定向鉆拖管施工工藝設(shè)計與流程

1、水平定向鉆施工工藝及流程1.1工程重難點1管道上浮根據(jù)定向施工工藝，管道在拖拉過程中由于管道內(nèi)空且比重小于泥漿比 重，管道始終懸浮于孔道上部，造成拖拉力過大或高程偏差超過規(guī) X要 求。2路面沉降根據(jù)本工程所處地質(zhì)條件，該施工區(qū)間土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，且地下水豐富， 極易出現(xiàn)孔道塌方等，造成路面塌陷。1.2應(yīng)對措施1管道上浮應(yīng)對措施根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，調(diào)整適宜的泥漿。嚴(yán)格控制定向鉆擴孔孔徑。在擴孔施工完成后，盡可能及時進(jìn)展管道拖拉施工。拖拉時嚴(yán)格控 制拖拉速度。焊接收道時預(yù)留足夠長度，使管尾露出地面，且不封口。 在拖拉施工過程中，自管尾向管道內(nèi)注入清水，增加管道自重，防止管 道上浮。2路面沉降應(yīng)對措施P

2、E管道拉通后，為防止路面塌陷，應(yīng)及時采用孔內(nèi)注漿加固法施工。 壓密注漿分單液注漿和雙液注漿，根據(jù)土質(zhì)情況及需到達(dá)的效果進(jìn)展?jié){ 液選定。本次注漿選定如下：A液：水/水泥=0.751.5: 1B液：水玻璃：3540Be '外加劑：緩凝劑/水泥：23%;單液注漿采用A液，雙液注漿采用A液和B液的混合漿液，雙液漿的配合比為A液：B液=3 : 1。施工工藝技術(shù)2.1施工準(zhǔn)備1管材準(zhǔn)備進(jìn)場的HDPE管材的公稱壓力、強度及環(huán)剛度必須滿足設(shè)計要求， 管材 進(jìn)場后將管材供給廠家的資質(zhì)和管材的出廠合格證及廠家檢測報告向 工程監(jiān)理部報審，經(jīng)工程監(jiān)理部審批同意后才能用于本工程。管材的外觀顏色應(yīng)一致，內(nèi)壁光滑平

3、整無毛刺、無劃傷等缺陷。管材外 壁應(yīng)有統(tǒng)一的標(biāo)識生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)品名稱、公稱直徑、環(huán)剛度及生產(chǎn)日 期等2軌跡設(shè)計 1平面軌跡嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計圖紙，現(xiàn)場測量放樣出設(shè)計污水管道平面位置及相應(yīng)檢查 井位。2立面軌跡鉆進(jìn)前根據(jù)設(shè)計圖紙要求的管道內(nèi)底標(biāo)高和相對應(yīng)的原地面標(biāo)高先計算出鉆桿應(yīng)到達(dá)的深度來為定向鉆孔軌跡提供依據(jù)。定向鉆孔軌跡線段由斜線段、曲線段、水平直線段與管道排水坡度一致等組成。入土造斜段與管道直線段之間及管道直線段與出土造斜段之間，由曲線段連接，該曲線段必須符合以下要求： 曲率半徑大于鉆桿最小允許曲率半徑； 曲率半徑大于管材最小允許曲率半徑；造斜段水平距離為30m,根據(jù)現(xiàn)場實際情況選取適當(dāng)入土點位

4、置，入土角度不超過15度。出土點作為管道拖拉時的進(jìn)口位置，出土角應(yīng)小于 入土角使管道更加平順入孔，減少拖拉阻力。3施工測量1平面控制放線 平面控制及放線，依據(jù)現(xiàn)有邊線，通過勘測方提供的控制點引測本工程 的定位點，為保證施工各階段控制點網(wǎng)，坐標(biāo)及高程的準(zhǔn)確，首先對施 工現(xiàn)場內(nèi)各控制樁加以保護(hù)。 并把各控制點引測至現(xiàn)場外加以保護(hù)，以 便豎向引測放線。同時要做閉合校核。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出樁高程，算好樁高程與設(shè) 計拉管流水面的關(guān)系。2高程控制高程控制根據(jù)勘測方提供的水準(zhǔn)點引測施工現(xiàn)場的高程控制點。根據(jù)本工程的實際情況，在現(xiàn)

