拉管施工專項(xiàng)施工方案講課講稿

1、拉管施工專項(xiàng)施工方案一、導(dǎo)向鉆進(jìn)原理導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管法原理：使用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行管線穿越施工，其 工作過程是通過導(dǎo)向儀進(jìn)行導(dǎo)向和探測(cè)， 先鉆出一個(gè)與設(shè)計(jì)曲線相同的導(dǎo)向孔，然后再將導(dǎo)向孔擴(kuò) 大，把產(chǎn)品管線回拖到擴(kuò)大了 的導(dǎo)向孔中，完成管線穿越的 施工過程。施工過程一般分為 三個(gè)階段：第一階段是按照設(shè) 計(jì)曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個(gè)導(dǎo)向孔；第二階段是將導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管法原理圖圖1孔；第二階段是將產(chǎn)品管線（一般為PE管道或鋼管）沿著擴(kuò)大了的導(dǎo)向孔拖到鉆孔中，完成管線穿越工本次施工工序見下圖：管道鋪設(shè)工序流程圖圖21. 導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)過程導(dǎo)向鉆進(jìn)是鋪管成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，這個(gè)過程需要至少兩名操 作人員，一

2、名鉆機(jī)操作者，操作鉆機(jī)，控制鉆具在地下的狀況；另一 名是定位探測(cè)儀操作員，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)、探測(cè)鉆頭在地下的走向和進(jìn)尺情 況。鉆頭上裝有可發(fā)射無線信號(hào)的探頭，它可穿過地層發(fā)出一種特殊 的電磁波，操作員手中的探測(cè)器可以接受這些信號(hào)，并經(jīng)過處理后， 讓鉆機(jī)操作者及時(shí)了解鉆頭目前的位置，顯示的信號(hào)包括鉆頭走向、 深度，造斜率和面向角等信號(hào)，以便及時(shí)調(diào)整鉆頭的方位，確保鉆頭 按照事先設(shè)計(jì)好的軌跡鉆進(jìn)。鉆機(jī)操作者可以在鉆機(jī)上，通過儀表掌 握鉆進(jìn)過程中施加給鉆桿的壓力和回轉(zhuǎn)扭矩， 在鉆機(jī)儀表盤上，還可 以看到來自探測(cè)裝置反饋過來的一切信息， 鉆機(jī)操作者通過這些信息 來調(diào)整鉆頭方位，操作臺(tái)上的液壓儀表和遠(yuǎn)距離信息顯

3、示儀表， 就像 操作者的眼睛一樣，可以隨時(shí)觀察孔底情況。鉆機(jī)使用76CM的鋼管為鉆桿鉆桿從地面入口傾斜度約為22度鉆桿地面距離下料鉆3M鉆孔深度約為地面距離(M36912151821242730鉆孔深度(M0.30.60.91.21.51.82.12.42.73如圖可依次類推注：此數(shù)據(jù)為一般粘類土質(zhì)的土2. 施工要點(diǎn)和施工注意事項(xiàng)1）為確保本工程成功地完成定向鉆進(jìn)的導(dǎo)向工作，要嚴(yán)格按照 設(shè)計(jì)規(guī)劃好的穿越曲線鉆進(jìn)，主要是控制好鉆進(jìn)曲線不同位置的深度 和造斜率。在不超過管道彈性敷設(shè)半徑或鉆桿彎曲極限的范圍內(nèi)，操 作員應(yīng)確保按設(shè)計(jì)的軌跡鉆地，如果前一段鉆進(jìn)沒有完全符合設(shè)計(jì)曲 線，所出現(xiàn)的差值可以通過

