2015年南昌市中低压改造工程.doc

2015年南昌市中低压改造工程（顶管）

技
术
实
施
方
案

施工单位：江西恒华建筑工程有限公司
项目负责：万建华
技术负责：朱庆东
编制日期：2015年3月

目 录
一、工程概况
二、施工计划
三、为本工程投入的施工机械设备及钻机机具设备
四、主要施工人员
五、确保工程质量的有关技术组织措施
六、确保安全生产的技术组织措施
七、确保文明施工的技术组织措施
八、确保工期的技术组织措施
九、应急预案
十、质量保证体系与质量控制措施

一、 工程概况：
本工程为2015年南昌市中低压改造工程（顶管），为加快施工，确保工程按期完成，根据本工程的技术特点、地质资料、设计要求、施工规范要求和以往的施工经验，确定施工方案。
1.工程概况。
该管线工程第一处为红谷滩、第二处艾溪湖、第三处高新、第四处白马、第五处邓埠、第六处迎宾大道、第七处象湖，施工采用水平定向钻穿越。
二、施工计划
1．施工进度：
（1）前期准备工作、设备进场等工作1天。
（2）导向孔穿越、逐级扩孔及回拖管3天。
（3）设备撤场1天。
2．施工方法的选择
2．1根据地质勘察资料，设计要求、定向钻机性能及现场情况，决定采用徐工-40定向钻机。
钻机技术特点：
A、设备机械化程度高，结构布局合理，整体性好。
B、结构简单易于操作。
C、钻机倾角可调，适应不同铺设管线设计深度和不同施工场地条件。
D、钻机具有足够的回拉力和较大的回转扭矩，满足反扩拉管要求。
E、易于随时监测钻进方向，调整孔底钻头，控制钻进轨迹。
F、及时监测钻进参数和地层变化。
2.2 施工方法的特点
（1）精确性。拖管轨迹准确、精度高，满足设计要求。
（2）方向可控性。在整个施工过程中，随时可确定管线的位置及埋深。
（3）施工周期短。本工程计划施工工期5个工作日。
（4）广泛的适应性。适用于复杂的地质结构，适用于地下管网分布复杂的地段。
2.3施工准备
（1）勘察现场：勘察并复测入土点、出土点标高和水平距离；对穿越现场的周围建筑物、地形地貌、道路情况、土壤状况、水源进行考察；对穿越钻机等设备设置的场地大小进行测量确认。
（2）场地准备：根据现场勘察穿越作业区需要长12m×宽4m 的作业场地。
（3）查明道路地下设施及各种地下管线：结合业主或监理、甲方提供的地下管线资料，地有关部门在穿越中心线上是否有电讯、电力、供水、输油、燃气等地下线路设施，可用信号探测器沿穿越路线全线探测。
（4）检验水质情况：取水井化验，看水质能否满足泥浆制浆的要求且制定泥浆配比方案。
（5）编制施工方案：根据现场实际情况和工程特点，编制周密、切实可靠的穿越施工方案、进场方案、施工现场布置方案。
（6）施工前组织设备保养及施工人员的培训（施工人员岗位安全培训和HSE管理培训）
2.4测量放线、轨迹设计及预防钻孔时呈“S”形的措施：
根据管材、钻杆的曲率半径，工作场地、地质情况及设计要求，制定出钻进轨迹，计算确定出入土点、出入土倾角、坡向、曲率等技术指标，作出定向钻进的轨迹图。控向技术设备采用英国DCI公司生产的DIGITARK定向系统,该定位仪可通过坡度、钟点数、埋深及三点一线技术，能够确保钻孔轨迹达到设计求。
2.5三通一平
整修作业场地：穿越作业区需要长12m×宽4m 的作业场地，具体为：
1）、首先将作业区平整压实。
2）、在入土点用单斗开挖3×1×2m工作坑，防止泥浆四溢，污染环境。
3）、同样在出土点开挖3×1×2m工作坑，用来防止泥浆四溢，污染环境。
4）、施工用电：配备一台25KW发电机为搅拌系统．抽水机．照明等设备供电。
5）、施工用水：施工用淡水取用自来水；膨润土及必要的添加剂要及时运到。
6）、钻机及配套设备就位：按施工布置图将钻机及附属配套设备安放在预定位置，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。挖蓄水池及地锚坑：沉淀池尺寸如下图所示，开挖排浆坑及锚坑时要留出足够边坡。地锚坑的处理按技术要求进行。在入土点挖地锚坑。
地锚坑完成后，先将地锚放入穿越的地锚坑内，将地锚和钻机进行连接，保证在回拖管线过程中地锚的稳固。地锚形式如下示意图：

