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1、污水管道水平导向钻进法施工方案一、工程概况：1、工程概况镇南路排水工程设计范围：北起江海西路，南至黄海西路，其中江海西路至长江西路段结合道路改建工程实施，长江西路至黄海西路段仅实施污水管道。污水管采用单侧布管，位于道路中心线下。污水接镇南路北段规划污水后由北向南排入规划红光河污水泵站中，再由泵站提升后沿已建镇南路西侧人行道往南排入黄海大道已建DN800污水主干管中。其中，江海路起点Ws11，Ws21Ws26，Ws30Ws31，Ws33Ws34，Ws40Ws44均实施牵引法施工。牵引法施工的污水管道均采用PE100光壁压力给水管，压力等级1.25MPa，环刚度16KN/m2，管材满足给水用聚乙烯
2、（PE）管材国家标准（GB-T13663-2000）。2、工程地质根据南通大地岩土工程公司勘察报告，土质以河口相粉土、粉砂为主，依据地基土的地质时代、成因、岩性和物理学性质，本场地的地基主体可分为5层，自上而下分序如下：层素填土（Q4）：杂色，灰色为主，松散稍密，以粉土混少量粉质粘土为主，局部含少量碎砖、砂石等建筑垃圾，暗沟塘底部含少量淤泥，土质极不均匀。道路沿线均有分布。层底高程1.453.58m，层厚0.602.90m。层粉土夹粉质粘土（Q4）：灰黄色，中密为主，局部稍密，湿很湿，干强度低，低韧性，摇震反应中等，无光泽，夹少量粉质粘土薄层，具水平层理，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程
3、1.251.68m，层厚0.202.20m，为中等压缩性中等强度地基土，属中液限细粒土。层粉砂（Q4）：青灰色，中密，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程-2.361.35，层厚0.13.90m，为中等压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。层粉砂（Q4）：青灰色，密实，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程-10.00-3.32m，层厚1.007.90m，为中低压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。层粉砂（Q4）：青灰色，中密，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母等暗色矿物，土质欠均匀
4、。道路沿线均有分布。该层为揭穿，为中低压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。3、水文地质条件根据地下水的赋存、埋藏条件及其水理性质，道路沿线揭示的地下水类型主要为孔隙潜水。孔隙潜水主要赋存于层中。道路沿线孔隙潜水位稳定高程为2.702.74m，孔隙潜水水位呈季节性变化且受大气影响明显，年变化范围在1.503.50m左右，年变化幅度2.0m。本区历史最高水位高程为3.60m。4、周边环境条件道路沿线位于平原区，地下水位较高，地势开阔，道路沿线为居民区及厂区，无污染源存在。二、编制依据:1、编制目的：为确保本项目水平导向钻进施工安全有序，避免安全生产事故的发生，完成项目安全生产目标，特制定本
5、方案。2、适用范围：本方案适用于本项目污水管道牵引法施工的管理。3、编制依据：本次施工方案编写是依据中华人民共和国国家标准水平定向钻进管线铺设工程技术规范及设计图纸、地质勘查报告进行。三、施工计划：序号任务名称工期开工日期完成时间1Ws21Ws26112015年1月23日2015年2月3日2江海路起点Ws11252015年2月5日2015年3月10日3Ws30Ws3152015年3月12日2015年3月17日4Ws33Ws34，Ws40Ws41122015年3月19日2015年3月31日四、施工方案：1、准备工作 不开槽管道施工的关键是做好导向孔曲线的设计和地质勘察，导向孔的设计和施工受许多因
6、素的制约，其中最主要的是施工现场的地上和地下条件，地上条件包括地形，地貌以及周围建筑物、道路、河流等：地下情况包括原有地下管线、地下水和地质结构等。经过前期的施工准备工作，对海南路沿线的地下管线、地下水、地质情况及现场施工场地的施工条件已基本掌握。 现场勘察内容包括：原有地下管线及设施的直径和埋深，原有电缆线路的走向等情况，并在地面作好标记，穿越地层的土质类型、含水量、透水性。为了使施工过程中尽量不给交通安全、城市环境及周围群众正常生活带来影响，在不影响正常施工的前提下在施工现场周围(即出、入口和泥浆池周围)用挡板加以保护和隔离。2、施工工艺流程测定管道轴线无线导向管轴线水平钻孔根据土质掺化学
7、泥浆或膨润土扩孔机分层扩孔200mm750mm淤泥外运扩孔定型护壁回拖拉管3、施工方案：1）定向钻的入土点、出土点的位置选择：根据规范要求，进、出孔直径洞口范围的土体应稳固，污水管道主体应保证平直，因此本项目入土点选择起点井沿管道延伸方向的反向40米处，出土点选择在终点井沿管道延伸方向40米处，根据现场勘察，入土点、出土点满足规范要求。2）钻进轨迹设计：入土角、出土角的确定： 图中：1入土角 2出土角 A入土点 D出土点 B第一曲线段和直线段轨迹变化点 C直线段和第二曲线段轨迹变化点 h轨迹（铺管）深度 L1+ L2+L3定向钻铺管水平长度铺管深度根据规范要求h取6m，R1、R2取钻杆的最小弯
