南都路拖拉管施工方案

1南都路污水管道拖拉法施工方案一、编制依倨《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61）《给水用聚乙稀（PE）管材》（GB/T13663-2000）《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》（CECS164：2004）《地下管线非开挖技术规程》（DB29-73-2004）《非开挖敷设地下管线施工技术与实践》二、工程概况南都路（同协路~庄河路）工程污水主管，管径为D500mm，埋深为5m，自W19~W10~W60-1（同协路预留井）东西走向，接入同协路污水主管中，最终排入规划笕桥污水泵站。尽期接入明石路污水管道后排入德胜路污水干管井。污水管道位于道路中心线以南12.5米处，W19~W10段距农居房围墙、道路为5米，W10~W60-1（同协路预留井）段距高压电杆、电信光缆电杆及围墙距离为3~5米；且房屋为条形基础，周边又为疏菜棚，为了减小井点降水及基坑大开挖施工对农居房等的影响，南都路污水主管W19~W10~W60-1（同协路预留井）段采用非开挖施工。三、工程地质条件根据相邻本工程地质勘察资料，地貌上属钱塘江冲海积平原，由粘性土、粉性土等组成。根据土的成因、结构及物理力学性质指标综2合分析，划分为4个层次，其中第③层又分为2个亚层，即亚粘层和亚砂层。受气候、地形、地势及土层结构影响，本工程所在地层地下水丰富，本场地浅部属潜水类型。水位动态变化受控于大气降水和河道影响变化快，地下水位采用高水位埋深值0.5m。本工程地层分布自上而下描述如下：①-1杂填土：褐色、黄褐色、杂色，主要分布在拟建场地农居点及村道处，性质不均，主要含有碎石、碎砖、石子等的建筑垃圾和生活垃圾，层厚0.5～0.9m。①-2素填土：灰黄灰、灰褐色，上部主要为0.3～0.5m的耕植土，含较多植物根茎，下部为亚粘土性素填土，含有少量小石子，层厚0.3～1.6m，力学性质较差。②亚粘土：黄褐色、浅黄色，很湿，稍密，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，局部含云母及氧化铁，层顶高程为3.47～4.70m，层厚1.4～2.9m，呈中压缩性，力学性质一般。③-1亚粘土：灰黄色，湿，稍密，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，局部含云母及氧化铁，层顶高程为1.38～2.96m，层厚1.1～4.0m，呈中偏低压缩性，力学性质较好。③-2亚砂土：灰褐色，湿，稍密～中密，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，局部含云母及白色贝壳碎屑，层顶高程为-1.44～0.95m，层厚1.5～4.7m，呈中偏低压缩性，力学性质较好。⑤-1粉砂：灰褐色，饱和，稍密～中密，呈层状，局部为亚砂土，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，微层状～层状，3含云母，层顶高程为-5.14～-2.54m，层厚2.0～6.2m，呈低压缩性，力学性质良好。本工程污水管道均座落在③-2层亚砂土上。四、工程特点与难点1、由于管道埋深较深（≥5米），距农居房围墙、道路及高压电杆、电信光缆电杆较近，检查井（牵引井、控制井）作业是难点，本工程控制井采用沉井法施工；牵引井采用大开挖施工。施工时必须采取可靠的围护结构及局部加固措施，并做好降水措施。2、由于施工工期紧，对施工组织、交通配合协调、施工管理等方面增加了难度。3、本工程整个施工沿线仅靠明石路出入口进出，对工程的材料、土方运输带来一定制约，周边无排水系统，道路运输受到限制。因此，施工时必须合理组织。五、水平定向钻施工定向钻拖拉法是将定向钻机设在地面，不开挖沟槽，用探测仪导向，控制钻杆钻进的方向，经过入土段过渡至符合设计坡度要求的“水平段”，再经过出土段出地面。