钻机下所垫钢板

地锚

○入土点

7）、泥浆配制：按操作要求及地质情况予设配制方案，确定正确的混合次序，按不同的地层配制出符合要求的泥浆。
8）、扫线：按施工要求将地面杂物和障碍推掉，对低洼地带要垫土推平压实，确保施工机上设备顺利进场作业。
9）、作业场地布局图及穿越示意图附后
2.6控向系统调校
严格按控向系统调校程序对定位系统进行调校。
2.7试钻
调试完成后，按地质条件、工程需要配好足量泥浆，进行钻机泥浆试喷射，钻机试钻进2～3根钻杆，检测各部位、各系统的运行情况，发现问题及时处理。
1、 定向穿越工艺流程图
施工作业带清扫

测量放线

修筑便道、平整场地

设备进入场地

设备摆放
钻机、发电机、控向系统、泥浆系统调试
开挖泥浆池

配制泥浆

钻机就位

业主、监理、项目经理批准

回
收
返
回
泥
浆
返
回
泥
浆
除
沙
处
理

导向孔钻进

四次预扩孔

洗孔作业

回拖管线

管线测径

监理确认

退场，搬迁设备

检查穿越记录
恢复地貌

处理浆泥，回填泥浆池

竣工验收

2、穿越施工人员组织图
公司项目部

穿越施工负责人
现场负责人
协调负责人

40吨钻机组
组队长：1人
司钻： 2人
控向： 2人
技术： 1人
安全： 1人
泥浆： 2人
技工： 1人
视情况聘
临时力工：2人

后勤供应组

协调：1人

材料供应：1人

15人

3.导向孔施工:导向孔施工是穿越工程的控制性施工工序

4. 逐级预扩孔是保证管道顺利回拖的有力措施
导向扩孔：本工程将导向孔孔径扩大至所铺设的管径1.5倍以上，以满足穿越土层及拟拖管道的要求。铺设外径6Φ200㎜PE管，需要6次预扩孔工作：Φ250mm、Φ400㎜、Φ500mm、Φ600mm、Φ800mm、Φ900mm、Φ1000mm、Φ1100mm。
在扩孔工作中，司钻手要密切注意司钻台各仪表的读数变化，充分掌握地下钻进情况，随时做好钻进参数调整；泥浆工程师观察井眼泥浆返出情况，以便准确判断钻进过程中的地质情况，来决策钻进泥浆配比及供给，泥浆工程师随时与司钻手保持联系，确保扩孔成功。
5.管道回拖铺设
（1）导向孔钻进完成，进行扩孔工作同时完成回拖管道的摆管，铺垫，加固及沿线的防护工作。
（2）当扩孔完成后，装上扩孔器、万向旋转接头、“U”型环，即将Φ800㎜的扩孔器与6Φ200㎜PE管用分动器连接，然后管线检查合格后，在钻机旋转牵引下，拖入已成形的轨迹孔洞。
（3）预扩孔的钻杆倒运：按穿越长度及预扩孔次数倒运钻杆
（4）在拖管前检查拖管头要焊接牢固，并经检验确认无缺陷。
（5）拖管过程中回拖速度控制均匀。
6.定向穿越作业控制程序
（1） 测量放线：技术人员和控向人员要按照设计确定出穿越的中心线、入土点、出土点，在入土点侧测出钻机安放位置、地锚箱、占地边界等；出土点侧测出焊接管线中心线及位置、占地界等，现场测量完成后，技术人员要及时编写施工计划、方案及措施，并向施工人员技术交底。
（2）场地、便道修整及设备就位；测定出施工场地后，对场地进行平整，消除影响施工的障碍物，保证车辆及吊装设备安全操作。修筑施工便道，保证设备进出现场。根据穿越地质及管径长度，配备一定数量的泥浆罐，准备好泥浆用料，并妥善保管好各类泥浆用料和油品，防止污染施工工地及水源。
