該工程采取非開挖施工方案即水平鉆機(jī)鉆孔牽引管道的施工方法

1、重華大街道路排水中水工程拉管施 工 方 案 天津市 XX 公用市政工程有限公司2010 年 6 月 30 日該工程采取非開挖施工方案即水平鉆機(jī)鉆孔牽引管道的施工方法。該工程涉及面廣，如何確保工程質(zhì)量，確保施工安全是本工程重點(diǎn)控制的一方面。水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法，它的主要特點(diǎn)是，可根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的鋪管線路驅(qū)動(dòng)裝有契形鉆頭的鉆桿從地面鉆入，地面儀器接收由地下鉆頭內(nèi)傳送器發(fā)出的信息，控制鉆頭按照預(yù)定的方向繞過地下障礙物直達(dá)目的地，然后卸下鉆頭換裝適當(dāng)尺寸和特殊類型的回程擴(kuò)大器，使之能夠在拉回鉆桿的同時(shí)將鉆孔擴(kuò)大至所需直徑，并將需要鋪裝的管線同時(shí)返程牽回鉆孔入口處。在整個(gè)工作中，特別的混合機(jī)組提供的鉆孔混合液

2、不斷地從鉆頭的鉆口嘴噴出，用以潤(rùn)滑鉆頭，鉆桿和加固鉆道，以提高整個(gè)工程的工作效率。水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法示意圖見下圖。水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法示意圖1、施工準(zhǔn)備進(jìn)場(chǎng)前的準(zhǔn)備地層勘探主要了解有關(guān)地層和地下水的情況，為選擇鉆進(jìn)方法和配制鉆液提供依據(jù)。其內(nèi)容包括：土層的標(biāo)準(zhǔn)分類、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基巖深度和含卵礫石情況等。可采用查資料、開挖和鉆探方法獲取。地下管線探測(cè)主要了解有關(guān)地下已有管線和其它埋設(shè)物的位置，為設(shè)計(jì)鉆進(jìn)軌跡提供依據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況解決施工用電、用水。以鉆機(jī)路線的入土點(diǎn)和出土點(diǎn)各挖一個(gè)工作井和接收井，便于鉆機(jī)入土開鉆，并且作為泥漿的排放和收集點(diǎn)，若泥漿過多采用泥漿車外運(yùn)。技術(shù)準(zhǔn)備組

3、織工程施工技術(shù)人員參與設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位的施工圖會(huì)審和企業(yè)內(nèi)施工技術(shù)交底，了解施工特點(diǎn)和技術(shù)要求，熟悉施工操作規(guī)程和各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)。（ 2）根據(jù)敷設(shè)管道的管徑尺寸，計(jì)算出管道孔的擴(kuò)孔次數(shù)和每次回?cái)U(kuò)所使用的回?cái)U(kuò)器的規(guī)格。（ 3） 根據(jù)鉆機(jī)操縱手冊(cè)和導(dǎo)向儀的控制、精度要求，制定出詳細(xì)的技術(shù)交底。并向施工作業(yè)人員進(jìn)行交底。（ 4）與鉆機(jī)操作手共同制定出管道中線和高程的控制數(shù)據(jù)和糾偏措施。1.3 主要設(shè)施設(shè)備采用國(guó)產(chǎn)DDW-35佛甫管鉆機(jī)，馬克 3導(dǎo)向儀。另配功率為 45KW勺不停鉆射流循環(huán)泥漿攪拌系統(tǒng)，可快速制 備鉆進(jìn)用泥漿；操縱臺(tái)全功能數(shù)字儀表顯示，獨(dú)立的液壓錨樁系統(tǒng)。鉆機(jī)整體性能優(yōu)越。（ 1）鉆機(jī)

4、的主要技術(shù)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)功率：最大回轉(zhuǎn)扭矩:泥漿系統(tǒng)功率:200KW18000N.m45KW泥漿泵壓力：10Mpa鉆桿規(guī)格：89mm 7mm/5000發(fā)動(dòng)機(jī)功率：最大回轉(zhuǎn)扭矩:泥漿系統(tǒng)功率:200KW18000N.m45KW泥漿泵壓力：10Mpa鉆桿規(guī)格：89mm 7mm/5000鉆頭級(jí)配：6個(gè)一750mm主機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)x寬x高）：最大推力/拉力：380KN輸出軸轉(zhuǎn)速:泥漿泵流量:0 110r/min320L/min角度范圍：8 20配套鉆桿：300m5200m訴 2300m由 2 200mm泥漿攪拌站外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高）：4200m訴 2300mrK 2700mm附圖：DDW-35理鉆機(jī)主

