定向钻拖拉管施工方法

定向钻拖拉管施工方法（一）工程概况在本标段干管中，有DN200-500拖拉管，拖拉施工的管道均使用HDPE管材、热熔连接，大部分管段的施工长度不大（100m内），均为过路或其它不允许开挖施工的小直径污水支管的铺设。因此本节以DN400管道为例，对拖拉管的施工方法进行叙述。（二）拖管施工工艺流程图水平导向钻进法（拖管）的主要施工工艺流程如下图所示：（三）拖管施工工艺（1）准备工作1）前期调查：进场后调查施工范围内地下管线情况，摸查清楚后才能进行施工。2）方位定位①根据施工图纸，进行测量放样。并根据施工范围的地质情况、埋深、管径确定管材和一次牵引的管道长度，并设计好钻杆轨迹。施工前通过全站仪沿地面上拉管的中心线每3米设置一桩（有障碍物的除外），并沿拉管的中心线撒好白灰线且测出桩高程，算好桩高程与设计拉管流水面的关系。高程控制根据业主认可的勘测方提供的水准点，引测施工现场的高程控制点。根据本标段的现场情况，管线大部分在既有道路下施工，我方将在现场选择固定的地方做临时水准点，并做好保护。（2）钻杆轨迹设计根据地下管线布置图设计钻杆的钻进轨迹。轨迹包括两个部分，造斜段和铺设段。本工程为污水收集管道，必须按设计标高埋设，埋深的按照设计提供的各段管道设计标高确定。造斜段为拖拉工艺使用的空拖段。1）造斜段设计：造斜段长度按下列公式计算L：L＝[h(2R1-h)]0.5式中：h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1200d,代入数据即可计算出L值。2）钻杆入射角a：a＝0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}式中各字母意义同上式，求出a值。（3）钻机就位由于本工程拉支管的埋深大都在3m左右，钻机坐于地面可直接施工。钻机运到现场必须先锚固稳定，钻机如果锚固不稳，将会发生功率损失或者机械动力作用在机器身上，造成机器和人的伤害。钻机是依靠地锚座和后支承与地基固定的，安放钻机前应先平整场地，根据预先设计的的钻机倾斜角度进行调整，依靠钻机动力将锚杆打入土中，使后支承和前底座锚与地层固结稳定。钻机就位后，调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程的位置，入射角度钻入土中。在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔设计轨迹进行对比，以便及时纠正。地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进设计路线图的偏差，随时调整。并把调整数值记录在“钻进位置”相应的表格中。为了保证导向头能严格按照操作人员发出的指令前进，需要在管道线路初步布点后对控制点进行加密加细。在钻进管路上每间隔3m设中线、高程控制点，用木桩做出明显标志，并在桩点周围用混凝土砌出护墩加以保护。控制人员严格按照点位，操纵仪器。根据以往的施工经验，PE管在孔内拉动的过程中受重力的作用或者泥浆的浮力作用，会发生管道下沉现象。因此在本工程施工时，我方将充分根据道路地质状况，导向钻进的钻进点选择在略高于或略低于设计管中线的地方。最大限度的保证拉管高程符合设计要求。（4）钻进施工钻液的配置钻液的好与坏对于拉管施工的成败起极关键的作用。钻液具有冷却钻头、润滑钻具，更重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。为改善泥浆性能，有时要加入适量化学处理剂。烧碱（或纯碱）可增粘头的静切力、调节PH值，投入烧碱量一般为膨润土量的2%。泥浆配置采用：膨润土（南京）：35%~45%drippage(进口)1%~2%烧碱：0.5%~0.8%水：65%~55%导向钻进采用精度为0.1%的导向雷达控制钻进标高，导向标高控制在管中心线位置。钻杆轨迹的第一段是造斜段，控制钻杆的的入射角度和钻头斜面的方向，缓慢给进而不旋转或少旋转钻头，就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜段完成处，接下来的是排水管流水段的钻进。旋转钻头，并提供给进力，钻头就能沿水平直线钻进，由于在钻头位置安装了先进的探测仪器，在钻进过程中通过地面精密接收仪器，通过接收仪器数据调整钻头角度，使得钻进按照流水线标高路线前进。到达出口工作坑，完成钻孔工序。A钻进操作：a检查钻机的测量仪器的电源是否充足，不足的更换电池，特别是探头电池更不可马虎。b按照测量仪器使用规范操纵仪器。c探头装进探头盒内，打开接收机和同步显示器，转动探头盒检查仪器是否正常。d把探头盒与钻头接好并连接在钻杆上，开机输送钻进液，检查钻头喷嘴是否畅通。e启动机器进行造斜和水平导向钻进。B钻进操作需要注意的事项：a钻杆的上、下接头对正，边缓慢给进动力边慢转上扣，，不得拧得过紧。b钻机就位要严格对中，保证钻机平稳、水平钻进。开钻前要认真检查钻杆，发现弯曲要及时调直或更换。c钻进速度不宜过快，应根据地层条件合理调定给进力。根据土层类别来确定钻进速度，在松砂层不宜超过3m/min,在硬土层中，钻进速度以钻机不发生跳动为宜。并经常检查钻头磨损程度，发现磨损严重，及时进行补焊修复。d造斜顶进时，每次顶进测量的进尺控制在0.1m左右为好，曲线要缓。