管导定向牵引（托管）施工技术方案.docx

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1、导定向牵引（托管）施工技术方案第一章：工程概况1.l概况：1.2水文、地质情况1、地质情况施工范围内的地层自上而下依次为：人工填土和人工填砂、第四系冲积形成的淤泥、粉细砂夹淤泥、中粗砂、第四系形成的残积粉质粘土。人工填土层：主要由粘性土填成，局部夹有中细砂，建筑垃圾和生活垃圾，黄褐色、灰黄色、灰白色等，干“稍湿，结构松散。人工填砂层：主要由中、细、粉砂组成，灰黄色、黄褐色、灰色，干稍湿，结构松散。淤泥层：灰色、灰黑色、饱和、流塑，土质较均匀，含少量粉砂及腐植物，有腥臭味，局部见有粉砂夹层。中粗砂层：灰色、灰白色、黄褐色、灰黄色、饱和，石英质为主，松散、稍密，颗粒较均匀，分选性差。粉质粘土层：红

2、褐色、褐红色、湿、可塑硬塑，为砂岩风化残积土，局部为风化的粉土，呈密室状。2、水文情况本工程范围内地下水位埋藏较浅，在勘测期测得的水位埋深为0.20米2.10米。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：编制主要依据2.1、 设计图纸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2.5、 地下管线探测图第三章：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三至五个井段，控制在150米之内。每段作业时间约一周。根据进度需要，采用二台牵引设备进行施

3、工，整个工程为流水作业，完成一段牵引后马上进行下一段牵引，并开始进行完成牵引段底检查井施工,和恢复路面施工。本工程计划2008年03月10日开工，至2008年04月15日结束。（附：施工计划横道图）第四章：施工工艺4.1、工作原理:水平导向钻进法，它的主要特点是，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，地面仪器接收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，使之能够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

4、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地下管线情况，摸查清楚后才能进行施工。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、管径确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，而保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。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，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。首

5、先将探测棒插入导向头内，导向头后端与钢管连接，然后用顶管机给钢管施加压力，推进导向头，将导向头打入地下；导向仪可随时接收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L5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，直到符合回拖管道要求。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、牵引管道钻孔完成后，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

6、,将其一次性拖入已形成的孔洞中，即完成整个埋管工序。5、砌筑检查井牵引管施工完成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试验等验收工作。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的不停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，上面安装有碳化鸨合金齿和喷嘴。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，其包括用于岩石中扩孔的扩孔

7、头。钻杆要求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；还要尽可能地轻，以方便运输和使用；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，能获得相当高的精度。导向系统有几种类型，最常用的如“手持式(WaIk-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收器接收，除了得到地下钻头的位置和深度外，传输的信号还包括钻头倾角、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，

8、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 管材的选择管材主要分为两种，一般的中空璧缠绕牵引管和PE环保健康给水管，两种管材质量不同，价格差别较大。相比较而言，PE给水管质量高，牵引距离长，施工质量更有保证，本工程采用中400PE(80)给水实壁管，(LOMPA、PE80材料、SDRl7、热熔连接)该管材符合以下要求：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、地下管线测量：a.图纸校核：查阅工程

9、施工地点的管线布置情况，并在现场进行校核，在现场找出图纸标示的管线。b.现场探测：利用地下管线探测仪器对地下管线的分布、位置、走向、管径进行调查探测。c.联系管线单位：主动联系各管线单位到现场确认和交底。d.管线调查清楚以后，按照污水管顶进的路线描绘地下管线和地下障碍物的布置图。2、钻杆轨迹设计根据地下管线布置图设计钻杆的钻进轨迹。轨迹包括两个部分，造斜段和铺设段。因为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确定。造斜段：.造斜段距离L：1.=h(2R1-h)05式中：h一埋深，Rl一造斜段曲率半径，取1200d,代入数据即可计算出L值。1 .钻杆入射角a：a

10、=0.5tg1h(2R1-h)017h式中各字母意义同上式，求出a值。2 、施工主要技术参数：泥浆压力l5Mpa,流量：5090Lmin,泥浆比重：1.82.0gcm3,钻机转速：160转/分，扭矩：800(TlOOOoN.,推拉力：1820T5.2施工测量1.1、 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，首先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米设置一桩(有障碍物的除外)，并沿拉管的中心线撒好白灰线且测出桩

11、高程，算好桩高程与设计拉管流水面的关系。1.2、 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、位置的正确性，控制线的传递用经纬仪进行引测，保证平面位置的准确。1.3、 基坑开挖每段牵引需要挖掘2个工作坑，包括入口工作坑、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X6m长、1#接收坑尺寸为1.5mX6m（根据情况可做调整）。工作坑深度根据拉管流水面高程确定。出口工作坑是回拖时提供排水管入洞工作坑

12、，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X1.5m长XL5m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：破除路面-打钢板桩支护一挖土一清运余泥f工作坑围蔽。人工挖泥过程注意不要损坏人行道的地下管线。1.4、 钻机就位钻机运到现场必须先锚固稳定，钻机如果锚固不稳，将会发生功率损失或者功率作用在机器身上，造成机器和人的伤害。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

13、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，通过地面接收器，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。地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。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，并在桩点周围用混

14、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。1.5、 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处理剂。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

15、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%1.6、 导向钻进采用精度为0.K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。钻头到达造斜段完成处，接下来的是排水管流水段的钻进。旋转钻头，并提供给进力，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收仪器，通过接收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，完成钻孔工序。（一）钻进操作：1 .检查钻机的测量仪器的电源是否充足，不足的更换电池，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，打开接收机和同步显示器，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。6 .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。