5、機(jī)附圖：DDW-35理鉆機(jī)泥漿制備系統(tǒng)（2）馬克3導(dǎo)向儀在水平導(dǎo)向鉆機(jī)鉆進(jìn)的過程中，用來跟蹤和定位鉆頭位置的設(shè)備，此儀器 可以提供鉆機(jī)過程中每跟鉆桿的斜度、旋轉(zhuǎn)方位、深度等信息。2、材料準(zhǔn)備管道生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前做嚴(yán)格的出廠試驗(yàn)，產(chǎn)品出廠附帶質(zhì)量保證書。運(yùn)輸管時(shí)，應(yīng)用帶擋板的平臺(tái)車輛，車輛應(yīng)配備平坦無銳棱的檔桿，運(yùn)輸時(shí)管材要固定，使管材和擋桿間盡量減少移動(dòng)。各種設(shè)備根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃安排，提前與材料廠家簽定供貨協(xié)議，并提交材料加工計(jì)劃。管材進(jìn)場(chǎng)后，堆放在現(xiàn)場(chǎng)附近，設(shè)專人看護(hù)。并設(shè)置產(chǎn)品標(biāo)識(shí)。3、工力準(zhǔn)備勞動(dòng)力計(jì)劃表工種工程開工至結(jié)束機(jī)械工66有證本單位職工木工11本單位職工電工11有證本單位職工

6、焊工22有證本單位職工管工133有證本單位職工 1水工22本單位職工管理人員44本單位職工合計(jì)19人19人工力曲線圖4、施工技術(shù)措施施工工藝流程r牽引管道穿越管件焊接管道焊接 試壓沖洗r牽引管道穿越管件焊接管道焊接 試壓沖洗施工測(cè)量平面控制及放線，依據(jù)現(xiàn)有邊線，通過勘測(cè)方提供的控制點(diǎn)引測(cè)本工程的 定位點(diǎn)，為保證施工各階段控制點(diǎn)網(wǎng)，坐標(biāo)及高程的準(zhǔn)確，首先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi) 各控制樁加以保護(hù)。并把各控制點(diǎn)引測(cè)至現(xiàn)場(chǎng)外加以保護(hù)，以便豎向引測(cè)放 線。同時(shí)要做閉合校核。施工前通過全站儀沿地面上拉管的中心線每 3米設(shè)置一樁（有障礙物的除 外），并沿拉管的中心線撒好白灰線且測(cè)出樁高程，算好樁高程與設(shè)計(jì)拉管流水 面

7、的關(guān)系。高程控制根據(jù)勘測(cè)方提供的水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的高程控制點(diǎn)。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，在現(xiàn)場(chǎng)選擇固定的地方做臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，并做好保護(hù)。高程控制采用兩次儀器高程前后視等距測(cè)法，保持精度。為保證設(shè)計(jì)方 向、位置的正確性，控制線的傳遞用經(jīng)緯儀進(jìn)行引測(cè)，保證平面位置的準(zhǔn)確?；娱_挖工作坑與接收坑尺寸與1# 2#坑相同。工作坑按1:0.5放坡，不需要采用支護(hù)。見上圖地層勘探地下管線探測(cè)及鉆進(jìn)軌跡的規(guī)劃與設(shè)計(jì)地層勘探主要了解有關(guān)地層和地下水的情況，為選擇鉆進(jìn)方法和配制 鉆液提供依據(jù)。其內(nèi)容包括：土層的標(biāo)準(zhǔn)分類、孔隙度、含水性、透水性以及 地下水位、基巖深度和含卵礫石情況等。目前甲方尚未提供本地區(qū)的地址勘探