不取两端的入土段和出土段(也称为造斜段)，仅取符合设计坡度要求的水平段，经过多次扩孔后，再采用管道回拖的方法来敷设管道。定向钻孔轨迹线宜由造斜直线段、造斜曲线段、水平直线段等组成，在水平直线段两端设置牵引井，中间设置控制井，以确保所拖拉的管道高程和轴线符合设计及规范要求。4（一）、定向钻进拖拉法施工工艺流程（二）、牵引井、控制井5拖拉管直线段拖拉长度为180m~240m，曲线段长度为120m左右，两端设置牵引井，中间设控制井，井距60m左右，牵引井采用砖砌（可缩短施工时间，以减小对农居房的影响），套用院标，井尺寸为2.4m×1.1m，为保证管道高程和轴线符合设计要求，中间控制井先实施，结构形式为钢筋混凝土，采用沉井法施工(考虑农居房及电杆的安全以及对周边的影响)，井尺寸根椐设计确定。（三）、水平定向钻轨迹设计导向孔轨迹线设计是在设计管线剖面图基础上，设计出钻孔的最佳曲线。根据设计井位位置，按照设计管道坡度及标高来设计钻进轨迹线。设计管线剖面图污水管道施工的轨迹线设计要满足设计要求，必须考虑入土点、出土点的斜直段、曲线段设计长度，并必须严格控制水平穿越段各点标高，轨迹设计图如下：6定向钻进轨迹设计图为保证水平直线段精度要求，造斜段水平距离L可按上图计算确定。HO=H–DO／2L=2A+[HO–A(Sinα+Sin2α+…+Sin(nα))]／tg(nα)+A(Cosα+Cos2α+…+Cos(nα))取n=4（n取值在3～5范围）H=5m（排水管道管内底深度，单位为m）HO=5-0.5／2=4.75（排水管道中心线深度，单位为m）D=560（管外径mm）Do=500（管内径mm）A=3（每节导向钻杆长度m）取α=2.5°（相邻两节钻杆允许转向角°）L—定向钻造斜水平距离(m)，计算如下：L=2×3+[4.75-3×（sin2.5°+sin5°+sin7.5°+sin10°）]／tg10°+3×（cos2.5°+cos5°+cos7.5°+cos10°）=37.5m入土角不宜超过10°，出土角按导向钻杆及拖拉管材允许曲率半径较大值确定，一般不宜超过20°。相邻两节钻杆允许转向角根据土7质条件，钻杆长度、材料等因素确定，土质越软弱，α角越小，仅角取值一般在1.5°～3.0°。（四）、测量放样牵引井、控制井根椐设计图纸，用经纬仪或全站仪进行放样定位，水准仪进行高程控制；定向钻进时采用雷达探测仪探测轴线和高程，使用前应符合以下要求：1、经纬仪、水准仪使用前需具有在有效期内经有资质的检测机构检验合格证书。2、操作人员必须经过培训并具有掌握仪器原理、性能、适用范围、操作方法的知识和技能。3、雷达探测仪在施工前应进行校准，合格后方可使用。（五）、定向钻机安装定位1、钻机应安装在管道中心线延伸的起始位置。2、调整机架方位应符合设计的钻孔轴线。3、按钻机倾角指示装置调整机架，应符合轨迹设计规定的入土角，施工前应用雷达探测仪复查或采用测量计算的方法复核。4、钻机安装后，起钻前应用锚杆锚固，满足钻机回拉力支撑要求。土层坚硬和含水率低时，宜用直锚杆；土层较软时，宜采用螺旋锚杆。（六）、试钻、钻进1、钻机开动后，必须先进行试运转，时间不少于１５分钟，确定各部分运转正常后方可钻进。82、首根钻杆入土钻进时，应采用轻压慢转的方法，稳定入土点位置，符合设计入土倾角后方可开始钻进3、导向孔钻进时，造斜段探测控制点设置间距为一根钻杆的直线段，现场应记录，并应绘制出钻孔轨迹剖面图。4、造斜段曲线钻进时，应按地层条件及时调定推进力，防止钻杆发生过度弯曲。（七）、导向孔施工1、导向孔施工是成孔的关键，根据已设计的轨迹线入土、出土位置固定钻机，调整导向钻头的入射角度，使其与轨迹设计角度一致，钻孔前先校正所使用仪器。2、钻孔过程中以仪器控制与地面辅助控制穿越轴线，钻孔基本与设计轨迹一致，导向孔钻进过程中，密切注意井眼的返浆情况，并做好记录以便准确判断钻进过程中的地质情况，为预扩孔提供可靠记录。3、导向孔的成功与否直接影响工程成品的质量，因此导向孔施工中，除曲线偏移不能超越规定要求外，每根钻杆间角度变化也要得到严格控制，确保导向孔高质量完成。