拉管专项综合标准施工专业方案.doc
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1、拉管道工程牵引管工程施工方案编制人: 审核人: 审批人: 二0一二 年十 月目 录第一章 工程概况1、工程概况2、工期和质量要求3、关键工程量4、地质条件第二章 专题施工方案施工工艺1、 施工工艺步骤2、 基坑开挖3、 钻机就位4、 钻液配置5、 导向钻进6、 扩孔7、 管道焊接8、 拉管9、 注浆加固10、安全保护系统11、管件安装施工组织1、项目组织2、施工队人员组成3、设备数量检验井制作1、检验井概况2、高压旋喷桩3、检验井制作第三章、质量管理方法第四章、进度管理方法第五章、安全管理方法第六章、文明生产管理方法第七章 重大危险源分析排查及安全应急预案第八章 安全施工应急预案第九章 关键材
2、料、设备投入计划第一章 工程概况 1、工程概况黄河路在南京市河西新城区南部地域,道路北起滨江大道,南至荷花路,为城市主干道,标准段宽55m,道路总长约2953.783m。黄河路污水管道部分管段采取拉管施工,拉管管径为D400-D600(We1We5 ,We7We19, We11We11-1 ,We16We23 、We23We23-1)。总长约1258米,平均埋深约6米。2、工期和质量要求 本工程计划从10月,年底完工,质量标准:符合设计要求。3、关键工程量本工程须完成关键工作量以下:1)、管线调查用管线仪探测管线种类、走向、位置和深度,共探测m2。2)、开挖、支护、围挡工作坑如有地下水,可放坡
3、,工作坑深度、具体位置见附录:平面、剖面示意图。3)、非开挖导向钻机铺管本工程1次使用非开挖技术铺设完成。铺设HDPE管连接采取热融焊接工艺.,非开挖导向钻进用水较多、并有泥浆要外运。4)、施工准备熟悉施工图纸,领会设计意图,深入现场进行实地勘察,作好以下调查。如发觉和设计发生标准冲突,立即和相关部门联络处理。4、地质条件本工程范围内土层从上往下依次为:杂填土、淤泥质粉质粘土、粉砂层、灰色粉砂层。顶进断面全线处于粉砂层内,见下表。层号土层名称层底标高含水量W密度kN/m3孔隙比e凝聚力c(kpa)内摩擦角1杂填土层4.536.1181.045218.93粉细砂层-4.8130.618.80.8
4、36.034.14粉细砂层-13.0128.119.50.6634.028.55、 编制说明参考部分相关施工规范、质量检测评定标准,工程技术质量要求及验收规范(GB50268)国家施工规范:室外排水设计规范(GB50014-);城市工程管线综合规范(GB5028998);建筑工程质量检验评定标准(GBJ30188);给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-);建筑和市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98)混凝土结构设计规范(GB50010-)国家建筑标准图集(国家标准06MS291 )05系列江苏省建筑标准设计图集给排水图集(苏S01-);水平定向钻进管线铺设工程技术规范中国城镇
5、建设87号文危险性较大分部分项工程管理措施第二章、专题施工方案拉管施工工艺1、施工工艺步骤设备就位确定穿越路线测量放线施工前准备扩孔拉管道穿越管道焊接导向钻孔泥浆护壁土方回填管件焊接试压冲洗2、基坑开挖工作坑开挖尺寸依据现场实际情况确定。工作坑深度依据拉管流水面高程确定。为确保工作坑内干燥和扩孔施工,在工作坑南侧设泥浆沉淀池,并在池底设泥浆泵随时将多出泥浆抽出坑外。3、钻机就位依据现场实际情况安置钻机。因坑处土质较软,且拉管距离长,拉力较大,钻机底脚要安置在20厚C15混凝土平基上,并在平基混凝土内预留20钢筋(地锚)和钻机焊接紧密,以防地基沉降影响钻机稳定。4、钻液配置 钻液好和坏对于拉管施