8、資料，因此需要在現(xiàn)場(chǎng)挖探坑確定土質(zhì)情況。導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)是否合理對(duì)管線施工能否成功至關(guān)重要。鉆孔軌跡的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工程要求、地層條件、地形特征、地下障礙物的具體位置、鉆桿的入出土角度、鉆桿允許的曲率半徑、鉆頭的變向能力、導(dǎo)向監(jiān)控能力和被鋪設(shè)管線的性能等。過路段拉管需要穿越未拆遷建筑物，因此施工前需要根據(jù)未拆遷建筑物地基資料確定管道埋深以避免鉆孔時(shí)以外損傷。鉆機(jī)就位根據(jù)北高南低的管道設(shè)計(jì)坡度方向和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在2#坑中安置鉆機(jī)。因2#ft處土質(zhì)較軟，且拉管距離長(zhǎng)，拉力較大，鉆機(jī)底腳要安置在20 cm厚C15混凝土平基上，并在平基混凝土內(nèi)預(yù)留爐20鋼筋（地錨）和鉆機(jī)焊接緊密，以 防地基沉降影響鉆

9、機(jī)穩(wěn)定。鉆液的配置鉆液的好與壞對(duì)于拉管施工的成敗起到了極關(guān)鍵的作用。鉆液具有冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具，更重要的是可以懸浮和攜帶鉆屑，使混合后的鉆屑成為流動(dòng)的泥漿順利地排出孔外，既為回拖管線提供足夠的環(huán)形空間，又可減少回拖管線的重量和阻力。殘留在孔中的泥漿可以起到護(hù)壁的作用。本工程地質(zhì)勘探資料尚未給出，現(xiàn)只能按以往施工經(jīng)驗(yàn)和對(duì)類似地區(qū)地質(zhì)情況的了解，配置鉆進(jìn)液。鉆液由水、膨潤(rùn)土和聚合物組成。水是鉆液的主要成份，膨潤(rùn)土和聚合物通常稱為鉆液添加劑。鉆液的品質(zhì)越好與鉆屑混合越適當(dāng)，所制造的泥漿的流動(dòng)性和懸浮性越好，回?cái)U(kuò)成孔的效果越理想，成功的概率越大。為改善泥漿性能，有時(shí)要加入適量化學(xué)處理劑。燒堿（或純堿）

10、可增粘、增靜切力、調(diào)節(jié)PH值，投入燒堿量一般為膨潤(rùn)土量的 2%根據(jù)以上理論，本工程的鉆液配合比確定為：膨潤(rùn)土 20%轉(zhuǎn)?寶1%水 75% 2%膨潤(rùn)土重量的燒堿。導(dǎo)向鉆進(jìn)鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆機(jī)導(dǎo)向桿到略高于設(shè)計(jì)管位中心高程的位置，水平鉆 入土中。在導(dǎo)向鉆頭中安裝發(fā)射器，通過地面接收器，測(cè)得鉆頭的深度、鴨嘴 板的面向角、鉆孔頂角、鉆頭溫度和電池狀況等參數(shù)，將測(cè)得參數(shù)與鉆孔軌跡 進(jìn)行對(duì)比，以便及時(shí)糾正。地面接收器具有顯示與發(fā)射功能，將接收到的孔底 信息無線傳送至鉆機(jī)的接收器并顯示，操作手根據(jù)信號(hào)反饋操縱鉆機(jī)按正確的 軌跡鉆進(jìn)。在導(dǎo)向鉆孔過程中技術(shù)人員根據(jù)探測(cè)器所發(fā)回的信號(hào)，判斷導(dǎo)向頭 位置與鉆進(jìn)路線圖

11、的偏差，隨時(shí)調(diào)整。并把調(diào)整數(shù)值記錄在“鉆進(jìn)位置”相應(yīng) 的表格中。為了保證導(dǎo)向頭能嚴(yán)格按照操作人員發(fā)出的指令前進(jìn)，需要在管道線路初 步布點(diǎn)后對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密加細(xì)。間隔 3m設(shè)中線、高程控制點(diǎn)，用木樁做出明 顯標(biāo)志，并在樁點(diǎn)周圍用混凝土砌出護(hù)墩加以保護(hù)。控制人員嚴(yán)格按照點(diǎn)位， 操縱儀器。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，PE管在孔內(nèi)拉動(dòng)的過程中受重力的作用，會(huì)發(fā)生管 道下沉現(xiàn)象。因此在本工程中，導(dǎo)向鉆進(jìn)的鉆進(jìn)點(diǎn)選擇在略高于設(shè)計(jì)管中線的 地方。以減低管道自重對(duì)高程的影響。導(dǎo)向鉆頭圖擴(kuò)孔根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，采用刮刀式擴(kuò)孔器。擴(kuò)孔器尺寸為鋪設(shè)管徑的1.21.5 倍，即40 0nx 1.5=60 cm。這樣既能夠保持泥漿