（3）钻导向孔及扩孔拖管
a）钻进过程中，控向人员根据探测的各项参数，按照设计图纸要求指挥司钻随时调整钻具方向，遇到泥浆压力异常或仪表读数出现异常时，及时分析钻进情况并处理。
b）根据地层情况控制好泥浆压力及泥浆量，防止泥浆压力过高使地层产生开裂造成大量排浆而污染作业带。
c）设备维修人员做好巡回检查，填写记录，处理可能发生的设备故障。
d）钻完导向孔后，分三级进行预扩孔作业，进行预扩孔施工时，要保障两岸通讯联系畅通，以紧急情况下直接向钻机发出制动命令，停止一切钻机操作，防止人身伤害事故的发生。
e）预扩孔完成后连接焊接的管线进行回拖，回拖作业为连续作业，以防钻孔塌方造成卡钻，同时两岸要加强联系，及时处理异常情况。
7.强化各施工过程泥浆性能调整
（1）井斜段：泥浆的流动性能要好，结构性要强，保证岩屑携带和孔眼清洁，控制泥浆的失水，防止粘土的水化膨胀。
（2）水平井段：要及时调解处理剂剂量，在泥浆的性能调整上要大大地增强其抑制性，严格控制泥浆的失水量，防止粘土的水化膨胀，防塌、防卡；适当降低粘度的切力，提高泥浆的助变性和流动性，保持岩屑顺利返出地面；保证泥浆的润滑性，减少钻具阻力。其基本配方是：2～3%预水化膨润土+0.2%增粘剂+0.1%降滤失剂。
（3）扩孔段：增强泥浆的造壁性，防止井壁塌方，防止缩径。
（4）回拖：提高泥浆的润滑性，保证降低摩阻，增强携岩效果，严格防止钻屑床的形成，防塌、防卡。其配方如下：3%预水化膨润土+0.3%增粘剂+0.2%降滤失剂。
（5）在整个钻进过程中，应努力做好通讯联络，充分利用对讲机、手机等现代通讯工具，使关键人员在整个过程中均处于受控状态，及时准确得到处理施工问题，确保定向穿越一次成功。
8. 泥浆外运
导向孔及预扩孔施工过程中，要指派专人进行沿线巡查，对出现的冒浆及时进行清理，确定冒浆集中处，开挖泥浆坑进行集中清浆减少污染环境。
9. 设备离场
回拖完毕，立即安排设备离场，按照先大型设备、后小型设备的顺序安全有序地撤离设备。
10. 地貌恢复
管线下沟后，分层回填压实；周围环境，尽量恢复原貌；定向钻等设备调遣走后，用挖掘机平整，泥浆沟内泥浆的处理详见（环保措施），机走场面清。
11. 竣工验收
由建设单位工程负责人及监理工程师组织人员按照设计图纸及技术要求进行现场验收签证。

三、为本工程投入的施工机械设备及钻机机具设备
1、穿越项目主要设备
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
HJ-40钻机
台
4

2
泥浆泵
台
1

3
拖车头
辆
1

4
25KW发电机
台
1

5

挖掘机
台
5
租用
6
25T吊车
台
1
自购
7
吸污车
辆
2
自购
8
5吨东风
辆
1
自购
9
10kw电焊机
台
1
自购
10
泥浆罐（12m3/个）
个
1
自购
2、钻机机具设备：
序号
材料名称
规格及型号
单位
数量
备 注
1
水平定向钻机
HJ-40
台
4