6、工成败起到了极关键作用。钻液含有冷却钻头、润滑钻具,更关键是能够悬浮和携带钻屑,使混合后钻屑成为流动泥浆顺利地排出孔外,既为回拖管线提供足够环形空间,又可降低回拖管线重量和阻力。残留在孔中泥浆能够起到护壁作用。本工程地质勘探资料还未给出,现只能按以往施工经验和对类似地域地质情况了解,配置钻进液。钻液由水、膨润土和聚合物组成。水是钻液关键成份,膨润土和聚合物通常称为钻液添加剂。钻液品质越好和钻屑混合越合适,所制造泥浆流动性和悬浮性越好,回扩成孔效果越理想,成功概率越大。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、增静切力、调整PH值,投入烧碱量通常为膨润土量2%。依据以上理论
7、,本工程钻液配合比确定为:膨润土20%,转液宝1%,水75%,2%膨润土重量烧碱。5、导向钻进 钻机就位后,调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程位置,水平钻入土中。在导向钻头中安装发射器,经过地面接收器,测得钻头深度、鸭嘴板面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池情况等参数,将测得参数和钻孔轨迹进行对比,方便立即纠正。地面接收器含有显示和发射功效,将接收到孔底信息无线传送至钻机接收器并显示,操作手依据信号反馈操纵钻机按正确轨迹钻进。在导向钻孔过程中技术人员依据探测器所发回信号,判定导向头位置和钻进路线图偏差,随时调整。并把调整数值统计在“钻进位置”对应表格中。为了确保导向头能严格根据操作人员发出指令
8、前进,需要在管道线路初步布点后对控制点进行加密加细。间隔3m设中线、高程控制点,用木桩做出显著标志,并在桩点周围用混凝土砌出护墩加以保护。控制人员严格根据点位,操纵仪器。依据以往施工经验,PE管在孔内拉动过程中受重力作用,会发生管道下沉现象。所以在本工程中,导向钻进钻进点选择在略高于设计管中线地方。以减低管道自重对高程影响。6、扩孔依据现场地质情况,采取刮刀式扩孔器。扩孔器尺寸为铺设管径1.21.5倍,即501.5=75。这么既能够保持泥浆流动通畅又能确保管线安全、顺利拖入孔中。 扩孔钻头图 6.4本段回拉扩孔铺管距离比较长,泥浆作用尤其关键,孔中缺乏泥浆会造成塌孔等意外事故,使导向钻进失去作
9、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,孔中缺乏泥浆,钻杆及管线和孔壁间摩擦力增大,造成拉力增大。所以要保持在整个钻进过程中有“返浆”,并依据地质情况改变立即调整钻液配比以产生不一样泥浆。本工程选择DDW-350型铺管钻机有混合搅拌、泵送系统。施工中将水、膨润土、聚合物等加入混合仓,进行充足搅拌形成钻液。然后由钻液泵将钻液经过中空钻杆输送至孔底钻头,并和孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。因工作坑在管线上游,虽是水平钻进扩孔,但孔内下游泥浆不会流失过多。扩孔时只需将2#坑泥浆池内泥浆经过钻机泵送系统随时向孔内补充。试验人员需要随时检测泥浆内各组成材料配比并立即调整,反复循环使用
10、。7、管道焊接(电熔焊接)管材为HDPE实壁管,管材接口采取热熔连接。管材物理性能满足以下要求:质量密度=0.940.96g/cm3;短期弹性模量800Mpa;抗拉强度标准值Ftk20.7 Mpa;抗拉强度设计值Ft16.0Mpa。 管道接口质量好坏直接影响到拉管施工成功进行,所以要严格按以下操作步骤实施。 a、电熔连接机具和电熔管件应正确连通,连接时,通电加热电压和时间符合电熔连接机具和电熔管件要求。b、电熔连接冷却时间,不得移动连接件或连接件上不得施加任何外力。c、电熔承插连接管材连接端应切割垂直,连接面应清洁洁净,并应表明插入深度,刮去表面氧化层。连接前,对应连接件,使其在同一轴线上。d