12、流動(dòng)暢通又能保證管線的安全、順利的拖入孔中擴(kuò)孔鉆頭圖本段回拉擴(kuò)孔鋪管的距離比較長(zhǎng)，泥漿作用特別重要，孔中缺少泥漿會(huì)造 成塌孔等意外事故，使導(dǎo)向鉆進(jìn)失去作用并為再次鉆進(jìn)埋下隱患?？紤]到地層 泥漿較易漏失，泥漿漏失后，孔中缺少泥漿，鉆桿及管線與孔壁間的摩擦力增 大，導(dǎo)致拉力增大。因此要保持在整個(gè)鉆進(jìn)過程中有“返漿”，并根據(jù)地質(zhì)情況 的變化及時(shí)調(diào)整鉆液配比以產(chǎn)生的不同泥漿。本工程選用的DDW-35慳鋪管鉆機(jī)有混合攪拌、泵送系統(tǒng)。施工中將水、 膨潤(rùn)土、聚合物等加入混合倉，進(jìn)行充分?jǐn)嚢栊纬摄@液。然后由鉆液泵將鉆液 通過中空鉆桿輸送至孔底鉆頭，并與孔中鉆屑混合形成泥漿在孔底流動(dòng)。因2#工作坑位于管線上游，

13、雖是水平鉆進(jìn)擴(kuò)孔，但孔內(nèi)下游的泥漿不會(huì)流失過多。擴(kuò)孔時(shí)只需將2#坑泥漿池內(nèi)的泥漿通過鉆機(jī)泵送系統(tǒng)隨時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)人 員需要隨時(shí)檢測(cè)泥漿內(nèi)各組成材料的配比并及時(shí)調(diào)整，反復(fù)循環(huán)使用。管道焊接（電熔焊接）管道接口質(zhì)量的好壞直接影響到拉管施工的成功進(jìn)行，因此要嚴(yán)格按以下操作步驟執(zhí)行。a、電熔連接機(jī)具與電熔管件應(yīng)正確連通，連接時(shí)，通電加熱的電壓和時(shí) 間符合電熔連接機(jī)具和電熔管件的規(guī)定。b、電熔連接冷卻時(shí)間，不得移動(dòng)連接件或連接件上不得施加任何外力。c、電熔承插連接管材連接端應(yīng)切割垂直，連接面應(yīng)清潔干凈，并應(yīng)表明 插入深度，刮去表面的氧化層。連接前，對(duì)應(yīng)連接件，使其在同一軸線上。d、干管連接部位下端應(yīng)

14、采用支架，并固定吻合。e、管道連接時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，可在在溝梢上進(jìn)行焊接。f 、焊接完畢后，檢查觀測(cè)孔內(nèi)物料是否頂起，焊縫處是否有物料擠出。合格的焊口應(yīng)是扎唾熔焊過程中，無冒（著）火、過早停機(jī)等現(xiàn)象，電熔件的 觀察孔有物料頂出。熱熔連接：a 、熱熔連接前、后連接工具加熱面上的無污物應(yīng)用潔凈棉布擦凈。b 、熱熔連接加熱時(shí)間和加熱溫度應(yīng)符合熱熔連接工具生產(chǎn)廠和管材、管件生產(chǎn)廠的規(guī)定。c、熱熔連接保壓冷卻時(shí)間，不得移動(dòng)連接件或連接件上不得施加任何外力。d、管道連接前，管材固定在機(jī)架上，取下銃刀，閉合卡具，對(duì)管子的端面進(jìn)行銑削，當(dāng)形成連續(xù)的切削時(shí)，退出卡具，檢查管子兩端的間隙（不得大于3mm。電

