北标污水管道管导定向牵引托管施工技术方案.doc

丁山北标牵引管施工技术方案
第一章：工程概况
1.1概况：
由于纬十支路、经六支路南线、经七支路部分路段邻近地块厂房主体已基本建成，基础为预应力管桩基础，侧向承载力较差，距离沟槽边沿仅8m，对沟槽支护规定较高，为安全施工我单位出具了《施工业务联系单》，经业主和设计核算后，为安全起见，对部分排水管道设计进行了如下调整：
1、纬十支路：桩号K2+350-k2+680相应污水管道，纬十支路W-8~经七支路W-18，管径DN300；
2、经七支路：桩号K2+300-k2+825相应污水管道，纬十三路W-8-1~经七支路W-18，管径DN400；
3、经六支路南线：桩号K2+300-k2+822相应污水管道，纬十三路W-4-1~经七支路（南）W-16，管径DN400；
1.2 水文、地质情况
1、地质情况
拟建场地内地表为吹填土，吹填后地面标高约+4.00m（黄海高程），自上而下土层依次为①1细砂素填土、①2吹填土、②粘土（+1.95m左右）、③1含粉砂淤泥（-6.25m左右）、③2淤泥（-24.45m左右）、④淤泥质粘土（-31.75m左右）、⑤粘土（-40.85m左右）。

2、水文情况
本工程范围内地下水位埋藏较浅，地下水丰富。地层透水性方面，粉质粘土、淤泥及淤泥质土残积粉质粘土为弱透水层，各砂层为强透水含水层。

第二章：编制重要依据
2.1、设计变更图纸
2.2、施工地区的水文、地质勘查资料
2.3、埋地高密度聚乙烯（HDPE）管道工程施工及验收规程
2.4、水平定向钻进管线铺设工程技术规范

第三章： 施工计划
一、施工进度计划

根据实际情况拟一段牵引长度为两至三个井段，控制在150米之内。每段作业时间约五天。完毕一段牵引后立即进行下一段牵引，并开始进行完毕牵引段检查井施工。
本工程计划2023年08月01日开工，至2023年09月10日结束。

第四章：施工工艺
4.1、工作原理：

水平导向钻进法，它的重要特点是，可根据预先设计好的牵引线路驱动装有契形钻头的钻杆从地面钻入，地面仪器接受由地下钻头内传送器发出的信息，控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达目的地，然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器，使之可以在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。在整个工作中，特别的混合机组提供的钻孔混合液不断地从钻头的钻口嘴喷出，用以润滑钻头，钻杆和加固钻道，以提高整个工程的工作效率。

4.2 工艺流程

1、准备工作
前期调查：进场后调查施工范围内有无地下管线，摸查清楚后才干进行施工。
方位定位：根据施工图纸，进行测量放样。并根据施工范围的地质情况、埋深、管径拟定管材和一次牵引的管道长度，并设计好钻杆轨迹。
2、打导向孔
定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头，钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有一个斜面，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接受器接受或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。
一方面将探测棒插入导向头内，导向头后端与钻杆连接，然后用顶管机给钻杆施加压力，推动导向头，将导向头打入地下；导向仪可随时接受导向头的方位与深度，顶管机可根据此信息及时旋转导向头，使导向头随时改变深度和方向，在地下形成一条直径为100mm的圆孔通道，孔道中心线即为所需敷设管道的中心线。
3、扩孔、成孔
在孔洞形成后，将导向头卸下，装上一钻头，钻头孔径比孔洞大1.5倍，然后将钻头往回拖拉至初始位置，卸下该钻头，换上更大的钻头，来回数次，直到符合回拖管道规定。为了防止塌孔，在注射的水中加入外加剂，该外加剂有固化洞壁。润滑钻杆等作用。
4、牵引管道
钻孔完毕后，将管材按连接成需要长度，将管材两端封闭，一端与钻头相连，将其一次性拖入已形成的孔洞中，即完毕整个埋管工序。
5、砌筑检查井
牵引管施工完毕后需要进行检查井施工，在牵引管末端砌筑检查井。
6、验收
根据设计及验收规范进行闭水实验等验收工作。
4.3、施工设备
采用国产ZT-25牵引钻机，马克3导向仪。另配功率为45KW的不断钻射流循环泥浆搅拌系统，可快速制备钻进用泥浆；操纵台全功能数字仪表显示，独立的液压锚桩系统。钻机整体性能优越。
 回扩钻具和辅助设备的选择范围非常广泛，许多都具有特殊设计的提高性能特点。扩孔器为子弹头形状，上面安装有碳化钨合金齿和喷嘴。扩孔器的后部有一个旋转接头与工作管的拉头相连。对复杂地层条件进行了有利的特殊设计，其涉及用于岩石中扩孔的扩孔头。