5、場選擇固定的地方做臨時水準(zhǔn)點，并做好保護(hù)。高程控制采用兩次儀器高程前后視等距測法，保持精度。為保證設(shè)計方向、位置的正確性，控制線的傳遞用經(jīng)緯儀進(jìn)展引測，保證平面位置的 準(zhǔn)確。標(biāo)高控制測量時，以現(xiàn)場控制樁位標(biāo)高引測水準(zhǔn)為準(zhǔn)， 導(dǎo)向測量為主指 導(dǎo)鉆孔時的標(biāo)高3鉆液的配置鉆液的好與壞對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。本工程按以往施工經(jīng)歷和對類似地區(qū)地質(zhì)情況的了解，配置鉆進(jìn)液。鉆液由水、膨潤土和聚

6、合物組成。水是鉆液的主要成份，膨潤土和聚合物 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性和懸浮性越好，回擴成孔的效果越理想，成功的概率越大。為改善泥漿性能，有時要參加適量化學(xué)處理劑。 燒堿或純堿可增粘、 增靜切力、調(diào)節(jié)PH值，投入燒堿量一般為膨潤土量的 2%。根據(jù)以上理論，本工程的鉆液配合比初步確定為：膨潤土20%，轉(zhuǎn)液寶1%,水75%, 2%膨潤土重量的燒堿。2.2工藝流程工藝簡介利用用比鉆桿外徑略大的箭咀式小鉆頭打?qū)蚩?，鉆桿從地面鉆入，地面儀器承受由地下鉆頭內(nèi)傳送器發(fā)出的消息，控制鉆頭的方向和深度，鉆成準(zhǔn)確的定位導(dǎo)向孔。再利用導(dǎo)向孔，反向回擴，回擴時只將設(shè)計

7、孔 徑內(nèi)的原狀土攪碎。最后利用清孔設(shè)備清出孔道內(nèi)泥土，形成安管的通道。在鉆進(jìn)先導(dǎo)孔和擴孔時注水潤滑鉆具，擴孔攪碎孔內(nèi)原狀土?xí)r，要將孔內(nèi)土攪拌形成塑性泥漿， 在清孔時借助于機具的擠壓，在孔壁上形 成光滑的一層護(hù)壁泥皮，用以平衡孔道內(nèi)的固巖壓力， 最終造成穩(wěn)定光 滑的安管通道?？椎莱尚秃罄美C將管節(jié)拖拽入孔道內(nèi)， 完成安裝 工作。222工藝流程定向鉆施工工藝流程詳見圖 22。圖定向鉆施工工藝流程2.3施工方法導(dǎo)向坑、泄壓坑開挖及支護(hù)開坑前要認(rèn)真調(diào)查了解地上地下障礙物，以便開坑時采取保護(hù)措施。工作坑、接收坑及檢查井采用6-9m長拉森鋼板樁支護(hù)。工作坑、接收坑開挖深度，依據(jù)管道高程、所用擴孔鉆機尺

8、寸、以及砼墊層的厚度計算確定，施工時用水準(zhǔn)儀測量控制。泄壓坑設(shè)置在設(shè)計檢查井位置，深度由所選的檢查井深度決定。工作坑、接收坑及檢查井開挖尺寸為 3.5m寬X 5 m長，深度按圖紙 設(shè)計高程施工。為保證工作坑內(nèi)枯燥和擴孔施工，在工作坑、接收坑、泄 壓坑一側(cè)設(shè)積泥坑，泥漿泵隨時將多余泥漿抽出坑外，密閉式渣土車外運。設(shè)備就位鉆孔機安裝在工作坑旁邊，管道軸線可根據(jù)設(shè)計圖紙及現(xiàn)場條件進(jìn)展樁 位放線確定，鉆桿中心與管道軸線應(yīng)一致。確定拉管機方位后，應(yīng)固定 好鉆孔機。此時根據(jù)現(xiàn)場測得的井位深度以及鉆孔機位置，確定鉆桿造斜度，入土角應(yīng)不超過15度。鉆機安裝好后，應(yīng)試鉆運轉(zhuǎn)并檢測運轉(zhuǎn)后的機座軸線及坡度是否有變