15、熔連接面應(yīng)清潔干凈，刮初表面皮。e、熱熔對(duì)接連接，兩管段應(yīng)各伸出卡具一定的自由長(zhǎng)度，校對(duì)連接件，使其在同一軸線上，錯(cuò)邊不宜大于壁厚的10%。f 、加熱板溫度適宜（ 220 10） ，當(dāng)指示燈亮?xí)r，最好在等10 分鐘使用，以使整個(gè)加熱板溫度均勻。g、溫度適宜的加熱板置于機(jī)架上，閉合卡具，并設(shè)系統(tǒng)的壓力。達(dá)到吸熱時(shí)間后，迅速打開卡具，取下加熱板。應(yīng)避免與熔融的端面發(fā)生碰撞。h、迅速閉合卡具，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，勻速地將壓力調(diào)節(jié)到工作壓力，同時(shí)按下冷卻時(shí)間按鈕。達(dá)到冷卻時(shí)間后，在按一次冷卻時(shí)間按鈕，將壓力降為零，打開卡具，取下焊好的管子。i 、卸管前一定要將壓力降至為零，若移動(dòng)焊機(jī)，應(yīng)拆下液壓軟管，并做

16、好 接頭防塵工作。j 、合格的焊縫應(yīng)有兩翻邊，焊道翻卷的管外圓周上，兩翻邊的形狀、大小均勻一致，無氣孔、鼓泡和裂紋，兩翻邊之間的縫隙的根部不低于所焊管子的表面。k、管道連接時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，可在在溝梢上進(jìn)行焊接，管口應(yīng)臨時(shí)堵封。在大風(fēng)環(huán)境下操作，采取保護(hù)措施或調(diào)整施工工藝。拉 管拉力計(jì)算 : 管道傾斜角度為：10。 F 拉=(G + G x ) x n , 一 . . . , . . 一 一一 G -管道總重量在X方向的分量V摩擦系數(shù)n-安全系數(shù)根據(jù)計(jì)算公式選用拉管機(jī)能承受該拉力。管道焊縫和管道強(qiáng)度檢驗(yàn)合格后，即可進(jìn)入拉管施工。首先用現(xiàn)場(chǎng)制作的“PE管封套”將管頭密封，然后在管頭后端接上

17、回?cái)U(kuò)頭，管后接上分動(dòng)器進(jìn)行接管，將管子回接到工作井后，卸下回?cái)U(kuò)頭、分動(dòng)器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭，進(jìn)行水壓試驗(yàn)。施工時(shí)，拉管機(jī)操作人員要根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)均勻平穩(wěn)的牽引管道，切不可生拉硬拽。注漿加固PE 管道拉通后，為了避免地面沉降，需要進(jìn)行注漿加固。由于受場(chǎng)地條件限制，本次采用孔內(nèi)注漿的加固措施。拉管施工前在PE管前端連接兩根與PE管同長(zhǎng)度的爐25鋼管，與PE管一同拉入土中并一同到達(dá)拉管設(shè)計(jì)終點(diǎn)樁號(hào)。到達(dá)終點(diǎn)后，解除爐 25鋼管與PE 管的連接，在兩根鋼管前面各加一根 6m長(zhǎng)同直徑的注漿花管。(2)移動(dòng)拉管機(jī)到1#接收坑，和爐25鋼管連接并回拽。每拽入6m,把鋼管和拉管機(jī)的連接取消，換成和高壓注漿泵連接。注入1： 1 水泥、粉煤灰漿液（0.4Mpa）,從而置換觸變泥漿，補(bǔ)充 PE管周圍的空隙。然后再換再拉，再拉再注，反復(fù)進(jìn)行。直到把鋼管全部拉出1#接收坑，注漿過程也就全部結(jié)束了。在注漿施工時(shí)應(yīng)注意：a、根據(jù)實(shí)際情況每3-6米注漿一次，根據(jù)計(jì)算注漿量一定大于泥漿量，注漿 時(shí)盡量保持不要間斷。b、當(dāng)花鋼管拖入地面時(shí)一定要用堵頭堵死，防止?jié){液從花管前端流出。安全保護(hù)系統(tǒng)由于施工中的地質(zhì)情況復(fù)雜、距離較遠(yuǎn)等特點(diǎn)，