2
泥浆泵
BW-320
台
1
电动
3
专用泥浆罐
12立方米
座
1

4
泥浆管、吸入胶管
10” 2米2Mpa
根
2

5
钻杆
Dn73mm*3000mm
米
150

6
发电机
25KW
台
1

7
钻头

个
2

8
拉环

付
10

9
钻机地锚
自制
个
4

四．主要施工人员：
工种
按施工计划劳动力分配情况（单位：人）
1
2
3
4
5
10
项 目 经 理
△

质量负责人
△

安全负责人
△

司钻工程师

△

泥浆工程师

△

控向工程师

△

挖掘机司机

△

拖车 司机

△

工具车司机

△

泥浆车司机

△

辅 助 工

△
交通疏导员

△

炊 事 员

△

后 勤 人 员

△

五、确保工程质量的有关技术组织措施
1. 精度、误差的控制
导向钻进非开挖铺管技术的原理是利用导航仪的导向作用，使导向钻头沿着设计轨迹钻进，使导向钻孔的实际轨迹与设计轨迹相符，完成导向孔施工后，进行回拉扩孔铺管施工；将工作管道铺设在设计位置。该技术的关键部分是导向钻进的导向技术，它是利用放置在钻头内的探头发射信号，地表导航仪器可随时测出钻头位置、深度、倾角和面向角等参数，操作者据此进行造斜钻进或稳斜钻进，及时调整钻孔方向，实现有目标的引导式钻进，即导向钻进。
传统的导航仪解决了钻进过程中钻头钻进方向控制的问题，但这种导航方法仍存在效率较低、信息滞后、控制被动等缺点。传统的导航方法在对钻头进行精确定位和深度测量时必须停止钻进，定位时要比较费时地在两个方向上寻找峰值响应，而且由于探头信号多个峰值的存在，可能会出现误定位的危险。钻头位置与预定轨迹的偏离只有在下一次定位之后才能发现，发现偏离之后由接收机操作者指挥钻机操作者进行钻进方向调整。随着市场竞争的加剧，用户迫切需要一种效率更高、使用更简单、定位更准确的导航仪。英国DCI公司生产的DIGITARK定向系统,该定位仪可通过坡度、钟点数、埋深及三点一线技术，能够确保钻孔轨迹达到设计。
2 . 确保定向钻出土点偏差控制在设计范围内的措施
3. 避免钻进过程中出现抱钻与卡钻现象
出现抱钻与卡钻多数是在粘土和流沙阶段。在粘土中抱钻卡钻是因为粘土塑性高、粘土中钙锰结核含量高块径大（有的在10厘米以上）。高塑性粘土在有利于成孔的同时，也有不利的一面，当该土中水的含量低于其塑限时，就会失去原来的塑性而使强度急剧增大，钻进过程破坏了粘土中稳定的结合水和自由水结构，使得扩孔器周围的粘土硬度增加，从而增大了扭矩和回拖力，特别是在此阶段若出现停机而停浆就会出现抱钻卡钻。解决这一问题泥浆是关键，该段泥浆配比时应加入降失水剂和万用王（或其他能形成保护层性质的添加剂），降失水剂是为了防止泥浆渗漏，万用王能在粘土表面形成一层保护层，防止粘土中水分流失；同时在该段应放慢回拖速度，提高转速，尽量避开在该段出现停机停浆现象。（当然，由于实际穿越地层不可能在地质报告中一一显示出来，许多不可遇见因素时有发生，如遇到废弃的钢筋混凝土基础等等，都有可能出现卡钻现象）
4.、确保回拖时光缆不被破坏的措施
1）.查明地下设施及管线：结合业主或监理、甲方提供的地下管线资料，咨询当地有关部门在穿越中心线上方是否有电讯、电力、供水、输油、燃气等地下线路设施。
2）.根据地下管线情况制定合理的定向钻钻进轨迹，绕避地下管线，可用信号探测器沿穿越路线全线探测。
3）.根据最佳施工方案，进行多级回扩，在回扩过程中，保证回扩器与地下光缆保持适宜间距。
4）.按实际穿越路径进行托管，确保回拖时光缆不被破坏。
5. 定向钻施工过程中泥浆的控制及处理措施：
1）在泥浆配比时尽量不加或少加化学添加剂；
2）加强对泥浆罐及连接部位的维护管理，现场两台吸污车随时进行吸泥浆防止出现跑、冒、滴、漏，安排专人管理；
3）管线穿越时严格按照设计要求进行穿越，管线穿越过程中加强对穿越区域的出、入土两端的地面的检查；
4）施工完成后的废弃泥浆按环保要求进行处理。
六、 确保安全生产的技术组织措施
1. 机械操作人员必须经过安全技术培训，取得操作证，方可独立操作。
2 . 进入施工现场的人员需佩戴好安全帽。
3. 施工现场根据所处地域情况设置符合标准的挡栏、围栏，危险部位的边沿、坑口要严加栏护、封盖，并设置必要的安全警示设施。
4. 操作时严禁擅自离岗或非操作人员代替工作。
5 . 带电工作要带干燥手套，穿绝缘鞋，带绝缘帽，使用安全保险的绝缘工具，身体各部位不得与导体接触。
6 . 在钻机恢复操作之前，清理所有在该区的人员，再将点火锁放在操作员位置，当操作员到达机器时，他必须要求允许恢复操作，恢复操作之前必须要求确认信息。
7. 所有工作人员严格按要求在人行道内施工，严禁进入机动车道范围内。
8、 钻进施工时，车辆经过施工路段时应减速行速，时速控制在45km以内（线路限速防护图附后）。
9、施工到十字路口时，当车辆行驶该工段时停止钻进施工，待车辆完全驶出施工安全范围内再进行恢复作业。
10、施工过程中，设专职测量人员对线路钢轨、路肩进行水平位移和倾斜度及沉降的观测，对铁路线路的几何尺寸进行检查，频率为一列一检，检查项目：轨距、水平、正失、轨向、高低、三角坑。通过检查及时发现线路几何尺寸出现的异常，及早进行处理，将事故消灭在蒙芽状态。如发现线路下沉或边坡变形后，由现场防护人员第一时间向铁路部门报告，并根据现场具体情况判断是否影响既有线行车，如影响既有线行车安全，应立即对线路进行封锁或慢行，以防止事故进一步扩大。
11、钻进施工时，在铁路界桩范围内保证钻进轨迹距铁轨底不小于10米，钻进过程中对钻头采取注水降温措施，防止地表温度升高，防止胀轨。派专人进行“作业前、作业中、作业后”轨温测量工作，负责轨缝和轨温调查工作，并作好记录，发现超温、轨向、高低不良、起道、拨道省力、枕端道碴离缝，必须停止作业。工地增设防护员，保持与铁路部门联络员的联系，作业过程中高度重视预防胀轨跑道工作，并作好相关检查记录。

