最新拉管施工工藝工法

1、拉管施工工藝工法1施工工藝簡述1.1 工藝工法概況道路管道施工，由于地形條件限制，現(xiàn)場無放坡開挖條件，不放坡全斷面 加強支護開挖的方式，對支護要求高，施工安全保障較低，造價很高，并且對 其他交叉施工工序影響很大，無法保證安全生產(chǎn)要求。特別是埋深超過5.0m的管道開挖施工，屬于危險性較大的深基坑施工。若對開挖深度較大等原因不具 備開挖施工條件的路段采取非開挖拉管的施工方法，可有效解決管道施工難題。 與傳統(tǒng)的"挖梢埋管法"相比，它具有環(huán)境影響小、對其他工序影響小、對地層結(jié) 構(gòu)破壞小、施工安全可靠、周期短、社會效益與經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點。1.2 工藝原理主要是采用地下定位系統(tǒng)，通過

2、導向，分級擴孔的方法，確保鉆機按預定 的軌跡完成導向孔，從而達到準確鋪管的目的。導向孔的施工主要依據(jù)設計軌 跡，采用導向鉆頭內(nèi)的探頭盒發(fā)射一定頻率的電磁波傳到地表。地面接收器收 到信號，使用它可以隨時測出鉆頭地下位置、深度、頂角、鉆具面向角等基本 參數(shù)。導向儀是導向鉆進的眼睛，它能使操作人員能夠及時、精確地掌握鉆進 情況，隨時調(diào)整鉆進參數(shù)，確保鉆機按預定的軌跡完成導向孔，從而達到準確 鋪管的目的。工藝原理見圖1、圖2:圖1施工工藝原理示意圖Eclipse接收器的側(cè)面圖t左邊）和傀視圖右邊圖2監(jiān)控裝置示意圖2工藝工法特點非開挖拉管施工的優(yōu)點，回避了開挖施工中存在的對交通、周邊建筑、構(gòu)筑物、鋪裝及

3、地下管線等工程影響大，鋪裝面、構(gòu)筑物等需要大面積拆除并恢復而導致的資源浪費，并且施工周期短，可有效避免埋深4m以上溝梢開挖施工時的塌方等問題，從而避免了作業(yè)人員的施工安全等問題，缺點方面，對拉管管材的質(zhì)量要求高，要求環(huán)剛度在 12.5KN/M2以上的管材，從而使大于 DN8OO以上的大管徑管道管材目前還無法保證此環(huán)剛度而不具備拉管施工條件。另外,拉管施工將產(chǎn)生大量泥漿的需要處理，文明施工及環(huán)保方面要求很高，并且其利用超聲波潮景慎來決定確實深度搦聲器觸餐式 開關(guān)撥動式 開關(guān)遠程顯示器電池盒艮承耳施工費用相對開挖施工費用相對較高3施工方法根據(jù)設計軸線位置及管道埋深，在施工范圍內(nèi)通過現(xiàn)場調(diào)查、查閱資

4、料、 探測等手段調(diào)查清楚地下管線的分布情況后進行鉆孔曲線設計，通過導向、分 級擴孔后將焊接連通的管道一次性拖拉至孔內(nèi)，然后進行后續(xù)的檢查井等施工。4工藝流程及操作要點4.1 施工工藝流程施工工藝流程見圖3:圖3施工工藝流程圖4.2 操作要點4.2.1 測量放線按設計軸線，結(jié)合坐標定位與相對定位法，將管道軸線標示與既有的路面等設施上。4.2.2 地下管線的探測在施工范圍內(nèi)通過現(xiàn)場調(diào)查、查閱資料、探測等手段調(diào)查清楚地下管線的分布情況。6.2.3鉆孔曲線設計：1鉆孔曲線設計：1）滿足規(guī)范要求的最小曲率半徑。即： R=1500D2）滿足穿越公路和河流安全規(guī)范要求；3）選擇最佳主力穿越層位。綜合考慮入土