11、、干管连接部位下端应采取支架,并固定吻合。e、管道连接时,施工现场条件许可时,可在在沟槽上进行焊接。f、焊接完成后,检验观察孔内物料是否顶起,焊缝处是否有物料挤出。合格焊口应是圠唵熔焊过程中,无冒(着)火、过早停机等现象,电熔件观察孔有物料顶出。热熔连接: a、热熔连接前、后连接工具加热面上无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、管件生产厂要求。c、热熔连接保压冷却时间,不得移动连接件或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,对管子端面进行铣削,当形成连续切削时,退出卡具,检验管子两端间隙(不得大于3mm)
12、。电熔连接面应清洁洁净,刮初表面皮。e、热熔对接连接,两管段应各伸出卡具一定自由长度,校对连接件,使其在同一轴线上,错边不宜大于壁厚10%。f、加热板温度适宜(22010),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、温度适宜加热板置于机架上,闭合卡具,并设系统压力。达成吸热时间后,快速打开卡具,取下加热板。应避免和熔融端面发生碰撞。h、快速闭合卡具,并在要求时间内,匀速地将压力调整到工作压力,同时按下冷却时间按钮。达成冷却时间后,在按一次冷却时间按钮,将压力降为零,打开卡具,取下焊好管子。 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。
13、j、合格焊缝应有两翻边,焊道翻卷管外圆周上,两翻边形状、大小均匀一致,无气孔、鼓泡和裂纹,两翻边之间缝隙根部不低于所焊管子表面。k、管道连接时,施工现场条件许可时,可在在沟槽上进行焊接,管口应临时堵封。在大风环境下操作,采取保护方法或调整施工工艺。8、管道回拖完成D800扩孔后,确定在成孔过程完成后,孔内洁净,没有不可逾越障碍后,立即进行管道回拖。(1)、总回拉力计算:按130M计算DN600: 总回拉力=摩擦阻力+绞盘力+流体阻力=3.4t+3.74t +6t =13.14t(2)、回拖具体步骤以下: 管道组装、焊接、清管完成后,对完成焊接管道进行检验,检验合格后在管端接上一个回拖封头,回拖
14、耳鼻,依据钻孔在出入点对接坑之间曲线长度在管道另一端割除多出管子并做上封头。 组装好回拖支撑,将焊接好管道放置在沙包堆上,在回拖过程中降低回拖阻力,保护好管道,每20米左右放置一个沙包。 把钻杆、D800扩孔器、回拖万向节、回拖管道依次连接成一体,仔细检验每一个螺栓,确保每一个步骤连接牢靠。 慢慢钻动钻杆,并给泥浆,确定方向节工作良好,扩孔器泥浆孔没有堵塞后开始回拖管道。 在回拖过程中,专门安排人员巡查,预防管道在回拖过程中从沙包架上掉下来,在回拖过程中,现场准备一台挖机。 在回拖过程中,协调指挥通讯要保持通畅。统计回拖过程中扭矩、托力、泥浆流量、回拖速度等值,出现异常立即汇报;设专员观察沿线
15、是否有漏浆现象,如有异常立即汇报。 在管道顺利拖拉至沉井位置后,将沉井中泥浆清除洁净,然后把进入沉井中PE管用电锯割断,再把管道四边洞口用水泥砖堵好,确保无漏水。 拉管回拖结束后,钻孔和管间空隙用水泥砂浆注浆固化,水泥为P.O.42.5水泥。强度为M15。每米平均用量1M3, 确保周围土质稳定性。9、注浆加固 PE管道拉通后,为了避免地面沉降,需要进行注浆加固。因为受场地条件限制,此次采取孔内注浆加固方法。(1) 拉管施工前在PE管前端连接两根和PE管同长度25钢管,和PE管一同拉入土中并一同抵达拉管设计终点桩号。抵达终点后,解除25钢管和PE管连接,在两根钢管前面各加一根6长同直径注浆花管。