钻杆规定很高的物理机械性能，必须有足够的轴向强度承受钻机给进力和回拖力，足够的抗扭强度承受钻机施加的扭矩；要有足够的柔韧性以适应钻进时的方向改变；还要尽也许地轻，以方便运送和使用；同时，还要能耐磨损与擦痕。

定向钻进技术要依靠准确的钻孔定位和导向系统。随着电子技术的进步，导向仪器的性能已有明显改善，能获得相称高的精度。
    导向系统有几种类型，最常用的如“手持式(walk-over)”系统，它以一个装在钻头后部空腔内的探测器或探头为基础。探头发出的无线电信号由地面接受器接受，除了得到地下钻头的位置和深度外，传输的信号还涉及钻头倾角、斜面面向角、电池电量和探头温度。这些信息也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的轨迹调整。

4.4 管材的选择
本工程采用Ф400、Ф300 PE（100）实壁管，（12KN/m²、PE100材料、SDR17、对接热焊接口）该管材符合以下规定：
1、抗外压能力强，能承受较大拉力的管材。
2、具有较好的柔韧性，能较好的适应沉降，从而提高管道的抗震能力。
3、单位重量轻。在牵引过程中减少与孔壁的摩擦力，提高施工效率和节约成本。
第五章 施工方案
5.1 施工准备工作

1、钻杆轨迹设计
根据地下管线布置图设计钻杆的钻进轨迹。轨迹涉及两个部分，造斜段和铺设段。由于该段管为重力流截污管，必须按设计流水标高埋设，埋深的按照设计提供的流水标高拟定。
造斜段：
1．造斜段距离L：
L＝[h(2R1-h)]0.5
式中：h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1200d,代入数据即可计算出L值。
2．钻杆入射角a：
a＝0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}
式中各字母意义同上式，求出a值。
3、施工重要技术参数：
泥浆压力1~5Mpa，流量：50~90L/min ,泥浆比重：1.8~2.0g/cm3,
钻机转速：160转/分，扭矩： 8000~10000N.m，推拉力：18~20T

5.2 施工测量
1、平面控制放线
平面控制及放线，依据现有边线，通过勘测方提供的控制点引测本工程的定位点，为保证施工各阶段控制点网，坐标及高程的准确，一方面对施工现场内各控制桩加以保护。并把各控制点引测至现场外加以保护，以便竖向引测放线。同时要做闭合校核。
施工前通过全站仪沿地面上拉管的中心线每3米设立一桩（有障碍物的除外），并沿拉管的中心线撒好白灰线且测出桩高程，算好桩高程与设计拉管流水面的关系。
2、高程控制
高程控制根据勘测方提供的水准点引测施工现场的高程控制点。根据本工程的实际情况，在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护。
高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法，保持精度。为保证设计方向、位置的对的性，控制线的传递用经纬仪进行引测，保证平面位置的准确。
5.3、基坑开挖
每段牵引需要挖掘2个工作坑，涉及入口工作坑、出口工作坑。均采用人工、
机械结合挖掘，根据需要采用密扣钢板桩支护。2#工作坑开挖尺寸为1.5ｍ宽×6ｍ长、1#接受坑尺寸为1.5ｍ×6ｍ（根据情况可做调整）。工作坑深度根据拉管
流水面高程拟定。
出口工作坑是回拖时提供排水管入洞工作坑，出口工作坑尺寸和施工方法与入口工作坑相同。为保证工作坑内干燥和扩孔施工,在工作坑南侧设（4ｍ宽×1.5ｍ长×1.5ｍ深）泥浆沉淀池,并在池底设泥浆泵随时将多余泥浆抽出坑外。
施工工序为：打钢板桩支护→挖土→清运余泥→工作坑围护。
5.4、钻机就位
钻机运到现场必须先锚固稳定，钻机假如锚固不稳，将会发生功率损失或者功率作用在机器身上，导致机器和人的伤害。钻机是依靠地锚座和后支承与地基固定的，安放钻机前应先平整场地，根据预先设计的的钻机倾斜角度进行调整，依靠钻机动力将锚杆打入土中，使后支承和前底座锚与地层固结稳定。
钻机就位后，调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程的位置，水平钻入土中。在导向钻头中安装发射器，通过地面接受器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电状况等参数将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。地面接受器具有显示与发射功能，将接受到的孔底信息无线传送至钻机的接受器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按对的的轨迹钻进。在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进路线图的偏差，随时调整。并把调整数值记录在“钻进位置”相应的表格中。
为了保证导向头能严格按照操作人员发出的指令前进，需要在管道线路初步布点后对控制点进行加密加细。间隔3m设中线、高程控制点，用木桩做出明显标志，并在桩点周边用混凝土砌出护墩加以保护。控制人员严格按照点位，操纵仪器。
根据以往的施工经验，PE管在孔内拉动的过程中受重力的作用，会发生管道下沉现象。因此在本工程中，导向钻进的钻进点选择在略高于设计管中线的地方。以减低管道自重对高程的影响。
5.5 钻液的配置
钻液的好与坏对于拉管施工的成败起到了极关键的作用。钻液具有冷却钻头、润滑钻具，更重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
为改善泥浆性能，有时要加入适量化学解决剂。烧碱（或纯碱）可增粘、增静切力、调节PH值，投入烧碱量一般为膨润土量的2%。
泥浆配置采用：膨润土（进口）：35%~45% drigpae (进口)1%~2%
烧碱：0.5%~0.8% 水：65%~55%

