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中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第１页共21页昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段非开挖水平定向钻牵引管专项方案一、工程概况昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段中北京路下穿隧道泵站出水管改造单位工程为新建压力管道工程，由于北京路于2013年才新建完毕，且作为昆明市主干道之一，车流量较大，不具备开挖条件，依据原设计采用顶管工艺穿越北京路，在我项目部实施过程中顶管遇到北京路新建电力箱涵，经各参建单位现场勘查并经会议讨论将原顶管方案变更为非开挖水平定向钻牵引管方案实施。本工程采用非开挖水平定向技术回拖D8001.0MPaPE给水管道，我项目部计划非开挖水平定向钻机放置于联盟路奥斯迪购物广场侧非机动车道处，原设计1#旁。管道放置于联盟路铁五中原设计3#以后。二、编制依据1、《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》（试行）。2、《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY-T4079-95）。2、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）。3、《给水排水构筑物施工及验收规范》（GB50141-2008）。4、施工设计图纸、设计变更文件和地质勘察资料。5、国家现行的法令、法规，地区颁布的安全检查、消防、文物、环保等管理规定。中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第２页共21页三、投入主要设备1、主要施工机械设备表序号设备名称规格单位数量1水平导向钻机GR6030、古登1600台各12管线探测仪SRM-ZT10套13导向探测仪GL600台14对讲话机部25凯斯泥浆系统套16回扩器φ300、400、500、600、700、800、900、1000、1200个947钻杆φ73、114根1008发电机28KW台29抽水泵30KW台210膨润土凯斯吨按实际工程量配备2、保证机械出勤率的措施（1）根据工期要求，施工前期要以机械顶管工程为龙头，配合土方机械、配电设备等做好进场组织工作，并保证进场设备的完好使用状态。（2）配备足够的常用机具设备，如泥浆泵、发电机等，做到施工现场，人到机到，保证加工制作需要，并配置足够的备用机械。（3）所有大型、专用机械设备，如固瑞牌非开挖水平定向钻机等设备，统一调集进场，并做好大型设备的进场、路线调查和保证措施。中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第３页共21页（4）专用设备（导向仪、探测仪）、大型设备的操作人员要定人定机，由经过专业培训并取得合格证书的驾驶司机从事施工，确保设备安全和工程质量。（5）做好维修保养工作，使所有用于施工的机械处于良好的运转状态。3、管道轴线定位与复测（1）据现场桩位和核对设计图纸，进行现场管道轴线定位与复测，误差不超过设计要求。（2）探测已有地下管线网络分布情况：采用管线探测仪对现场地下的管道中线进行探测，探查现有地下管线的走向以及沿途有无地下障碍，并记录在册，防止施工中碰撞和损坏已有管线，以确保定向穿越施工的顺利进行。（3）根据定向穿越施工规范及现场探测的实际情况，设计出合理可行的施工方法。（4）根据现场实际位置与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，尽量确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。（5）组织施工人员学习有关的技术标准和规范、研究设计图纸。为了使工程能够顺利成功，施工中要严格执行设计要求和规范规定，各工种、各岗位认真负责，密切配合，做好充分准备，仔细分析各种可能发生的情况，制定相应的处理措施。