4、下一段來修正， 并記錄實(shí)際鉆孔與鉆孔的 偏差，通過計(jì)算來調(diào)整鉆進(jìn)的參數(shù)。2）設(shè)計(jì)鉆孔軌跡時(shí)重點(diǎn)考慮以下影響因素：待回拖管線的材質(zhì)、 尺寸、曲率半徑；鉆桿彎曲極限；地層條件；地上、地下障礙物狀況；3）導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時(shí)，采用帶斜面的非對(duì)稱鉆頭。若一邊旋轉(zhuǎn)一邊推進(jìn)，鉆孔呈直線延伸，即鉆出一個(gè)直孔，若鉆頭只推進(jìn)不旋轉(zhuǎn)，由 于地層給斜面鉆頭的反力的作用，使鉆頭朝斜面法線的反方向鉆進(jìn)， 即實(shí)現(xiàn)造斜功能，鉆出曲線或造斜孔。鉆機(jī)操作人員根據(jù)地表的接收 器探測(cè)出鉆進(jìn)參數(shù)（鉆頭的位置、深度、傾角和工具面向角等），判 斷鉆孔位置與設(shè)計(jì)曲線的偏差，并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以確保穿越曲線按 照設(shè)計(jì)的走向鉆進(jìn)4) 鉆機(jī)配有控向探測(cè)儀

5、器，其作用就是及時(shí)探測(cè)鉆頭在地下的 實(shí)際位置，并將探測(cè)結(jié)果傳輸?shù)降孛娼邮诊@示器和司鉆操作臺(tái)上的遠(yuǎn) 程顯示器，司鉆根據(jù)這結(jié)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行方向調(diào)整和糾偏。5) 在改變方向的過程中，鉆孔的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該控制在一 定的范圍內(nèi)(R=50D即導(dǎo)孔軌跡的彎曲半徑應(yīng)大于 8m),只考慮鉆 桿的彎曲半徑即可，使實(shí)際的鉆孔曲線盡量平緩，以利于回拖。6) 鉆機(jī)場(chǎng)地準(zhǔn)備好鉆機(jī)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試完畢后，開始鉆導(dǎo)向 孔。導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)質(zhì)量或成敗取決于下述因素：a. 鉆頭實(shí)際的左右位置偏離，深度和最小離地間隙(或最小地面 覆蓋)。b. 導(dǎo)向孔將提供實(shí)際的鉆進(jìn)土壤狀況的資料， 為正確決定預(yù)擴(kuò)孔 或回拖和子的工藝提供依據(jù)。c.

6、 完成的導(dǎo)向孔曲線應(yīng)該圓滑并逐漸轉(zhuǎn)向，以便滿足回拖管子的 要求。7) 為順利完成導(dǎo)向孔曲線的鉆進(jìn)，關(guān)鍵要十分注意以下各點(diǎn)：a. 正確地鉆進(jìn)第一根鉆桿是非常重要的。 先在鉆頭入土處挖一個(gè) 小坑，使坑的平面與鉆頭進(jìn)入方向垂直， 并確信泥漿已經(jīng)攪拌好已經(jīng) 具備開鉆條件。b. 鉆頭轉(zhuǎn)向6點(diǎn)鐘的位置，開動(dòng)鉆液泵。確信鉆頭噴嘴中有鉆液 流動(dòng)。開始朝前推進(jìn)并穿透地面保持鉆頭進(jìn)入地面的斜度。 第一根要 沒有任何轉(zhuǎn)向直鉆。C.接上第二根鉆桿之前，要將這根鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)并將鉆頭抽回入口 坑，再將該鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆入地下。因?yàn)閷?dǎo)向板總是大于鉆頭，這樣重復(fù) 鉆進(jìn)一次會(huì)形成更好的導(dǎo)向孔， 并且可以在鉆桿和孔壁間維持一個(gè)環(huán) 形空間。

7、8) 鉆進(jìn)前都要確認(rèn)泥漿泵是開著的。并觀察壓力表指示。應(yīng)及 時(shí)調(diào)整鉆液流量， 以便入口坑有泥漿流回這有助于操作員判斷環(huán)形空 間是否仍然暢通。如果鉆液壓力表指向了最大值并停止在該位置，這可能說明鉆頭 噴嘴堵塞住了。 這時(shí)將鉆頭拖回將堵塞物清除。 在清理噴嘴或卸下噴 嘴之前，要確信鉆機(jī)上泥漿壓力已經(jīng)卸掉。9) 在鉆孔的全程，定位員要決定鉆孔的斜度、深度和與計(jì)劃路 徑相關(guān)的實(shí)際鉆孔路徑。 然后由操作員調(diào)整鉆位置來達(dá)到。 在朝前推 進(jìn)至旋轉(zhuǎn)的過程中，密切注意遙控顯示器上斜度的變化是非常重要 的。10) 對(duì)于任何一根鉆桿，抽回再重復(fù)鉆進(jìn)有利于在鉆孔中維持環(huán) 形空間也有利于充分混合泥土， 并且鉆液可以流過