e钻杆内不得进脏物，以免堵塞钻头喷嘴。f当机油压力报警指示灯亮时，说明油压不正常，要进行检查。g当机油堵塞报警指示灯亮时，要更换机油滤心。h改变水泵排量时，先摘开离合器，不得带速换档。i当水泵较长时间不工作的情况下，应将其变速箱挂空挡，后合上离合器，以保持离合器操纵系统中的分离轴承工作正常。j按规范开动钻机后，不允许马上用全负荷钻进，必须先进行试运转，确定各部分运转正常后，方可开始钻进。C钻头位置监测钻机随机配有一手提式地表导航仪，用以确定钻头在地底的位置，监测钻头是否偏离设计轨迹。在造斜段，钻头每钻进10cm就测一次钻头的位置，在平铺段每隔20cm就监测一次。如果发现偏离轨道，就通过调整钻头斜面的方向，进行纠偏。但纠偏不能太急，因为钻杆毕竟具有一定的刚度。应该在几根钻杆内完成纠偏，不能在一根钻杆内完成纠偏，同时也要注意不要纠偏过度。回拉扩孔回拉扩孔牵引时，泥浆作用特别重要，孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故，使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。考虑到地层泥浆较易漏失，泥浆漏失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大。因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”，并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以生产不同的泥浆。钻头到达出口工作坑，钻进工作完成，但是孔径还没有达到铺设要求。此时必须对空洞多次扩径，第一次扩孔为300mm，第二次扩孔为500mm，如此类推，反复进行扩孔操作后，扩孔至管径的1.5倍。管道焊接本标段拉管铺设均为实壁HDPE管，采用热熔焊接。A热熔连接前、后连接工具的加热面上的污物,应用洁净棉布擦净。B热熔连接加热时间和加热温度应符合热熔连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定。C热熔连接保压冷却时间内，不得移动连接件或在连接件上不得施加任何外力。D管道连接前，管材固定在机架上，取下铣刀，闭合卡具，对管子的端面进行铣削，当形成连续切削的状态时，退出卡具，检查管子两端的间隙（不得大于3mm）。热熔连接面应清洁干净，刮初表面皮。E热熔对接连接，两管段应各伸出卡具一定的自由长度，校对连接件，使其在同一轴线上，错边不宜大于壁厚的10%。F加热板温度适宜（220±10℃），当指示灯亮时，最好在等10分钟使用，以使整个加热板温度均匀。G温度适宜的加热板置于机架上，闭合卡具，并设系统的压力。达到吸热时间后，迅速打开卡具，取下加热板。应取下加热板时避免与熔融的端面发生碰撞。H迅速闭合卡具，并在规定时间内，匀速地将压力调节到工作压力，同时按下冷却时间按钮。达到冷却时间后，再按一次冷却时间按钮，将压力降为零，打开卡具，取下焊好的管子。I卸管前一定要将压力降至为零，若移动焊机，应拆下液压软管，并做好接头防尘工作。J合格的焊缝应有两翻边，焊道翻卷的管外圆周上，两翻边的形状、大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹，两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。管道焊接时，施工现场条件允许时尽可能将拖拉管段一次焊接完成，避免在拉管时临时焊接。管道焊接完成后，管口应临时封堵。回拉敷设管道钻孔完成后，将管材按设计连接成需要长度，将管材两端封闭，一端与钻头相连，将其一次性拖入已形成的孔洞中，即完成整个埋管工序。排水管焊缝和管道强度检验合格后，即可进入拉管施工。首先用现场制作的“PE管封套”将管头密封，然后在管头后端接上回扩头，最后接上分动器进行拖管，将管子回接到工作井后，卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆，堵上封堵头，进行污水进行闭水试验。施工时，拉管机操作人员要根据设备数据均匀平稳的牵引管道，切不可生拉硬拽。拉力计算:φ500PE管重量为45.76㎏/ｍ。管道倾斜角度为：10。F拉=(G’+G’×μ)×n=(16.38+16.38×0.4)×1.15=26.37吨式中：G’-管道总重量在X方向的分量μ-摩擦系数n-安全系数我公司拟选用40t以上拉管机械，经计算所选用拉管机能承受我方计划分段拉管作业拉力要求。拉管的质量控制及要求A管铺设规定要求：a铺设的管道必须是正规厂家的产品，到达工地后必须有产品合格证，交监理、甲方检查后方允许工地使用。bPE管铺设应满足排气要求，PE管无向上的折点。水平最大偏差±0.3米。纵向垂直最大偏差±0.25米。保持管内壁干净，拉管过程中封堵内壁。c拉管过程中，操作手严格按照地面预布控制桩的平面位置和高程控制钻头走向，每隔水平距离3米校核一次。B管道内底高程的复测管道拉通后，应对管道内底高程进行复合测量。用钻机将装有探测器的钻头在管道内拉动，试验人员根据探测器发出的信号来确定钻头的深度，经过换算后即计算出管内底高程。得出的结果和原始控制轨迹高程进行比较，就得到各桩位高程偏差数值。