解施工区域地下管线状况：提前防范高压电缆、燃气、输油、光缆、供水等地下危险，7.3严格用电管理，现场暂时电线路按规范规定布设，必要由持证专职电工上岗操作，采用三相五线制供电系统，各类电器设备均安设安全保险装置，严格执行一机一闸一保护。7.4在工地和交通道路上设立警示标志。工地处在交通路段，工人应穿上醒目安全服或其他防护衣。7.5最佳使用有防电能力安全帽、护眼罩、绝缘手套、防护面具等防护装备。不戴首饰和穿宽松衣服，以免被机器卷入或牵绊。7.6使用钻杆不要超过生产厂家容许最大扭矩和拉应力。7.7如果遇到钻进突然减慢或停止，应拟定与否遇到障碍物，然后再进行钻进作业。7.8穿越道路、桥梁和建筑物等基本时，应意识到钻进液液压作用危险，这些建筑物有升或降也许。 八、环 保 措 施8.1 健立健全环保管理组织机构，编制环保办法，对施工存在污染源进行评估，拟定工程施工环节存在污染源级别，重大污染源制定防治预案并编制演习筹划。8.2 防扬尘办法1.专人负责现场及道路洒水防尘工作，施工便道定期洒水，保证道路有车辆通行时不扬尘且无水洼、泥浆。2. 进入施工现场车速放慢，防止扬尘；禁止超载且车厢遮盖严密，防止水泥、石灰以及其她易飞材料洒落或细小颗粒材料飞扬。3. 禁止车辆带泥上路。4.严格执行都市市容、环保部门规定。 8.3 防止施工噪声污染办法对施工噪声进行严格控制，减少旧设备使用，夜间禁止使用大功率设备，以便最大限度减少人为施工噪声。8.4泥浆解决大量泥浆普通在工程结束时才进行解决，解决经济性依现场详细状况而定。泥浆可做如下解决：1在另一钻进点再次使用；2撒布到未开发土地提高水土保持；3用排污车排放到垃圾场。