8、整根鉆桿。 重復(fù)鉆 進(jìn)技巧的運(yùn)用有利于在導(dǎo)引孔中維持一個(gè)良好的環(huán)形空間。11) 鉆機(jī)操作員要注意觀察，在出口坑沒有鉆液流出，意味著由 于缺乏鉆進(jìn)經(jīng)驗(yàn)或者使用了不適當(dāng)?shù)你@液， 而導(dǎo)致了鉆孔中環(huán)形空間 的堵塞。隨著鉆孔長度延長，由于進(jìn)入地下的鉆桿摩擦力增加，從而 旋轉(zhuǎn)壓力將會(huì)增大， 旋轉(zhuǎn)壓力充分增大， 可能是土層吸水并在鉆桿四 周膨脹的標(biāo)志。 如果這種情況發(fā)生， 需要重新調(diào)整鉆進(jìn)泥漿和添加劑 的性能和比例，或者重新鉆導(dǎo)向孔。12) 在整個(gè)鉆孔過程中，必須時(shí)刻保證鉆機(jī)操作員和定位員之間 的良好的通訊聯(lián)系。( 一) 預(yù)擴(kuò)孔1. 預(yù)擴(kuò)孔的工藝過程預(yù)擴(kuò)孔就是在實(shí)際鋪設(shè)管線之前，經(jīng)過一次或多次的擴(kuò)孔來擴(kuò)大

9、鉆孔的直徑，以減小回拉鋪管的阻力，確保施工順利完成。最終成孔 直徑一般比管子直徑大 200毫米(或是管徑的 15 倍)。導(dǎo)向孔鉆完成后，將鉆頭從鉆桿上卸下，安裝上合適的反擴(kuò)孔鉆 頭和分動(dòng)器，然后在分動(dòng)器后面接上回拉鉆桿，進(jìn)行擴(kuò)孔鉆進(jìn)。擴(kuò)孔 的速度和地質(zhì)及鉆機(jī)的參數(shù)等因素有關(guān)， 要選用合適的擴(kuò)孔工藝參數(shù) 才能順利完成擴(kuò)孔工序。2. 預(yù)擴(kuò)孔的原則和需要注意的事項(xiàng)1) 預(yù)擴(kuò)時(shí)，回?cái)U(kuò)頭后面帶的不是管子而是鉆桿，鉆桿是通過萬 向節(jié)與回?cái)U(kuò)頭連接被拖入鉆孔中的；2) 在將后面的鉆桿安裝之前，要確信鉆機(jī)是被鎖定的；3) 當(dāng)擴(kuò)孔完成，拉完足夠的鉆桿后，將鉆機(jī)鎖定，用液壓管鉗 在出口點(diǎn)卸開鉆桿接頭，接上回?cái)U(kuò)頭、萬

10、向接和鉆桿轉(zhuǎn)換連接桿；4) 按照安全操作步驟進(jìn)行預(yù)擴(kuò)。保持機(jī)組成員與操作員密切聯(lián) 系，確保整個(gè)連接過程的安全。5) 擴(kuò)孔時(shí)視工作坑反漿情況，合理調(diào)配泥漿的粘度、比重、固相含量等技術(shù)參數(shù)。( 二) 回拖管線1. 回拖管線的工藝過程經(jīng)過預(yù)擴(kuò)孔后，才可以進(jìn)行 PE管的回拖工作，回拖管線時(shí) PE管 在擴(kuò)好孔的孔中是處于懸浮狀態(tài)， 管壁四周與洞之間由泥漿潤滑， 這 樣即減少了回拖阻力，又保護(hù)了管線防腐層。經(jīng)過鉆機(jī)多次預(yù)擴(kuò)孔， 最終成孔直徑一般比管子直徑大150毫米，所以不會(huì)傷害PE管外壁。先將拉管頭與待鋪管道聯(lián)接起來，然后將拉管頭與分動(dòng)器聯(lián)接， 隨著鉆桿的回拉，管道慢慢進(jìn)入孔內(nèi) ，直到完成全部管道的鋪設(shè)