9、化，借以檢查鉆機安裝的穩(wěn)固性和固定可靠程度。鉆機的安裝質(zhì)量和穩(wěn)固性的好壞是成孔質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，因此必須認(rèn)真細(xì)致的反復(fù)進(jìn)展，直 至符合要求前方可進(jìn)入下道工序。將泥漿系統(tǒng)與鉆機相連，水電系統(tǒng)接入，施工前對管線穿越 X圍及周邊 的建筑物進(jìn)展詳細(xì)的調(diào)查，防止地下障礙對工程實施造成影響；下錨前 應(yīng)在淺層地下管線前面開探槽，以免對地下管線造成破壞。導(dǎo)向鉆進(jìn)導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時鉆具頭部只安裝略大于鉆桿外徑尺寸4cm的矛式鉆頭，對正既定孔位，檢測對中誤差到達(dá)規(guī) X要求，即可開動鉆機鉆進(jìn)導(dǎo)向孔。鉆進(jìn)時要持力均勻，勻速前進(jìn)。并應(yīng)根據(jù)給進(jìn)阻力的大小，判定地層內(nèi) 是否有硬物或土層的變化，以確定注水機給水壓力和給水量。鉆進(jìn)時，

10、 當(dāng)?shù)貙雍^大地層為砂層或粉質(zhì)砂粘土，應(yīng)不注水鉆進(jìn)，當(dāng)?shù)貙虞^硬 或無地下水時，那么應(yīng)提高注水壓力。注水主要是起潤滑和冷卻鉆具， 減少鉆進(jìn)阻力作用。當(dāng)遇有硬質(zhì)障礙物時應(yīng)緩慢持力給進(jìn)，當(dāng)不能鉆穿通過時，應(yīng)記錄鉆具長度，確定障礙物的具體位置，采用挖掘機從地面向下開挖探坑進(jìn)展處 理。地面條件不允許時，那么只有整體偏移鉆孔軸線。一般單個的硬物 通過持續(xù)的壓力注水鉆進(jìn)和攪磨即可通過， 此時給進(jìn)力應(yīng)均勻不可強推 進(jìn)，防止鉆孔偏移。障礙物的位置在鉆進(jìn)過程中應(yīng)詳細(xì)記錄。每個鉆進(jìn)班組均應(yīng)做臺班記錄，要詳細(xì)記錄鉆進(jìn)長度、軸線偏差、機座 校核、土質(zhì)軟硬、障礙物、作業(yè)人員等情況。鉆進(jìn)宜按上坡方向進(jìn)展， 以利排水和最后

11、出土，并有利于保證鉆孔質(zhì)量。鉆進(jìn)先導(dǎo)孔工藝見圖示。導(dǎo)向鉆進(jìn)是非開挖定向鉆進(jìn)鋪管的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 導(dǎo)向鉆按設(shè)計的深度、標(biāo) 高，隨時監(jiān)控，適時調(diào)整。鉆進(jìn)中采用輕壓、慢轉(zhuǎn)，注意控制鉆頭溫度, 切不可使探頭過熱。施工中，施工員、質(zhì)量員應(yīng)全過程控制，樁位、管道走向、管道位置等 及時復(fù)測，確保污水管道施工符合設(shè)計要求。擴孔 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)至接收坑，經(jīng)測量檢驗，偏差在允許X圍內(nèi)時，卸下矛式鉆 頭換裝魚尾式或三叉式擴孔鉆頭， 開動回拉鉆機擴孔。擴孔時人工給進(jìn) 要均勻，勻速回拉。同時注水機要連續(xù)注適量水，通過鉆具攪拌孔內(nèi)泥 土造泥漿，用以保護(hù)成孔孔壁，保保持圍巖穩(wěn)定，同時起到潤滑作用。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，采用刮刀式擴孔器