5.6、 导向钻进
采用精度为0.1%的导向雷达控制钻进标高，导向标高控制在管中心线位置。
钻杆轨迹的第一段是造斜段，控制钻杆的的入射角度和钻头斜面的方向，缓慢给进而不旋转钻头，就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜段完毕处，接下来的是排水管流水段的钻进。旋转钻头，并提供应进力，钻头就能沿水平直线钻进，由于在钻头位置安装了最先进的探测仪器，在钻进过程中通过地面精密接受仪器，通过接受仪器数据调整钻头角度，使得钻进按照流水线标高路线前进。到达出口工作坑，完毕钻孔工序。
（一）钻进操作：
1.检查钻机的测量仪器的电源是否充足，局限性的更换电池，特别是探头电池更不可马虎。
2.按照测量仪器使用规范操纵仪器。
3.探头装进探头盒内，打开接受机和同步显示器，转动探头盒检查仪器是否正常。
4.把探头盒与钻头接好并连接在钻杆上，开机输送钻进液，检查钻头喷嘴是否畅通。
5.启动机器进行造斜和水平导向钻进。
钻进操作需要注意的事项：
1.钻杆的上、下接头对正，边缓慢给进动力边慢转上扣，，不得拧得过紧。
2. 钻机就位要严格对中，保证钻机平稳、水平钻进。开钻前要认真检查钻杆，发现弯曲要及时调直或更换。
3.钻进速度不宜过快，应根据地层条件合理调定给进力。根据土层类别来拟定钻进速度，在松砂层不宜超过3m/min ,在硬土层中，钻进速度以钻机不发生跳动为宜。并经常检查钻头磨损限度，发现磨损严重，及时进行补焊修复。
4.造斜顶进时，每次顶进进尺控制在0.5m左右为好，曲线要缓。
5.钻杆内不得进脏物，以免堵塞钻头喷嘴。
6.当机油压力报警指示灯亮时，说明油压不正常，要进行检查。
7.当机油堵塞报警指示灯亮时，要更换机油滤芯。
8.改变水泵排量时，先摘开离合器，不得带速换档。
9.当水泵较长时间不工作的情况下，应将其变速箱挂空挡，后合上离合器，以保持离合器操纵系统中的分离轴承。
10.按规范开动钻机后，不允许立即用全负荷钻进，必须先进行试运转，拟定各部分运转正常后，方可开始钻进。
（二）钻头位置监测
钻机随机配有一手提式地表导航仪，用以拟定钻头在地底的位置，监测钻头是否偏离设计轨迹。在造斜段，钻头每钻进10cm就测一次钻头的位置，在平铺段每隔20cm就监测一次。假如发现偏离轨道，就通过调整钻头斜面的方向，进行纠偏。但纠偏不能太急，由于钻杆毕竟具有一定的刚度。应当在几根钻杆内完毕纠偏，不能在一根钻杆内完毕纠偏，同时也要注意不要纠偏过度。
5.7、 回拉扩孔
回拉扩孔牵引时，泥浆作用特别重要，孔中缺少泥浆会导致塌孔等意外事故，使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。考虑到地层泥浆较易漏失，泥浆漏失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大。因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”，并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆。
钻头到达出口工作坑，钻进工作完毕，但是孔径还没有达成铺设规定。本
工程管径为DN300和DN400，可一次扩孔成型。
5.8 管道焊接（电熔焊接）
管道接口质量的好坏直接影响到拉管施工的成功进行，因此要严格按以下操作环节执行。