七、 确保文明施工的技术组织措施
1 . 认清环境保护的目标和指标，认识到遵守环境方针与工作程序，及符合环境设计要求的重要性。
2 . 在施工带以外，不准随意砍伐、推倒和轧压树木和植被。
3. 凡受到施工车辆、机械破坏的地方都要修整，恢复原貌。
4 . 不准乱丢废弃焊条头等废物，不准乱倒废油、废液，要集中送往指定地处理，不准随便乱倒生活污水、垃圾，应将垃圾废弃物进行集中焚烧、深埋或送指定地点处理，不准向河流、湖泊中乱丢弃废物。
5. 施工现场的临时营地的设置，应尽可能放在作业带上保护营地内清洁，不准乱扔废弃物。
6 . 可能造成的严重烟雾和有刺激味的材料不应燃烧。
7. 工作完后应将所有阀门关闭，把胶管整理好，清理现场，做到现场没有留下火种方可离开。
8.根据工程特点及工期要求，结合营业线施工安全防护特点，成立临近营业线施工安全领导小组。
项目负责人： 万建华 13849148567
技术负责人： 朱庆东 18970085300
安全质量负责人：邹海浪 13672238528
施工员： 万 龙 13732927879
项目负责人：负责现场全面施工管理工作，负责指导、安排项目其他管理人员的工作。
技术负责人：负责项目的全面技术工作，负责技术人员、安全人员、施工人员的技术指导工作。
安全质量负责人：负责项目安全质量工作，负责指导、监督、检查施工中存在的安全质量问题。
9.防护人员安排
工地防护人员：罗刚13803533799、徐国辉 13807039220，值班人员按每天24小时二班制，每班1人；
驻站联络员：万长华 13576961982、龚小军 13672200388，值班人员按每天24小时二班制，每班1人；

八、 确保工期的技术组织措施
1 计划控制
1.1 按总进度计划编制重点项目的分项作业计划，并实行日计划控制。
1.2 将进度总目标按施工阶段进行目标分解，确定其各自完成时间。
2 现场控制
2.1 向作业组下达施工任务时，明确计划目标，相互承担的经济责任、权限和利益。
2.2 计划实施并以职工大会形式或在交底过程中，进行进度交底。
2.3 计划完成过程中，有关项目管理人员要跟踪作好施工纪录，写实每项工作的开始和完成日期。
3 施工进度控制
3.1 监督作业计划的实施，调整协调等各方面的进度关系。
3.2 检查监督施工的准备工作。
3.3 督促资源供应，并对临时出现的问题采取调整措施。
3.4 组织每日的现场碰头会，调节薄弱环节，汇集施工信息。