5、角、出土角、曲率半徑等因素， 根據(jù)本工程綜合考慮以上因素，確定導向軌跡。4）定向鉆孔軌跡線段由造斜直線段、曲線段、水平直線段（與管道排水坡 度一致）等組成，為保證水平直線段精度要求，造斜段水平距離L可按圖4計算確定。H.=H-DJ2sin i+sin 2asin (力。)/名(打門 +工(cos ci + coa2a + h cos)N取值在35范圍圖4定向鉆孔軌跡計算示意圖5）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，至少應 有一根鉆桿長度達到管道直線段坡度要求。6）入土角不宜超過10° ,出土角按導向鉆桿及拖拉管材允許曲率半徑較大值確定，一般不宜超過207）相鄰兩節(jié)

6、鉆桿允許轉(zhuǎn)向角根據(jù)土質(zhì)條件，鉆桿長度、材料等因素確定, 土質(zhì)越軟，a角越小，a角的取值一般在1.5°3.0 °。4.2.3 回拖力計算及最大拖拉長度1）管道回拖力計算按圖5所示進行計算：分離器郢用頭擴孔鉆頭尺寸單位為厘米圖5回拖力計算示意圖月=4+號Py =/ 4P產(chǎn) TiDLf式中Pt回拖力（KNPy-一擴孔鉆頭迎面阻力（KN Pf管周摩阻力（KNDk-一擴孔鉆頭外徑（M）, 一般為管道外徑1.31.5倍；D管道外徑 （m）Ra迎面土擠壓力（Kpa）在上海地區(qū)，粘性土 Ra在5060Kpa;砂性土 在 80100Kpa;L管道長度（m）f管周與土的摩擦系數(shù)（Kpa）,在上

7、海地區(qū)，粘性土 f在0.30.4Kpa, 砂性土在0.50.7Kpa;2）定向鉆孔拖拉法施工，最大拖拉長度宜控制在表 1范圍內(nèi):表1最大拖拉長度控制表管道口徑（mm）所處土層最大長度（m）備注DX300粘性土250砂性土180DX400粘性土200砂性土P150DX600粘性土160砂性土120采用特殊、有效的成孔及減摩措施時，最大拖拉長度可適當增加。6.2.4基坑開挖在拉管施工機械的前部，開挖一個可供臨時儲存泥漿的基坑，基坑深度在2m以內(nèi)，寬度在1.5m左右，長度在8m左右即可。4.2.4 鉆機就位及試運轉(zhuǎn)按施工布置圖將鉆機及附屬配套設備安放在預定位置，進行系統(tǒng)連接、試 運轉(zhuǎn)，保證設備正常工

8、作。施工由 4000X 2000X 1500的鋼板箱作為地錨，必要 時裝滿沙子提高其穩(wěn)定性，將鉆機前端固定在地錨箱上。4.2.5 鉆導向孔1導向孔施工步驟：1）探頭裝入探頭盒。2）導向鉆頭連接鉆桿。3）轉(zhuǎn)動鉆桿測試探頭發(fā)射是否正常。4）回轉(zhuǎn)鉆進2m左右。5）開始按照造斜軌跡進行鉆進。6）完成直孔段鉆進。7）按照造斜軌跡進行鉆進。8）導向孔完成。2導向孔施工應注意事項：1）確定管線入土點與出土點的位置和深度。2）做好測量放線工作。按照設計要求，做好穿越管線的測量放線工作，放線時要做好放線基準點 的確認工作，并使鉆機、入土點、出土點在同一直線上。3）掌握穿越段地層特性導向孔施工前，應對穿越的地層進

9、行分析，以掌握其工程地質(zhì)特性，保證 鉆孔施工時技術(shù)參數(shù)的合理性。4）導向孔施工時，要保證導航員與鉆機操作人員的協(xié)調(diào)一致。5）導向孔鉆進時，要隨時掌握導向孔實際軌跡線，以使導向孔軌跡與設計 軌跡之間偏差在設計要求的范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)偏差超標要及時糾正。6）合理使用泥漿作沖洗液，確保鉆孔成型及鉆具的安全。7）選用優(yōu)質(zhì)的堿性電池，保證導向儀有足夠的工作時間，確保導向孔施工 時一次性完成（見圖6、圖7、圖8、圖9）。4.2.6反向擴孔1施工步驟1）卸下導向鉆頭，換上反擴鉆頭及分動器。2）分動器后連接鉆桿。3）擴孔。4）反擴鉆頭到達鉆頭工作坑后卸下反擴鉆頭及分動器，將前后鉆桿連接起 來。5）按照擴孔級次重復施

