1、天津生态城中部片区经六路上跨越蓟运河故道桥梁工程（排水管线、中水管线穿越蓟运河故道拉管工程）水平定向钻进法施工方案天津市飞鹏起重设备安装有限公司2012年1月5日目录一、 工程概况：1 二、 编制依据 1三、 地质条件 2四、 水平定向钻进穿越施工工艺 2五、 水平定向钻进穿越施工技术保证措施 7六、 人员配置及主要机具的选择 9七、 安全保证措施 12八、 安全文明施工 13九、 非开挖曲线图 14天津生态城中部片区经六路上跨越蓟运河故道桥梁工程（排水管线、中水管线穿越蓟运河故道拉管工程）水平定向钻进法施工方案一、工程概况天津生态城中部片区经六路上跨越蓟运河故道桥梁工程（排水管线、中水管线穿2、越蓟运河故道拉管工程）位于生态城中部经六路上蓟运河故道桥梁东、西两侧为连接蓟运河故道南、北两侧污水、中水的主要工程。 污水管线与再生水管线穿越故道部分为两条污水管线和两条中水管线，考虑管线铺设较深地质条件较差，施工难度大，经综合评审采用水平定向钻进法施工。污水管线拉管穿越蓟运河故道“阀2阀3”段采用2排DN700高密度聚乙烯（PE）管，拉管长度270m。中水管线采用2排DN400高密度聚乙烯（PE）管，拉管长度270m。穿越现状汉北路“节9节10”段采用DN600mm高密度聚乙烯（PE）管，拉管长度55m。二、编制依据岩土工程详细勘察报告地下管线非开挖技术规程J1040420XX埋地聚乙烯排水3、管道工程技术规程CECS16420XX污水、再生水利用工程设计规范GB5033520XX给水用聚乙烯（PE）管材GB136632000三、地质条件施工区域标高为：0.608-4.700范围，标高范围土质名称重力密度（KN/m）土质特性0.6081.61淤泥68灰色、含有机质流塑状态高压缩性1.61-3.59淤泥68灰色、含有机质流塑状态高压缩性-3.59-6.59淤泥质粘土44.7灰色、含有机质流塑状态高压缩性-6.59-9.89粉土27灰色、含云母、有机质、贝壳、稍密、中压缩性-9.89-14.89粉质粘土28.3灰色、含云母、有机质、贝壳、砂黏交互、中高压缩性四、水平定向钻进穿越施工工艺测4、量放线确定穿越轨迹设备就位施工准备导向钻孔扩孔、泥浆护壁管道焊接牵引管线穿越水压试验施工工艺流程1、 施工准备施工前对施工现场进行平整，安排好钻机，动力站位置，及设备操作所占用的场地和空间，要有足够的拉管走向位置和焊接场地。依据施工图纸，确定入土点、出土点的位置，设计管道穿越的轨迹。按施工区域地形及路线初步定出钻孔中线和地表走向并确定导向坐标3米或6米一个，根据设计铺设深度确定导向孔角度和入射位置，确定铺设管线深度和弧形导向孔的水平距离。导向孔设计必须同时满足三个条件一是满足设计要求，二是避开地下隐埋物、三、满足施工工艺要求。本工程污水管线拉管管径为DN700mm，2排270m。再生水管线管径5、为DN400mm，2排270m。DN600mm，55m。在入土点设置发射工作坑（长2m、宽2m、深3m）然后根据设计的入土角度确定钻机的摆放位置，并使钻机的中心点与穿越方向重合。对施工区域地层进行钻孔勘察，主要了解有关地层和地下水的情况与勘察报告是否相符合，来确定钻进方法，和配置泥浆提供依据。其中包括：图层的标准分类、空隙度、含水量、透水性、以及地下水位、淤泥深度和贝壳层厚度等。2、 测量放线平面控制根据现有控制点测放出管线位置及埋深厚度，并制定各施工段的控制网，为确保管线坐标及高程准确，并在管线走向设置永久控制点，并定期进行复测，同时要做闭合校核。3、 确定穿越轨迹根据施工图纸所给的平面位置6、，并经测量管线位置现状地面标高，确定再生水管线入土点为K+488.85，出土点为K+761.15，污水管线入土点为K+781.15 ,出土点为K+488.85 。详见污水、中水管线穿越轨迹纵断面图。4、 钻机就位、导向钻孔钻机应试运转并调整好适合本管线走向的位置角度等参数，按设计曲线要求钻导向孔，并根据导向系统在穿越路径上，直线段每隔6米设一数据控制点，曲线段每隔3米设一数据控制点，以此控制导向孔比偏离设计轴线。钻机就位后，调整钻机导向杆到略高于设计管道中心高程的位置，水平钻入土中，在导向钻头上安装发射器，通过地面接收器测得钻头钻进深度，鸭嘴板的面向角、钻孔倾角，钻头温度的参数，将测得参数与钻7、孔设计轨迹进行对比，以便及时纠正，确保穿越轨迹不偏离设计要求。5、 泥浆配制泥浆在各个阶段的配制如下（如果地质情况有变化，其配置方案也随之变化）。钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，其基本配比为：7%8%预水化纳基膨润土+0.2%0.4%增粘剂+0.3%降滤失剂。预扩孔阶段要求泥浆具有很好护壁效果，防止地层坍塌，提高泥浆携砂能力，其基本配方为7%8%预水化纳基膨润土+0.3%0.5%增粘剂+0.4%降滤失剂。扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力、同时还有很好的润滑能力，减少阻摩力和扭矩；其基本配方为7%8%预水化纳基膨润土+0.3%0.5%增粘剂+0.4%8、降滤失剂+2%3%的润滑剂。6、 导向孔扩孔导向孔钻成后，卸掉导向钻头，安装扩孔器进行扩孔，扩孔采用逐渐增大扩孔钻头，扩孔器的规格为：450mm、600mm、750mm、900mm、1050mm为使扩完的孔成型加好，扩孔速度不能太快，扩孔速度应不大于1min/m，泥浆比重应保持在1.3g/cm以上，（根据地质条件适当调整），泥浆量应保持在孔内充满足够泥浆。考虑到地层结构不同，泥浆的损失量较大，污水管线、中水管线均采用逐渐增大扩孔方式进行扩孔，污水管线第一级采用450mm挤桶式扩孔器进行预扩孔，第二级采用600mm挤桶式扩孔器进行预扩孔，第三级采用750mm挤桶式扩孔器进行预扩孔，第四级采用909、0mm挤桶式扩孔器进行预扩孔，第五级采用1050mm挤桶式扩孔器进行预扩孔。中水管线第一级采用450mm挤桶式扩孔器进行预扩孔，第二级采用600mm挤桶式扩孔器进行预扩孔，第三级采用750mm挤桶式扩孔器进行预扩孔。（扩孔钻头见附图）扩孔钻头7、 管道焊接、回拖PE管焊接采用的是热熔焊接技术，施工时需要把握的要点：对口要齐、保持温度、控制好焊接压力，装卸利落，所谓对口要齐就是将管子固定在热熔机上时，两根管头必须齐平，经过车刀加工，削切后的管口必须干净，闭合严密，保持温度是指热熔板的温度必须控制在220左右，装卸是指热熔板的装、卸、安放必须规范，干净、迅速。压力控制是指热熔板加热以及接口冷却时，10、油泵加压要迅速，并保持压力恒定，直至焊口完全冷却，才能逐渐卸除压力。管道封口，在拉管施工前，必须对管子两头做好封堵工作。若管子的封口做的不好，会导致泥沙流入管道里，必将影响工程进度和工程质量，增加了管内清淤的工程量，造成人力物力的浪费，增加了施工成本。在清孔钻头出土前，组织好拉管工作的人员、设备的准备工作，清孔钻头出土后迅速组织拉管，拉管时要求沉着，准备工作要细致，均速回拖，时刻把握回拖压力表、水压表、扭矩压力表的变化情况。8、 打压试验打压试验步骤注水打压密封试验浸泡24h放水水压试验前为防止管道滚动设置临时支墩、及靠背，待支墩达到设计强度后进行水压试验。实验前按实际情况制作打压封堵板，并安11、装完毕。安装试验水路止水阀、回水阀、放气阀、压力表并将放气阀打开开始注水，待放气阀有水溢空气排净时即注水已满，停止注水。保持管道压力为0.2Mpa0.4Mpa,充分浸泡24小时。待浸泡时间达到要求后，将水压升至1Mpa，并观察管道压力鸡管道内水量情况，待达到压力要求后打压试验完毕。五、水平定向钻穿越施工技术保证措施1、回拖拉力控制钻机安装牢固后方可开钻，开钻根据穿越管径的大小，、长度、钻头直径的承载力调整回拖拉力，回拖拉力是拉管工作中最重要关键部分，要特别注意，随时调整扭矩和速度来保证拉管成功。2、管道标高控制措施钻导向孔施工前，用水平仪将钻孔轨迹线的个控制点处的地形标高转测出来，并做出标记，12、然后根据地形标高，设计图纸上的管底标高换算出各控制点的深度，做出设计数据表。实钻轨迹详见附录D.通过地磁导向仪将钻头钻进平面位置及高程传输到地面接收器，观测接收数据与设计平面设计高程进行比较，如有问题及时纠正。3、泥浆性能控制措施施工中加大泥浆配比，增加泥浆粘度的方法来维护钻孔的稳定，扩孔时泥浆的马氏粘度值必须保证在4555s之间，泥浆比重应大于1.3，泥浆注入土中与粘土结合后产生的泥浆比重应大于1.2（根据土质情况而定）；选用进口高度膨润土，增加泥浆的高造浆率，保证泥浆具有良好的悬浮能力，为了增加钻孔的护壁效果。防止坍塌，在泥浆中按比例加入高分子聚合物，是钻孔壁形成一层保护层达到良好的护壁功13、能。钻孔时孔壁周围严禁产生振动荷载，防止钻孔时塌孔。施工时要连续进行，保证钻孔中的泥浆粘度适中处于一种粘滞状态，使泥浆没有时间沉淀，保证孔壁稳定性。