九、应急预案
1.人员组成
成立以项目经理、副经理及各部门负责人为组员的应急领导小组，项目部全体参建人员为成员的应急组织。
组 长： 万建华 13879148567
技术负责人： 朱庆东 18970085300
安全质量负责人：邹海浪 13672238528
施工员： 吴 勇 13970010762
副组长： 龚小军 13672200388
组 员：王斌、付小春、张红霞、黄聘婷、陈洁、万冬燕、帅娟
2.应急物资
根据施工现场的实际，项目部将配备如下料具：设置储水池，水泵5台，水管300米，起道器8台，道尺2把。备石碴70立方，编织袋10000只，防雨布1000平方，钢料10吨，木料3立方，撬棍20根，汽车两台，汽车吊一台，装载机一台，挖机二台等。
3.应急措施
一旦发生路基、基坑坍塌，项目部立即启动应急预案，上报各相关部门及单位，由项目部项目经理负责指挥应急抢险工作。
1、发生路基及基坑坍塌时，立即使用编织袋装砂、土进行围护，同时采用钢管桩、木桩等进行加强，人员在抢修过程中指派专人对已开挖边坡进行观察，发现有裂缝或变大时，立即通知进行抢修。
2、路基及基坑坍塌影响既有线行车安全时，及时与车站进行联系，现场防护各就各位，做好封锁线路的准备，按照负责人下达的命令进行设置和防护。
3、抢修后未达到放行车辆条件时，禁止放行车辆。
4、设立专门的观测小组，加强对路基及防护体系的观测，及时掌握动态。
5、加强对线路的巡查，并形成记录，确保设备状态处于良好。
6、配备相应的土方施工机械设备、钢料、编织袋、道碴等相应材料，以防路基坍塌。
7、配备相应的蓄水池及水泵，以备高温天气胀轨。无缝线路高温季节要配备钢轨降温的水源、水管和水泵，需要时浇水降温及补充道碴。普通线路要加强巡查，特别是勤查轨缝，出现瞎缝时及时调整处理，确保线路安全。万一出现胀轨扭曲线路等影响行车安全的情况，要及时按有关规定设置防护并通知设备管理单位，处理完成后撤消防护，再按规定速度放行车辆

十、质量保证体系与质量控制措施
穿越施工必须实施全面质量管理，即实施全面、全员、全过程质量管理，建立质量保证体系，施工全过程实行工序管理，每一道工序都严格按相关的质量管理标准进行施工。
1. 强化质量意识，坚持质量第一。
　　严格按照建设单位设计要求和国家规范要求施工，保质保量完成本次工程。首先牢固树立质量第一的思想，坚持管生产必须管质量、谁施工谁负责的原则，防止发生重进度，轻质量的工作倾向，争取工程质量达到优良。
2.建立质量保证体系，做到责任到人。
建立严密、完整的质量控制体系，各司其职，各负其责，一级抓一级。
3.根据每道工序严格把关，建立起施工质量验收单制度。
4.严格操作程序，保证施工质量。采用美国进口的非开挖专用膨润土和添加剂，严格按比例进行搅拌，经过搅拌系统搅拌成泥浆注入拖管洞内，膨润土将会在孔壁上形成泥皮，可使钻头和钻杆得到润滑，稳定孔壁，降低回转扭矩、回拉力，降低拖管时套管与洞壁的摩擦系数，钻进液在钻头四周流动，冷却钻头和发射器，泥浆能保持液体稳定流动，清除钻进土屑，可悬浮土屑并将其携带排到地表，减少腐蚀，对管壁起保护作用，起到固孔护管作用。注入泥浆还有一个极其重要的作用——充实缝隙，防止地面塌陷。
5.施工工地应有业主认可专门（监理）工程师全面监督施工质量。
6.力争优良项目。

编制人：张 琴
审核人：万建华
批准人：万建华
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