（八）、成孔与泥浆护壁导向施工结束后，根据土质与所铺设管道口径设计需要成孔的直径，正常情况下扩孔的直径与所铺管直径相差10cm（管外壁预留5cm），确定采用多级扩孔的级数，并视土层情况选择不同类型的钻头与泥浆配方。9一般情况下土层粘质成份较多，可直接用清水和刮刀钻头扩孔进行自然选浆，如果土层砂质成份含量高，必须选择优质泥浆，用优质膨润土特殊配方处理，使泥浆达到一定粘度，较低的失水量，同时能抑制地质土体分化，保持孔壁稳定，扩孔直径符合铺管要求时，扩孔即告完成。（九）、铺管材料的选择由于其特殊工艺和回拖力要求对管材质量要求极高。根据铺设管径设计的环钢度、拉伸度等技术指标决定其壁厚要求；一般对于不同口径的管道生产控制均为国家标准。管材采用高密度聚乙稀（HDPE）实壁管，此管材具有优异的化学稳定性、耐老化及耐环境应力开裂的性能，适用温度范围广、承压能力强、连接强度好（热熔对接承插）、柔韧性好，并有一定的挠曲度，使用寿命长。管材的物理性能应满足下列要求：质量密度：0.94～0.96g／cm3；短期弹性模量：≥800MPa抗拉强度标准值：不小于20.7MPa抗拉强度设计值：不小于16.0MPa环向弯曲刚度：不小于8kN／m2管材允许的拖拉应力按12MPa控制管材的外观质量及尺寸应满足下列要求：1、管材外观颜色应一致，内外壁光滑平整、无划伤、毛刺等缺陷。102、接前管材的端面应平整且与管中心轴线垂直，管材长度方向不得有明显弯曲现象。3、管材外壁应有统一的标识（生产企业、产品名称、公称直径、环刚度及生产日期等）。（十）、拖管当钻孔成孔结束后方可进行回拖管施工。回拖前必须进行管材复检，包括管材焊接是否符合要求、管头固定结实、分动器连接完好，检验完毕后，方能铺设。回拖时，技术人员应仔细观察机器仪表的变化，主要观察扭矩和回拖力变化（一般情况下，扭矩5～8MPa之间），回拖力不能太大，以防损伤管材，并控制好速度，注意两边工作坑回浆情况．确保拖管成功。1、管道回拖力计算回拖力计算示意图Pt=Py+PfPy=πDk2Ra／4Pf=πDLf式中Pt一回拖力（kN）Py一扩孔钻头迎面阻力（kN）11Pf—管周摩阻力（kN）Dk一扩孔钻头外径（m），一般为管道外径1.2～1.5倍D一管道外径（m）Ra一迎面土挤压力（kPa）：粘性土Ra在50～60kPa；砂性土在80～100kPaL一管道长度（m）f—管道与管周土位间的单位摩擦力（kPa）。参照上海地区经验，粘性土f在0.3～0.4kPa；砂性土在0.5～0.7kPa；定向钻孔拖拉施工拖拉力计算如下（按240m长度计算）：Pt=πDk2Ra／4+πDLf=3.14×（0.56×1.5）2×100／4+3.14×0.56×240×0.6=309（KN）选用L-350型钻机六、施工质量和控制要点1、定向钻拖拉法施工的两端管道与相邻段的拖拉管道各有一段管道在施工时重叠需要错开，一般大于600mm，但不应太大，以免影响流速。2、造斜段的入土角度和出土角度是施工时需要控制的要素。一般入土角不宜大于10°，出土角一般不大于20°。相邻两钻杆之间允许转角α可根据土质条件、钻杆长度和材料等因素确定，土质越软，转折角度越小。一般α角度取值范围在1.5°～3.0°之间。3、钻杆进入控制井前至少有一根钻杆达到管道设计直线段坡度的要求。出土段也一样，出控制井前，管道必须保持符合直线段坡度12要求。4、管材在拖拉过程中承受的荷载，包括管道的工作压力、外部的使用荷载和施工时的回拉力，在施工过程中管材所承受的最大荷载，组合的回拉力和外部压力可能是管道在使用过程中的最大荷载，选用的管材，必须考虑接口牢固、回拉受力好、扩孔相对较小等因素。应采用HDPE平壁管，用专用设备对平壁管进行对接式热熔焊接。通过对接焊接，管口要求平整。5、钻杆所钻的孔在钻后是否能保持圆形不变形，将对回拉力产生很大的影响。如果孔保持圆形，则土壤荷载成拱形分布，仅很小的土压力以泥浆或存在的地下水产生的压力传递到管材上，泥浆本身可能起到保持孔敞开的作用；但若孔塌陷或变形很大，土壤的压力回作用到管道上，则回拉力必然增大。所以，钻孔技术和护壁泥浆的配置对保持钻孔的圆形和敞开十分重要。6、在定向钻拖拉