在预扩孔时扩孔速度不能太快，扩孔时间不应大于min/m，并匀速扩孔不得忽快忽慢，时孔内泥浆均匀分布，严禁回扩器向扩孔方向反推以减少泥浆的不均匀分布，每次预扩孔结束后要根据扩孔情况，合理确定下一级扩孔尺寸和扩孔器水嘴的数量及直径，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，避免泥屑床生成，最后一次扩孔与回拖工序要连续进行，间隔时间不得超过3个小时。4、土体变形控制措施管道回拖时牵引逐渐增大，为避免转弯处管道上浮，并对孔壁产生挤压，使孔壁上方土体松动造成塌14、孔，在进行穿越轨迹设计的同时已将插入角度调至最小并满足设计要求。5、管材质量保证措施管材进场与焊接A、 工程所用管材、管道附件构（配）件和主要原材料进入施工现场，应及时检查质量合格证书、性能检测报告、使用说明书，并按国家有关标准进行复试检测，验收合格后方可使用。B、 管材焊接有管材生产厂家统一焊接，经检验合格后方可使用。管材物理性能要求序号项目要求1断裂伸长率，%3502纵向回缩率（110C），%33氧化诱导时间（200C）,min204耐候性（管材累计接受3.5GJ/m老化能量后）80c静液压强度（165h）试验条件同表10不破裂、不渗漏断裂伸长率，%350氧化诱导时间（200C）,min115、01）仅适用于蓝色管材。连接接头物理性能要求序号项目要求试验参数1熔体值量流动速率（MFR）对PE63，PE80，PE100MFR的变化小于材料MFR值得20%试验温度 190载荷 5kg2氧化诱导时间(热稳定性)20min试验温度 200试验数 33电熔管件的熔接强度脆性破坏所占百分比33.3%试验温度 234插口管件一对接溶接管件的熔接强度试验到破坏为止；韧性；通过脆性；未通过试验温度 235鞍形旁通的冲击强度无破坏无渗漏试验温度 （02）重锤质量 （250020）g下落高度 （200010）mma 管件上曲阳测量的值与所用混配料测量的值对比压力试验序号项目要求试样数试验参数1内压密封性试16、验无渗漏1试验时间 1h试验压力 5g2外压密封性试验无渗漏1试验压力 p=0.01mpa试验时间 1h试验压力 p=0.08mpa试验时间 1h3耐弯曲密封性试验无渗漏1试验时间 1h试验压力 1.5管材【PN】4耐拉拔试验管材不从管件上拔脱或分离试验温度 23试验时间 1ha相接管材的公称外径不大于63mm的机械连接接头七、人员配备及主要机具的选择1、人员配备（见表2）表2序号职务人数备注1项目副经理1负责现场全面协调与生产工作2现场指挥1负责现场施工的协调与指挥3现场调度1负责现场机械的调配与保养4技术人员2负责施工现场的技术工作5物资人员1负责施工现场的物资供应6安全员1负责施工现场的17、安全监督与排查7施工队长18钻机长29导向员310制浆工311电工212施工人员202、主要机具的选择（见表3）表3序号名称单位数量备注1DDW320型非开挖铺管钻机台12DDW450型非开挖铺管钻机台13FX30型真空软开挖系统台14钻杆根1205发电机台26地磁导向仪台17钻头450mm、600mm、750mm900mm、1050mm个各1个8FM20泥浆搅拌系统台29油桶个210汽车吊车台216t11载重汽车台310t12水泵台42寸13泥浆泵台24寸14挖掘机台1EX20015牵引设备台23、DDW320型非开挖铺管钻机技术参数如表：4表4项目参数扭矩18000n.m输出轴转速050r18、/min回拖力45t推力45t动力头速度13m/min钻杆直径89mm钻杆长度4.6m钻机、长宽高11.3m2.6m3.3m型式运行为履带总重25t泥浆系统泥浆泵排量910/10L/min/MPa泥浆搅拌站5m八、 安全保证措施1、 设置必要的安全装置。各种机器设备、电器设备要有防护装置和信号装置，施工现场设置必要的危险警示标志、安全标识牌。2、 施工过程中安全员应当经常巡查工地，对可能出现的安全隐患及时排除。3、 现场用电要做到以下三点：临时用电的架设，应符合施工用电安全要求。所有电器设备必须配备漏电保护装置，漏电保护装置应安全可靠。手持电动工具使用时应做接零处理。项目部电工必须认真检查现场用电情况，认真填写安全用电检查、测试记录。九、 安全文明措施1、 施工期间，噪声应满足建筑施工现场噪声限制，严禁扰民。2、 工地设专人清扫卫生，保证施工现场无扬尘。3、 进入施工现场，必须佩戴安全帽、水泥浆搅拌必须戴方尘口罩。4、 车辆出场地前，应将车轮清洗干净，严禁带污泥出施工场地。5、 积极配合建设、监理单位保质、保量、安全、按期、文明地完成施工任务。附录D实钻轨迹记录表工程名称： 记录时间：测点序号钻杆长度水平距离垂深倾角测向偏移导航员： 记录员： 班长： 青山埋白骨，绿水吊忠魂。