11、。 然后卸下擴(kuò)孔鉆頭及分動(dòng)器， 取出剩余鉆桿取下拉管頭， 鋪管工作完 成。2. 回拖管線時(shí)的注意事項(xiàng)1) 回?cái)U(kuò)的過程中，主要是目標(biāo)是將回?cái)U(kuò)頭切削下的鉆屑與鉆液 混合成泥漿，以便將泥漿排出，為新裝管線提供足夠的空間；2) 回拖的過程對(duì)于成功地完成一個(gè)鉆孔是非常重要的，這時(shí)需 要合適性能和足夠的鉆液；3) 將回?cái)U(kuò)頭與鉆桿連接起來之前，檢查萬向節(jié)是否可用手自由 轉(zhuǎn)動(dòng)；4) 拖頭是錐形的封頭，要求能承受回拖過程中將要承受的回拖 力；5) 在回拖前、過程中和回拖之后，操作員和在產(chǎn)品管線一側(cè)的機(jī)組成員之間要求有通訊良好的對(duì)講機(jī);6）回?cái)U(kuò)的速度不能夠太快，回?cái)U(kuò)時(shí)需要時(shí)間切削地層并將切屑 混合成泥漿；7）拉管

12、過程中為防止水及其它雜物進(jìn)入待鋪管道內(nèi)，PE管末端設(shè)PE端帽，與拉管頭連接方式見下圖：拉管頭與PE管連接示意圖圖3泥漿泥漿是定向穿越中的關(guān)鍵因素，被視定向鉆的“血液”，其主要作 用是攜帶和懸浮鉆屑并排到地表，穩(wěn)定孔壁和降低鉆進(jìn)時(shí)所需的扭矩 和推拉力、冷卻和沖洗孔底鉆具。泥漿的主要工藝性能是流變性和失 水造漿性，現(xiàn)場(chǎng)控制的主要因素是泥漿的粘度， 各種添加劑的配制以 及泥漿的壓力和流量。1. 泥漿性能的控制和調(diào)整泥漿添加劑：為保證泥漿具有良好的流變性、 高攜砂性、固壁和 潤滑性能，在配出基漿的基礎(chǔ)上，再按基漿重量的 24%。比例加入 的各種泥漿添加劑，使用的泥漿添加劑有：增粘劑、固壁劑和潤滑劑粘度

13、控制：根據(jù)穿越段地層情況，在鉆導(dǎo)向孔階段，泥漿粘度控 制在35-45S;在預(yù)擴(kuò)孔和回拖階段泥漿粘度提高 5-10S;實(shí)際工作中， 泥漿的粘度隨土層的不同而變化，并選用不同的添加劑。2. 泥漿用量定向穿越泥漿壓力和流量是控制原則是高流量、低壓力，通過調(diào) 整高壓泥漿泵的檔位和轉(zhuǎn)速， 泥漿噴嘴的直徑和數(shù)量， 控制鉆進(jìn)和回 拉速度等。造斜段：每方添加 2 包易鉆 + 0 25升 幫手+ 025 升 萬用王；水平穿越段：每方添加 2包易鉆+ 0 . 51升萬用王。按 照工程情況計(jì)算，該工程需配制鉆井液約90100方，根據(jù)設(shè)計(jì)配方 大約需要使用 Hydraul-EZ 易鉆 200包和 3 桶 IVP 萬用