8、曲半径1200D=1200*0.1=120m。 则入土角、出土角计算如下：6/（2*120-6）1=2=2arctg=2arctg = =18.2。 根据规范要求，本项目采用地面始钻式，入土角和出土角应分别8度至20度之间，计算所得的出土角和入土角符合要求。6（2*120-6）L1L3= =37.47mL2=140m。管道轴向曲率半径要求： 因为牵引管是作为污水管道使用的，因此管道由起点向终点方向应具有一定的纵向坡度，不得出现弯曲情况，因此管道轴向曲率半径为。3）终孔孔径、扩孔次数、管道回拖力、管材等的确定：终孔孔径的确定：本次拖拉管道直径为800mm，成孔直径应不小于管材直径的1.5倍，计算
9、可得成孔孔径不小于1200mm。扩孔次数的确定：钻进钻头直径60cm，初次成孔直径60cm，根据扩孔钻头选择比空洞大1.5倍的原则，选取90cm的钻头进行一次扩孔，再选取120cm的钻头进行二次扩孔到成孔直径。管道回拖力的确定：最大控制回拖力应满足管材力学性能和设备能力要求，总回拖阻力计算如下：P = Pl + PF Pl=Dk2Ra/4PF=D0Lf1式中：P总回拖阻力(kN)； P1扩孔钻头迎面阻力(kN)； PF管外壁周围摩擦阻力(kN)； Dk扩孔钻头外径(m)，一般取管道外径1.21.5倍； D0管节外径(m)； Ra迎面土挤压力(kN/m2)；一般情况下，黏性土可取500600kN
10、/m2，砂性土可取8001000kN/m2； L回拖管段总长度(m)； f1管节外壁单位面积的平均摩擦阻力(kN/m2)，可按给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008表6.3.4-2中的钢管取值；总回拖阻力计算如下：P=Pl+PF=3.14*1.22*0/4+3.14*0.8*140*1.5= 527.52kN管材的选择：根据设计要求，选择PE100光壁给水压力管，压力等级1.25MPa，环刚度16kN/m2。4）定向钻机、钻头、钻杆及扩孔头、拉管头等的选择：根据以上计算选择中型钻机，钻头使用直径60cm钻头，钻杆使用直径10cm钻杆，扩孔头使用直径90cm、120cm扩孔头。
11、5）护孔减阻泥浆的配置及泥浆系统的布置：泥浆的使用和造浆根据本工程地质勘察报告管线所在土层的性质，在扩孔时采用清水造浆。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：3-5%预水化钠基膨润土+0.2%化学泥浆，施工用水pH值应控制在6-8。在钻机拖管入洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管道和孔壁的泥浆。在工程施工过程中如果土质情况有变化，泥浆配方作应用调整。6）地面管道布置走向及管道材质、组对拼接、防腐层要求：管道使用PE100光壁给水压力管，压力等级1.25MPa，环刚度16kN/m2。焊接的PE管需满足PE管焊接规范的要求。PE
12、管的焊接将要连接的两根管子保持水平状态，并清除其表面的杂物，将电热熔带及锁紧扣带放在管道连接部位并用夹钳把锁紧扣带扣紧，然后把热熔机与电热熔带相接，设定加热时间后启动热熔机(绿灯亮)，当热熔机的红灯亮时电热熔过程完成。关掉电源，再一次用夹钳扣紧锁紧扣带并保持一定的冷却时间(约15 min)，冷却后松开锁紧扣带。管道焊接后从钻孔出土口沿钻孔方向向远离出土口的方向排列，以便于记性管道回拉。7）定位导向系统设备的选择及施工探测测量技术要求、控制措施：采用DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统，该系统包括地面接受器及遥显，地面接受器通过接收钻头内无线探棒发射的信号，探测钻头的具体位置，遥显上显
13、示钻头钟面值及温度和接受器探测的钻头深度；钻机操作人员根据接收器探测结果，在导向人员指挥下，对钻头偏离设计轨迹及时进行调整，确保钻头沿设计轨迹钻进。（1）技术要求：在整个工程施工过程中，高程和轴线问题贯穿始终，也是重要的技术参数，因此本公司将施工质量中标高的控制放在首位。为确保工程质量，着重承诺：严格按照国家有关标准施工、服务；工程移交前，经确认工程质量100合格后交付建设单位。（2）保证措施采用DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统，该系统包括地面接受器及遥显，地面接受器通过接收钻头内无线探棒发射的信号，探测钻头的具体位置，遥显上显示钻头钟面值及温度和接受器探测的钻头深度；钻机操作人
14、员根据接收器探测结果，在导向人员指挥下，对钻头偏离设计轨迹及时进行调整，确保钻头沿设计轨迹钻进。A、在设计施工曲线时，每隔4.5米在该处地表点测量该点的标高并标示出，要求测量前先清除地表杂物。B、仔细清查钻进轨迹中的地下管线情况，掌握地下管线的埋深、管线材料，根据实际情况编制施工方案。C、导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度； D、精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置；E、导向孔每4.5米测一次深度，如发现偏差应及时调整，以确保导向孔偏差在设计范围内；F、司钻应严格按照测量员的指令进行操作。8）注浆：PE管道拉通后，为了避免地面沉降，需要进行注浆加固。由于受场地条件限制，江海路七点井Ws11，Ws21-Ws22，Ws40Ws41由于位于车道下采用孔内加注水泥浆置换泥浆的加固措施，而其余部分位于非机动车道对于承载力无特殊要求直接使用泥浆填充。孔内注浆施工，拉管施工前在PE管前端连接两根与PE管同长度的25钢管与PE管一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。到达终点后，解除25钢管与PE管的连接，在两根钢管前面各加一根6长同直径的注浆花管。移动拉管机到接收坑，和25钢管连接并回拽。每拽入6，把钢管和拉管机的连接取消，换成和高压注浆泵连接。注入5:100水泥浆液（0.4Mpa），从而置换触变泥浆，补充PE管周围的空隙。然后再换