10、工步驟，直至最終孔徑2擴孔分級實施擴孔，故預擴孔施工最終擴孔寸徑比設計要求大一級擴孔，清孔，例：0 250mm（|）350mm（|）450mm（|）550mm（|）650mm （|）750mm（|）850mm 最 終擴孔直徑保證A 1.5倍的鋪管直徑，確保管線鋪設通道通暢（見圖 10、圖11、 圖 12、圖 13、圖 14、圖 15）。圖12擴孔鉆進、拖管圖13擴孔鉆進、拖管曲線圖14擴孔、拖管到達接收坑圖15擴孔頭分離4.2.7反向拖拉管材管道組焊完成，擴孔器清孔后，根據(jù)回拖力、扭矩的大小決定管道回拖.施 工時記錄回拖中的扭矩、拖力、泥漿流量、回拖速度等數(shù)值，回拖數(shù)據(jù)時實報 告?；赝狭τ嬎愎?/p>

11、式F拉=HL2f（D2/4） 丫泥7.85 S1 （D-S1） +k 粘HDL2式中：拉計算的拉力（t）L2穿越管段的長度（mi）;f 摩擦系數(shù)，0.1-0.3 ;D一一管子直徑（m）;丫泥一一泥漿的密度（t/m3）;s 1管子白壁厚（m） ；1.5-3.0 倍,k粘?系數(shù)，0.01-0.03按照施工規(guī)范的要求，鉆機應選擇最大回拖力為理論回拖力 可以完全滿足施工要求（見圖16）圖16造斜段拉桿收回（施工完成）4.2.8現(xiàn)場泥漿配置及處理1泥漿材料用量1根據(jù)一般土質(zhì)情況，確定泥漿配制方案，實施泥漿開鉆，開鉆前配制好優(yōu) 質(zhì)泥漿。泥漿在定向穿越中起關(guān)鍵作用，需要針對不同的地層采用不同的泥漿， 若地質(zhì)

12、情況復雜，則對泥漿要求比較高，為了對付不同的情況，需要將采取以 下措施：1）將施工用水存入水罐，在水中加入純堿，加速粘土顆粒分散，提高水的PH值;2）按照事先確定好的泥漿配比用一級膨潤土加上泥漿添加劑，配出合乎要 求的泥漿。3）根據(jù)不同的地質(zhì)條件，和不同的施工工序，確定加入不同的添加劑。4）為了確保泥漿的性能，使膨潤土有足夠的水化時間，在用量不能改變的 情況下，將采取增加泥漿儲存罐的數(shù)量。5）廢泥漿的處理：在焊接場地挖一個廢漿收集池，收集廢泥漿，經(jīng)沉淀之 后處理；在鉆機場地也挖一個的泥漿回收池，泥漿經(jīng)過回收池沉淀后，再經(jīng)過 泥漿回收系統(tǒng)回收；回收不了的泥漿排送到指定的地方。2泥漿在各個施工階段

13、的配制方法：這些泥漿配制方案都是針對一般土質(zhì)得出的，若地質(zhì)條件改變，其配制方案也隨之改變:1）鉆導向孔階段要求盡可能將孔內(nèi)的物質(zhì)攜帶出孔外，同時維持孔壁穩(wěn)定 較長的時間，保持孔內(nèi)泥漿面，減少阻力，其基本配方是：78項水化膨潤土 +0.2 0.4%增添劑+0.3%竄濾失劑+0.2%固體潤滑劑。兩端砂層加0.2%1項壓力 封閉劑2）預擴孔階段要求泥漿一定的動切力和良好的流動性，提高泥漿攜帶能力，其基本配方為：78額水化鈉基膨潤土 +0.2-0.4%>齊J+0.2%W濾失齊I +0.2-0.3%泥漿流變劑。3）擴孔回拖階段要求泥漿具有很好的護壁、攜帶能力；同時還有很好的潤 滑能力，減少摩阻；其