热熔连接：
a、热熔连接前、后连接工具加热面上的无污物应用洁净棉布擦净。
b、热熔连接加热时间和加热温度应符合热熔连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定。
c、热熔连接保压冷却时间内，不得移动连接件且连接件上不得施加任何外力。
d、管道连接前，管材固定在机架上，取下铣刀，闭合卡具，对管子的端面进行铣削，当形成连续的切削时，退出卡具，检查管子两端的间隙（不得大于3mm）。电熔连接面应清洁干净，刮初表面皮。
e、热熔对接连接，两管段应各伸出卡具一定的自由长度，校对连接件，使其在同一轴线上，错边不宜大于壁厚的10%。
f、加热板温度适宜（220±10℃），当指示灯亮时，最佳再等10分钟使用，以使整个加热板温度均匀。
g、温度适宜的加热板置于机架上，闭合卡具，并设系统的压力。达成吸热时间后，迅速打开卡具，取下加热板。应避免与熔融的端面发生碰撞。
h、迅速闭合卡具，并在规定期间内，匀速地将压力调节到工作压力，同时按下冷却时间按钮。达成冷却时间后，再按一次冷却时间按钮，将压力降为零，打开卡具，取下焊好的管子。
i、卸管前一定要将压力降至为零，若移动焊机，应拆下液压软管，并做好接头防尘工作。
j、合格的焊缝应有两翻边，焊道翻卷的管外圆周上，两翻边的形状、大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹，两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。
k、管道连接时，施工现场条件允许时，可在在沟槽上进行焊接，管口应临时堵封。在大风环境下操作，采用保护措施或调整施工工艺。
5.9 回拉敷设管道
PE管焊缝和管道强度检查合格后，即可进入拉管施工。一方面用现场制作的“PE管封套”将管头密封，然后在管头后端接上回扩头，然后接上分动器进行接管，将管子回接到工作井后，卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆，堵上封堵头，进行闭水实验。
5.10、闭水实验
污水管安装以及检查井砌筑完毕后，进行闭水实验。闭水实验如未能通过，应立即将管内的水抽干，仔细检查渗漏因素，并修补。
5.11、拉管的质量控制方法及规定
1、管铺设规定规定：
PE管铺设满足排水规定，PE管无向上的折点。水平最大偏差0.2米。纵向垂直最大偏差0.1米。保持管内壁干净，拉管过程中封堵内壁。
2、 拉管过程中，操作手严格按照地面预布控制桩的平面位置和高程控制钻头走向，每隔水平距离3米校核一次。
3、 管道内底高程的复测
管道拉通后，应对管道内底高程进行复合测量。用钻机将装有探测器的钻头在管道内拉动，实验人员根据探测器发出的信号来拟定钻头的深度，通过换算后即计算出管内底高程。得出的结果和原始控制轨迹高程进行比较，就得到各桩位高程偏差数值。
第六章 施工资源配置
6.1 临时用电布置
临时用电将严格按照相关规定进行使用，并有专人进行临电管理，维护，保证安全。
6.2、重要机械设备需用计划
在本工程施工中，我单位将安排技术先进、性能优越并且满足施工进度规定的机械设备进场施工。
重要机械设备需用计划
序号
机械名称
型号
数量
单位
1
水平工程钻机
ZT25
1
台
2
管线仪（穿管器）
RD3000
1
台
3
电焊机
3PNL
1
台
4
发电机组

