拉管施工方案

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》J10404—2004

《埋地聚乙烯排水管道工程技术规程》CECS164—2004 《污水、再生水利用工程设计规范》GB50335—2002 《给水用聚乙烯（PE）管材》GB13663—2000 三、地质条件

施工区域标高为：0.608∽-4.700范围，

标高范围 0.608∽1.61 1.61∽-3.59 -3.59∽-6.59 -6.59∽-9.89 -9.89∽-14.89 土质名称 淤泥 淤泥 淤泥质粘土 粉土 粉质粘土 重力密度（KN/m3） 68 68 44.7 27 28.3 土质特性 灰色、含有机质流塑状态高压缩性 灰色、含有机质流塑状态高压缩性 灰色、含有机质流塑状态高压缩性 灰色、含云母、有机质、贝壳、稍密、中压缩性 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

施工准备 测量放线 确定穿越轨迹 设备就位 扩孔、泥浆护壁 牵引管线穿越 管道焊接 导向钻孔 水压试验

施工工艺流程

1、 施工准备

⑴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。 ⑵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。

⑶本工程污水管线拉管管径为DN700mm，2排270m。再生水管线管径为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。

⑷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，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

⑴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。

⑵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）。

⑴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。

⑵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。

⑶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%降滤失剂+2%∽3%的润滑剂。

6、 导向孔扩孔

⑴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/cm3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。

⑵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￠900mm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

⑴PE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，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。

⑵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。

⑶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 ⑴打压试验步骤

注水 浸泡24h 打压密封试验 放水

⑵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。

⑶实验前按实际情况制作打压封堵板，并安装完毕。

⑷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0.2Mpa∽0.4Mpa,充分浸泡24小时。

⑸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

⑴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，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. ⑵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

⑴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45～55s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。

⑵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能。钻孔时孔壁周围严禁产生振动荷载，防止钻孔时塌孔。

⑶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 ⑴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 1 2 3 耐候性 4 （管材累计接受≥3.5GJ/m2 老化能量后） 1）仅适用于蓝色管材。 项目 断裂伸长率，% 纵向回缩率（110C），% 氧化诱导时间（200C）,min 80c静液压强度（165h）试验条件同表10 断裂伸长率，% 氧化诱导时间（200C）,min 要求 ≥350 ≤3 ≥20 不破裂、不渗漏 ≥350 ≥10 连接接头物理性能要求

序号 1 2 3 项目 熔体值量流动速率（MFR） 对PE63，PE80，PE100 氧化诱导时间 (热稳定性) 电熔管件的熔接强度 要求 MFR的变化小于材料MFR值得±20% ≥20min 脆性破坏所占百分比 ≤33.3% 试验到破坏为止； 4 插口管件一对接溶接管件的熔接强度 韧性；通过 脆性；未通过 试验温度 （0±2）℃ 5 鞍形旁通的冲击强度 无破坏无渗漏 重锤质量 （2500±20）g 下落高度 （2000±10）mm a 管件上曲阳测量的值与所用混配料测量的值对比 试验温度 23℃ 试验参数 试验温度 190℃ 载荷 5kg 试验温度 200℃ 试验数 3 试验温度 23℃ 压力试验

序号 1 2 项目 内压密封性试验 外压密封性试验 要求 无渗漏 无渗漏 试样数 1 1 试验参数 试验时间 1h 试验压力 5g 试验压力 △p=0.01mpa 试验时间 1h 试验压力 △p=0.08mpa 试验时间 1h 3 4 耐弯曲密封性试验 耐拉拔试验 无渗漏 管材不从管件上 拔脱或分离 a相接管材的公称外径不大于63mm的机械连接接头 1 — 试验时间 1h 试验压力 1.5×管材【PN】 试验温度 23℃ 试验时间 1h 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 职务 项目副经理 现场指挥 现场调度 技术人员 物资人员 安全员 施工队长 钻机长 导向员 制浆工 电工 施工人员 人数 1 1 1 2 1 1 1 2 3 3 2 20 备注 负责现场全面协调与生产工作 负责现场施工的协调与指挥 负责现场机械的调配与保养 负责施工现场的技术工作 负责施工现场的物资供应 负责施工现场的安全监督与排查 2、主要机具的选择（见表3） 表3 序号 1 2 3 4 5

名称 DDW—320型非开挖铺管钻机 DDW—450型非开挖铺管钻机 FX30型真空软开挖系统 钻杆 发电机 单位 数量 台 台 台 根 台 1 1 1 120 2 备注

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 地磁导向仪 钻头￠450mm、￠600mm、￠750mm ￠900mm、￠1050mm 台 个 台 个 台 台 台 台 台 台2 1 各1个 2 2 2 3 4 2 1 16t 10t 2寸 4寸 EX200 FM20泥浆搅拌系统 油桶 汽车吊车 载重汽车 水泵 泥浆泵 挖掘机 牵引设备 3、DDW—320型非开挖铺管钻机技术参数如表：4 表4 项目 扭矩 输出轴转速 回拖力 推力 动力头速度 钻杆直径 钻杆长度 钻机、长×宽×高 参数 18000n.m 0～50r/min 45t 45t 13m/min 89mm 4.6m 11.3m×2.6m×3.3m

型式 总重 泥浆系统 运行为履带 25t 泥浆泵排量 泥浆搅拌站 910/10L/min/MPa 5m3 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：

⑴临时用电的架设，应符合施工用电安全要求。

⑵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。

⑶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：