12、。擴孔器尺寸為鋪設(shè)管徑的1.5倍左右，這樣既能夠保持泥漿流動暢通又能保證管線的平安、 順利的拖 入孔中。擴孔鉆頭圖擴孔時地層土質(zhì)較軟時宜快速給進(jìn)回擴， 地層土質(zhì)較硬時要勻速緩慢進(jìn) 展?；財U鉆孔工藝見圖示:施工過程中，注意地下水位的變化，鉆進(jìn)施工時是否正常，注意土質(zhì)變 化及拉管機的壓力，出現(xiàn)異常及時采取措施。在每級擴孔過程中，為防止擴孔跑偏軌跡，采用回拖擴孔。擴孔時為保 證管道可以順利回拖，要使鉆孔直徑到達(dá)管徑的1.3倍以上，并用泥漿護(hù)壁，防止鉆孔坍塌，保證土體對管壁無損壞。清孔在回擴鉆孔時，在鉆頭尾部配裝拉鏈桿，鉆孔回擴到達(dá)工作坑時，卸下擴孔鉆頭，在拉鏈桿一端換裝拉泥盤，進(jìn)展拉泥成孔工作。此

13、項工序主要是拉運出擴孔攪碎的孔內(nèi)土，形成光滑圓順的安管通道。拉泥時，首次拉泥采用環(huán)形盤，反復(fù)來回拖拉后，如阻力減輕那么在拉泥 盤上加裝橫擋，再次入孔拉泥，逐次加封橫擋，直至拉泥盤全封閉，并 能輕松順利拉出為止。當(dāng)?shù)貙油临|(zhì)較硬，以粘質(zhì)土為主時，應(yīng)先采用環(huán)形盤較窄的拉泥盤拖拉， 使拽拉阻力變小拉泥盤拉出順利后， 再換上環(huán)形盤較寬的拉泥盤拖拉鉆 孔。拉泥盤環(huán)形盤的大小及加裝橫擋封閉的選擇， 應(yīng)根據(jù)地層土質(zhì)確定。 最終成形的孔道內(nèi)壁光滑圓順，拖孔器拉泥清孔工藝見圖示。管道焊接 本工程中的HDPE管采用熱熔焊接，管道接口質(zhì)量的好壞直接影響到拉管施工的成功進(jìn)展，因此要嚴(yán)格按以下操作步驟執(zhí)行。1對口 將塑料

14、管或管件放入夾具內(nèi)夾牢，用刷子和棉布塊將管口的氧化層、 油污、塵埃去除干凈。 將兩管端的接口對正，對口間隙不得超過0.5mm,用卡尺檢查兩對口的端面是否平行，必須保證兩連接收接口時的兩個端面完全重合，不 得有縫隙。同時要調(diào)整好對口的兩連接收間的同心度，其誤差應(yīng)小于管壁厚的10%。對口到達(dá)要求后，將夾具夾緊。2加熱接口：用熱平板模加熱兩個管口，將加熱溫度及加熱壓力調(diào)至需要位置。聚乙烯管材對接焊的最正確焊接溫度為 200240 C,一般確 定為210 ± 10 C。經(jīng)加熱后的兩個管口熔化，當(dāng)加熱至熔融狀態(tài)即完成 了吸熱過程。焊接時應(yīng)注意以下要點： 熱熔連接加熱時間和加熱溫度應(yīng)符合熱熔連接