1
台
7
定向探测仪
RD386
2
台
21
电热熔机
20T/50T
1
台

第七章 文明施工措施
7.1、施工围闭
1、在工地的首尾端或与其他道路的交汇处安放施工告示牌和交通导向牌。
2、在施工范围进行全封闭施工，夜间设警示闪灯。
3、在施工范围内安排专职巡查员，负责维护文明施工设施。
4、派人定期清扫，保证工地周边环境卫生。
7.2．机具材料管理
1、材料进场后进行分类并指定地方堆放，保证施工现场道路畅通，场地整洁，并按照ISO9002文献有关规定进行标记。
2、施工机具统一在拟定场合内摆放。
3、所有施工机具都必须保持整洁机容，天天进行例行保养。
7.3、散体物料的管理
1、所有运送散体物料的运送车均应符合温州市对散体运送车的规定，不污染城市道路。
2、将余泥运至指定地点堆放，所有散体物料运送车辆都保持整洁。
7.4、环保措施
加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械、运送车辆作业时所产生粉尘进行控制，并定期对施工现场周边地面进行淋水，减少灰尘对周边环境的污染。

第八章 施工进度计划保证措施
8.1技术管理人员保证
施工中充足发挥项目经理部领导班子的管理职能作用，配合强有力的专职施工管理人员，采用科学管理，持证上岗，责任贯彻，按计划部位统筹安排。
8.2劳动力保证
8.2.1 根据施工进度计划，重要劳动力的配置按阶段配置。根据不同阶段
对工种人员的不同规定，进行分阶段配置，以满足关键线路控制点的规定和进度计划分项目的的规定，同时优化劳动力配置（涉及工人技术等级、体能素质、思想素质等方面）。
8.2.2本工程的施工人员有丰富的施工经验与技术，能解决施工中所碰到技术难题。施工中选择精干的施工队伍，加强劳动力科学管理，科学地组织施工。
8.2.3按照总的施工部署，提前做好队伍的选择、培训、教育、考核工作，合
理使用劳动力，保证施工队伍的整体素质,操作者必须按作业指导书施工。配备足够的施工力量，保证工程进度。
8.3工程材料保证
材料供应部根据工程总进度计划编制《材料供应计划》，提前备好工程所需各种材料。本公司项目部可以提供充足的施工材料，保证工程的需要。
8.4 施工机械保证
运用我们的优势，全面采用机械化施工，加快施工进度，减少劳动强度。本工程运用我公司长期合作单位的专业施工机械进场施工，能满足大型工程施工规定。加强对工程机械的检修保养工作，保证机械设备无端障运转，提高施工设备的运用率和完好率。
8.5加强计划管理
加强在本工程各施工队伍之间的协调配合，共同完毕任务。当工程进度受到客观因素影响时，应加强计划的跟踪修订工作，随着计划的修订，保证资源的供应，以保证进度目的的实现。 根据总体计划规定，相应的管理部门应做好原材检测和过程检查及不合格产品控制等项工作，以防止导致因返工而影响进度，并应采用防止措施，以保证工程顺利进行。
第九章 质量保证措施
（1）对施工人员进行工程质量意识教育，使职工在施工时按施工操作规程操作施工，保证工程施工质量。
（2）认真对现有地形进行勘察，在施工前认真进行技术交底，认真编制管道的拉管路线图，在施工过程中认真对照编制的路线图进行拉管。
（3）跟踪测量：及时做检测记录，发现偏离拉管线路，及时告知操作人员进行纠偏，保证拉管线路在设计线路的轨迹下到达终点。
（4）原材料
把好原材料质量关，各种进场原材料的出厂合格证、质量证明书应齐全，并加强材料实验、检查工作，不合格材料不得投入使用。
（5）关键点控制
管道安装：管道安装应严格控制电热熔焊接加热时间、冷却时间。保证管
道的中心及高程准确。

第十章：安全保障措施
　　由于施工中的地质情况复杂、距离较远等特点，在施工中必须设立必要的安全保护措施，重要有：
　　1、远距离遥控紧急停机装置，随钻跟踪测量者应时刻保持与钻机操作手的联系，一旦发生意外应及时处置。目前一般采用无线通信联络方式，有时由于受到当时本地环境的影响这种方式己不能应付紧急突发事件。所以在施工中应由随钻跟踪者采用紧急措施停止钻机工作，待解决完后，由后者解除对钻机的限制后，方可启动钻机。
2、进行具体的工程安全技术交底,每个部位,工序施工前,均进行相应的技术交底,严格按照三级安全技术交底的规定,使各级施工人员清楚掌握各工序的安全技术规定规定,以及施工工艺和技术规范,做到心中有数,保证施工过程中的施工安全。
3、基坑的安全保护措施
1）挖出的土方应放置离基坑有一定距离的地方，不得随意堆放在基坑顶，以免加重土坡压力和阻碍施工。
2）基坑开挖不得超挖，如发现有超挖情况应回填解决，并给予夯实。
　3）施工时应注意观测坑缘顶面上有无裂缝，坑壁有无松散、塌落现象发生，保证施工安全。
4）坑缘边留有护道，静载距坑线不少于0.5m，动载不少于1.0m。