14、王?，F(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 56噸Hydraul-EZ易鉆，3桶IVP萬用王和部分幫手。(三)PE管的保護(hù)、焊接及安裝1. PE管搬運(yùn)、運(yùn)輸與存放1) 管材搬運(yùn)時(shí) , 必須用非金屬繩吊裝。2) 管材、管件搬運(yùn)時(shí)，應(yīng)小心輕放，排列整齊。不得拋摔和沿 地拖 。3) 陸地搬運(yùn)管材、管件時(shí)，嚴(yán)禁劇烈撞擊。4) 車輛運(yùn)輸管材時(shí)， 應(yīng)放置在平底車上; 直管和盤管均應(yīng)捆扎、 固定，避免相互碰撞。堆放處不應(yīng)有可能損傷管材的尖凸物。5) 管材、管件運(yùn)輸途中，應(yīng)有遮蓋物，避免暴曬雨淋。6) 管材應(yīng)水平堆放在平整的支撐物上或地面上。堆放高度不宜 超過1. 5m當(dāng)管材捆扎成1m< 1m的方捆，并且兩側(cè)加支撐保護(hù)時(shí), 堆放高度

15、可適當(dāng)提高，但不宜超過 3m管件應(yīng)逐層疊放整齊，應(yīng)確 保不倒塌。并宜便于拿取和管理7) 管材、管件在外臨時(shí)堆放時(shí)，應(yīng)有遮蓋物。8) 管材存放時(shí)，應(yīng)將不同直徑和不同壁厚的管材分別堆放。受 條件限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，應(yīng)將較大的直徑和較大壁厚的管材放在底部， 并做好標(biāo)志2. 管道檢驗(yàn)1) 管道的檢驗(yàn)：除檢查管道的合格證外，還要進(jìn)行管道外觀的 檢驗(yàn)，防止有劃痕、破裂等。2) 管道切口表面平整，其傾斜偏差為管道直徑的 1%，但不得超 過 3 毫米。3. 焊接 在焊接過程中，操作人員一般應(yīng)參照焊接工藝卡各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行操作。但必要時(shí)，應(yīng)根據(jù)天氣、環(huán)境溫度等變化對(duì)其作適當(dāng)調(diào)整。1) 核對(duì)欲焊接的管材規(guī)格、壓力等級(jí)是否

16、正確，檢查其表面是 否有磕、碰、劃傷，如傷痕深度超過管材壁厚的 10%，應(yīng)予以局部切 除后方可使用。2) 用干凈的布清除兩管端的油污或異物。3) 將欲焊接的管材置于機(jī)架卡瓦內(nèi)， 使兩端伸出的長度相當(dāng) (在 不影響銑削和加熱的情況下應(yīng)盡可能短) ，管材機(jī)架以外的部分用支 撐物托起，使管材軸線與機(jī)架中心線處于同一高度， 然后用卡瓦緊固。4) 置入銑刀，先打開銑刀電源開關(guān)，然后在合攏管材兩端，并加以適當(dāng)?shù)膲毫Γ钡絻啥司羞B續(xù)的切屑出現(xiàn)后，撤掉壓力，略等片刻，再退開活動(dòng)架，關(guān)掉銑刀電源，切屑厚度應(yīng)為0. 5mm左右，通過調(diào)節(jié)銑刀片的高度可調(diào)切切屑厚度。5) 取出銑刀，合攏兩管端，檢查兩端對(duì)齊情況，管材兩端的錯(cuò) 位置不應(yīng)超過壁厚的 10%，通過調(diào)整管材直線度和松緊卡瓦可予以改 善，管材兩端面間的間隙也不應(yīng)超過壁厚的 10%，否則應(yīng)再次銑削， 直到滿足上述要求。6) 將加熱板表面的灰塵和殘留物清除干凈(應(yīng)特別注意不能劃 傷加熱板表面的不粘層) ，檢查加熱板溫度是否達(dá)到設(shè)定值。7) 加熱板溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值后，放入機(jī)架，施加規(guī)定的壓力，直到兩邊最小卷邊達(dá)到規(guī)定值(0. 1 X管材壁厚+0. 5) mm8) 將壓力減少