14、基本配方如下：7 8額水化鈉基膨潤土 +0.20.3%提粘 劑+0.3%降濾失劑+0.40.6%的潤滑劑（R>988） +0.2-0.3%泥漿流變劑。3泥漿排放施工時廢漿的排放必須符合文明施工要求，采用泥漿排放車，隨時處理施 工中產(chǎn)生的泥漿。5主要機具設備表3主要機具設備表設備名稱規(guī)格（型號）單位數(shù)量生產(chǎn)國（廠）家水平導向鉆機DL1500臺1南京鉆具r/泥漿馬達套1廊坊導向儀月蝕套1美國DCI公司泥漿車10噸口1南京工程'運輸車一 依維柯、解放付2國產(chǎn)發(fā)電機5OKW+13OKW臺2國產(chǎn)、國產(chǎn)污水泵F 5. 5KW (3,5KW)臺4國產(chǎn)泥漿泵15KW/7.5KW匕% 口2國產(chǎn)高壓

15、泥漿泵949臺1國產(chǎn)6質(zhì)量控制6.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問題易出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要有：9.1.1 管材的環(huán)剛度不能保證;9.1.2 管材的焊接質(zhì)量缺陷；6.1.3 定向穿越偏差及泥漿的配置質(zhì)量不能保證從而導致塌孔。9.2 保證措6.2.1 材料控制1 各種材料要有產(chǎn)品質(zhì)保書、出廠檢驗合格證等，并經(jīng)我公司檢驗人員及監(jiān)理驗收合格后方可投入使用。任何未經(jīng)驗收合格的材料不得投入使用。2組織專人進行材料采購，按照一質(zhì)優(yōu)、價廉、就近、及時口的原則進行。3 現(xiàn)場材料驗收合格后，按照公司有關(guān)要求貯存和使用，以確保整個過程中不損壞、不變質(zhì)和不丟失。6.2.2 定向鉆焊接質(zhì)量控制1 焊縫檢驗合格、鉆具及拉管頭可靠連接后方可

16、拉管。拉管中耐心細致，注意參數(shù)變化，集中精力，發(fā)現(xiàn)漏點及損傷要及時修補。2 為保護補口防腐在拉管時不被破壞，在補口的拉管前進方向一側(cè)增加半個熱收縮帶，且補口應在拉管前一天完成以保證拉管時補口強度。3 .2.3 定向穿越偏差及泥漿的配置控制1 水源采用經(jīng)凈化處理后的當?shù)睾铀?，水?jīng)過沉淀池沉淀，沉淀之后的水存入水罐，在水中加純堿，提高水的 PH值。2 根據(jù)不同地層，按事先確定好的泥漿配比用一級膨潤土加上泥漿添加劑，配出合乎要求的泥漿，粘度控制在 4060s之間。3 所用的泥漿添加劑有：磺化瀝青（降濾失）、聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺 提粘 、防塌降濾失劑等。4 廢泥漿的處理：鉆機場地內(nèi)挖一個泥漿回收

17、池，回收不了的泥漿用泥漿罐車及時運輸?shù)街付ǖ奈恢谩? 鉆機及配套設備就位準確可靠，導向孔不得急于求快，要認真復核，參數(shù)要求準確，偏差要符合規(guī)定，司鉆、控向等操作人員要按照制定的方案鉆進，如有異常及時匯報，必要時征得建設單位同意和支持。鉆孔曲線要圓滑，擴孔要耐心細致，且要做好詳細記錄以便分析復核。7 安全措施7.1 主要安全風險分析7.1.1 由于導向過程中遇到障礙物或信號干擾，容易出現(xiàn)導向偏差太大現(xiàn)象；7.1.2 管線資料有誤及鉆孔偏差致使管線損壞；7.1.3 擴孔器遇障礙引超卡鉆；7.1.4 上鉆桿沒有到位、鉆桿質(zhì)量缺陷及扭矩、拉力過大引起脫扣或鉆桿斷裂；7.1.5 孔內(nèi)塌方，成孔不好致使拉管阻力過大；7.1.6 孔內(nèi)泥漿壓力過高引起路面隆起。7.2 采取的措施7.2.1 分析確定障礙物位置，修改導向軌跡避開障礙。7.2.2 立即停止施工，保護現(xiàn)場，通知有關(guān)部門，制訂補救措施搶修。7.2.3 用挖