15、工具生產(chǎn)廠和管材、 管件生產(chǎn)廠的規(guī)定。 當(dāng)指示燈亮?xí)r，最好在等10分鐘使用，以使整個加熱板溫度均勻。 熱熔連接保壓冷卻時間，不得移動連接件或連接件上不得施加任何 外力。 熱熔對接連接，兩管段應(yīng)各伸出卡具一定的自由長度，校對連接件,使其在同一軸線上，錯邊不宜大于壁厚的10%。 溫度適宜的加熱板置于機架上，閉合卡具，并設(shè)系統(tǒng)的壓力。到達(dá) 吸熱時間后，迅速翻開卡具，取下加熱板。應(yīng)防止與熔融的端面發(fā)生碰 撞。 迅速閉合卡具，并在規(guī)定時間內(nèi)，勻速地將壓力調(diào)節(jié)到工作壓力， 同時按下冷卻時間按鈕。至y達(dá)冷卻時間后，在按一次冷卻時間按鈕，將 壓力降為零，翻開卡具，取下焊好的管子。 卸管前一定要將壓力降至為零，

16、假設(shè)移動焊機，應(yīng)拆下液壓軟管，并做好接頭防塵工作。3冷卻接口：接口完成后，在卡具上應(yīng)穩(wěn)住對口，讓其自然冷卻，其 時間確定為1.151.33 X壁厚mm分鐘，再放至地上還須再冷卻，方 可進(jìn)展另一端對口的組對和熔熱接口。翻開夾具后卸除卡具，對熔融接合口的外觀進(jìn)展檢查，對口熱熔環(huán)向高度、寬度成形應(yīng)均勻、美觀、其 高度、寬度應(yīng)適宜。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外表。聚乙烯管材熱熔對接焊參數(shù)值：按設(shè)計要求施工?；赝侠鼙締挝还こ蘃DPE管材，HDPE管焊縫和管道強度檢驗合格后， 即 可進(jìn)入拉管施工。

17、首先用現(xiàn)場制作的“管封套將管頭密封，然后在管頭后端接上回擴頭，管后接上分動器進(jìn)展接收，將管子回接到工作 井后，卸下回擴頭、分動器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭。施工時，拉管機操作人員要根據(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。工作坑泄壓坑接收坑管道拖拉安裝示意圈安管工藝見圖示。空腔注漿處理PE管道拉通后，為了防止地面沉降，需要進(jìn)展注漿加固。由于受 場地條件限制，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管同長度的D25鋼管，與PE 管一同拉入土中并一同到達(dá)拉管設(shè)計終點樁號。到達(dá)終點后，解除 D25 鋼管與PE管的連接，在兩根鋼管前面各加一根 6m長同直徑的注漿花移動拉

18、管機到接收坑，和 D25鋼管連接并回拽。每拽入 6m,把鋼管和 拉管機的連接取消，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，補充PE管周圍的空隙。然后再換 再拉，再拉再注，反復(fù)進(jìn)展。直到把鋼管全部拉出接收坑，注漿過程也 就全部完畢了。在注漿施工時應(yīng)注意：a根據(jù)實際情況每3-6米注漿一次，根據(jù)計 算注漿量一定大于泥漿量，注漿時盡量保持不要連續(xù)。b、當(dāng)花鋼管拖入地面時一定要用堵頭堵死，防止?jié){液從花管前端流出。導(dǎo)向坑回填及路面恢復(fù) 工作坑、接收坑及檢查井應(yīng)選用黃砂進(jìn)展回填，不得含礫石、垃圾。施 工期間去除工作泥漿過濾后，用泥漿車外運。按圖紙要求恢復(fù)路面。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1HDPE管材焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢查數(shù)量：外觀質(zhì)量全數(shù)檢查；熱熔焊縫焊接力學(xué)性能試驗按 200個接 頭不少于1組做接頭熱熔焊縫焊接力學(xué)性能試驗。檢查方法：觀察；檢查焊接力學(xué)性能檢測報告；上述檢驗中假設(shè)有不合格的那么應(yīng)加倍抽檢，加倍檢驗仍不合格時應(yīng)停頓焊接，查明原因進(jìn)展整改前方可進(jìn)展焊接。2定向鉆進(jìn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 水平定向鉆施工的允