控向制定钻进方案，保证导向孔曲线平滑；全面掌握地质资料，准备好泥浆配备材料，按地层配制，保证钻孔需要，使成孔良好；机修工和电焊工设计和加工所需要中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第４页共21页的专用钻具，例如切割刀、挤扩器和拖管器具。四、水平导向钻进施工施工工艺流程如下所示1、测量放线：根据钻机中心线与入土点、出土点成一条直线的原则，按施工布置图和穿越轴线将钻机及附属配套设备安放在预定位测量放样施工准备人材设备进场入钻井开挖设备就位调试机井钻机调试钻机就位泥浆配备穿越轴线控制穿越深度控制管道安装调试穿越导向孔回扩回拖穿越结束泥浆配备循环再用泥浆处理废浆余泥清运中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第５页共21页置，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。2、开挖工作井：入钻井开挖尺寸长为6m宽为2.5m深为2.5m，出钻井尺寸长为15m宽为2.5m深为2.5m。工作井开挖必须符合设计要求。3、机具就位：钻机进场后，检查机具的运作情况，及时记录。机具摆放应距入钻井1m以上，防止机具震动造成土塌方，钻机就位必须在穿越曲线的同一方向上。钻机就位后进行系统连接、试运转，保证设备正常工作，各系统运转正常后试转，各种参数正常后按次序钻进。4、泥浆的配备及利用：非开挖工程中泥浆的使用尤为重要，泥浆的主要作用包括排除钻屑、保护孔壁、堵漏、平衡地层压力、冷确钻头、润滑钻具与孔壁、软化硬岩土和进行导向水射流等。施工用水以就近原则，在现场设立泥浆用水的集水罐车，加入适量的苏打粉进行漂白、沉淀使施工用水达到泥浆用水的水质规范。为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，在用量不能改变的情况下，我们采取增加泥浆的储存的数量。为了维持孔壁的稳定，提高泥浆携带能力通常加入化学添加剂来改善泥浆的流变特性，使之能适用于不同的地层情况。泥浆添加剂有：磺化沥青（降滤失）、水解聚丙烯酰胺（提粘、护壁）、防塌降滤失剂、CMC和润滑剂。泥浆的用量公式：V=π/4(D2-d2)LAV----所需泥浆用量D----扩孔外径（米）d----小孔直中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第６页共21页径（米）L----穿越总长(米)A----系数（取3～5）膨润土、化学泥浆和添加剂用量参考表沙层泥浆添加剂用量水质要求1、PH值在8-9.5可加入1.5-2公斤碳酸钠进行调节；2、不含Ca++、Mg++离子；3无固体杂质（预先过滤）一立方米水添加剂加入量配方一1、凯斯复合膨润土10-17公斤；2、凯斯清道夫2.4-3.6公斤；3、凯斯超强派克1.2-1.8公斤；4、钻易5升。配方二1、凯斯复合膨润土17-22公斤；2、凯斯清道夫2.4-3.6公斤；3、凯斯超强派克1.2-1.8公斤；4、钻易5升。粘土层泥浆添加剂用量水质要求1、PH值在8-9.5可加入1.5-2公斤碳酸钠进行调节；2、不含Ca++、Mg++离子；3无固体杂质（预先过滤）一立方米水添加剂加入量配方一1、凯斯速钻液2.5-3.5公斤；中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第７页共21页2、凯斯清道夫1.8-2.4公斤；3、钻易5升；4、根据需要加入粘土分散剂（或TS钻具卫士）。配方二1、凯斯速钻液2.5-3.5公斤；2、凯斯清道夫1.2-1.8公斤；3、钻易5升；4、根据需要加入粘土分散剂（或TS钻具卫士）。粘土层泥浆添加剂用量水质要求1、PH值在8-9.5可加入1.5-2公斤碳酸钠进行调节；2、不含Ca++、Mg++离子；3无固体杂质（预先过滤）一立方米水添加剂加入量粘土1、TS化学泥浆3公斤；2、凯斯超强派克1.8-2公斤；3、钻易5升；4、根据需要加入粘土分散剂（或TS钻具卫士）。膨润土1、TS化学泥浆3-5公斤；2、凯斯超强派克1.2-1.8公斤；3、钻易7升；4、根据需要加入粘土分散剂（或TS钻具卫士）。粘土层泥浆添加剂用量水质要求1、PH值在8-9.5可加入1.5-2公斤碳酸钠进行调节；中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第８页共21页2、不含Ca++、Mg++离子；3无固体杂质（预先过滤）一立方米水添加剂加入量胶粘土1、TS化学泥浆1.5-2公斤；2、凯斯超强派克1.8-2公斤；3、钻易2升；4、凯斯清道夫2-3公斤；5、TS钻具卫士5-7升。混合型粘土1、TS化学泥浆2-3公斤；2、凯斯超强派克1.2-1.8公斤；3、钻易5升；4、凯斯清道夫1.8-2.4公斤；5、根据需要加入粘土分散剂（或TS钻具卫士）。清孔不好会导致：（1）钻进速度减慢，扭矩、拉力增大，延误工期；（2）增加阻力，无形中加大机器功率，减少使用设备寿命，加快钻具磨损；（3）抱死钻杆、钻具，造成“糊钻”；（4）造成孔道淤塞；（5）泥浆回流不畅，从而导致地面冒浆和泥浆流失。5、导向孔穿越：通过导向探测仪查核、校正钻杆的水平和方向，确保穿越达到设计要求，穿越过程中按画好的标志，每隔3米校正一中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第９页共21页次钻头的位置，以确保穿越精度（见导向记录表）6、PE管热熔焊接：采用PE给水管道专用热熔焊接机具进行焊接，焊接过程中，管道端口不得有水、砂等异物，每个管道端口热熔宽度不得小于1cm，热熔时间不得小于60分钟，待管道端头热熔完成后用热熔焊接机进行高压对接，对接误差不得大于5mm，对接冷却时间不得小于90分钟。7、逐级扩孔导向孔完成后，必须扩大至适合成品管敷设的直径，一般情况下，扩孔器是在钻机对面的钻头出土处连接在钻杆上，再回拉进入导向孔，随着扩孔器的回扩，要在其后不断的加接钻杆。根据导向孔与适合成品管铺设的直径差异大小和地层情况，扩孔可一次或多次进行，最适宜扩孔直径按下式计算：Ｄ=Ｋ×Ｄ１其中：Ｄ表示适合成品管敷设的钻孔直径Ｄ１表示成品管外径（群管按正方形计算）K表示经验系数，一般K=1.5根据《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY-T4079-95）要求结合本工程回拖D800管径需要最大扩至D1200的孔洞以满足D800管道穿越，扩孔采用逐级扩孔：即从Φ200→Φ300→Φ400→Φ500→Φ600→Φ700→Φ800→Φ900→Φ1000→Φ1100→Φ1200共计扩孔10次，而后用Φ1200进行管孔修整。回扩时泥浆的配备必须根据土质的实际情况进行，使孔洞形成良好的通道，保证施工质量。中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第１０页共21页8、管线回拖我项目部拟定管线回拖采用160吨级非开挖水平定向钻机进行回拖，机器回拖力拟定在30吨—80吨力，管道纵向断裂伸长率≥350h，热熔接头纵向断裂伸长率≥350h。进行PE管的回拖，回拖时应将扩孔器接在钻杆上，然后再通过单动接头连接在管子的拉头上，单动接头可防止管线跟着扩孔器回转，从而保证其能够平滑的回拖进钻孔中。推拉力不能大于1500Psi，回扩时均缓地进行，我项目部计划回拖速度为25mm/s。回拖时应适当增加润滑剂的用量以减少阻力。进口添加剂在维护孔壁、减少阻力方面作用较明显。因此，完成扩孔后应尽快回拖管线，管道必须一次性焊接，不能分多次连接。另外，泥浆中应添加润滑剂，以减少磨擦阻力。9、修复路面、清场、退场拖管完成后，及时作好路面的清理。在规范的施工中，施工后的处理是非常重要的，一是环保，二是清洁，树立好公司的良好形象。六、施工控制措施关键工序、特殊过程的实施控制工序工程控制设置实施措施检查办法备注关键工导向孔深度误差cm（0.5h）1、做好导向仪标定工作2、多测多量并做好导向记录1、检查标定记录及导向孔记录。2、在出露处进行复核。中铁十局集团有限公司昆明主城老城区市政管网及调蓄池建设工程第四标段项目经理部第１１页共21页序钻进坡度1、通过导向孔迹高程换算控制工作管的坡度。2、时时监控导向仪坡度读数。1、复核导孔轨迹高程；2、检查导向孔记录表中的倾角记录。安全间距：垂直△h≥1m综合考虑各种因素，适当加大安全间距，确保铺管质量。1、检查施工方案断面图。2、复核导孔轨迹与其它管线间距。曲率半径（取钻杆曲率半径）钻孔轨迹率半径应满足工作管曲率半径要求。检查施工方案及钻孔轨迹是否大于工作管曲率半径。特殊工序回拉铺管拉管壮举、分动器的安装连接牢固目测拉管参数的控制拉力