16、(见步骤1图)(2) 移动拉管机到接收坑,和25钢管连接并回拽。每拽入6,把钢管和拉管机连接取消,换成和高压注浆泵连接。注入1:1水泥、粉煤灰浆液(0.4Mpa),从而置换触变泥浆,补充PE管周围空隙。然后再换再拉,再拉再注,反复进行。直到把钢管全部拉出1#接收坑,注浆过程也就全部结束了。(见步骤2图)在注浆施工时应注意:a、依据实际情况每3-6米注浆一次,依据计算注浆量一定大于泥浆量,注浆时尽可能保持不要间断。b、当花钢管拖入地面时一定要用堵头堵死,预防浆液从花管前端流出。10、安全保护系统因为施工中地质情况复杂、距离较远等特点,在施工中必需设置必需安全保护方法,关键有:(1)防触电报警系统
17、,一旦地下钻头触及电缆等带电体后,钻机发出触电报警,此时操作手必需坐在座椅上不得离开,以免触电。报警解除后,操作人员方可离开钻机。(2)远距离遥控紧急停机装置,随钻跟踪测量者应时刻保持和钻机操作手联络,一旦发生意外应立即处理。现在通常采取无线通信联络方法,有时因为受到当初当地环境影响这种方法己不能应付紧急突发事件。所以在施工中应由随钻跟踪者采取紧急方法停止钻机工作,待处理完后,由后者解除对钻机限制后,方可开启钻机。11、管件安装管道穿越完成后,应立即按设计图纸位置安装三通、阀门等管件。施工组织1、项目组织机构针对本工程规模、特点和技术要求,我项目部选派施工经验丰富、责任心强、曾数次承建电力管道
18、施工施工责任人,配置技术水平高技术人员,组建导向钻进铺管项目经理部,具体组织机构以下:项目经理 生产副经理技术责任人 工长材料员技术员质检员安全员拉管施工队2、专业施工队和人员组成:组建操作水平高整编制专业施工队伍:导向钻进铺管队,确保工程高效和高质量按期完成。专业队人员组成以下表:铺管队管理人员1测量工2电工1焊工2机械工1木工1瓦工1壮工103、所用机械设备和仪器:序号 设 备 名 称规 格数 量1管线探测仪RD40001套2非开挖钻机DDW-1501台3钻杆2.0m60mm55根4导向钻具73mm1套5回扩、拉管钻具650mm1套6泥浆泵BW-2501台7泥浆搅拌机自制1台8泥浆存放池自
19、制1台9导向探测仪雷迪3861套10对讲机Motorola2个11全站仪索佳1套12电焊机1台13泥浆输送泵3KW,40 m32台14水车8T2台15吊车16T1台采取DDW-150型导向钻机施工,其关键参数为:A转数: 20-50r/minB给进力: 150KNC回拖力: 150KND扭矩: 7000Nm检验井施工方案一、检验井工作量黄河路污水管道共设置拉管检验井23座,下部采取直径为钢筋混凝土圆井,壁厚200mm,盖板为钢筋混凝土现浇,上部为1.5米高模块井。检验井平均埋深6.8米,最深处达9米。经地勘汇报得悉此深度范围为粉细砂层,含水量较大,不适合开挖施工,施工难度较大。(上述为设计图现
20、有检验井数量,工程施工中如有井位增加照实结算)依据设计图纸,本污水管道工程检验井采取双排D600高压旋喷桩防渗帷幕加固地基,旋喷桩桩长为井深+4米。检验井中心范围内在流水面一下采取4米深高压旋喷桩止水。高压旋喷桩施工后采取人工挖土护壁,护壁采取M10水泥砂浆砌砖护壁,砖护壁厚度为240mm,砖砌护壁完成后,开始绑扎钢筋,立模板浇筑钢筋砼井。上图为检验井高压旋喷桩平面部署图下图为检验井旋喷桩剖面图 二、高压旋喷桩施工方案1、高压旋喷桩工艺步骤设备安装调试引孔钻机就位平整场地 测放桩 开启引孔钻机水泥浆搅拌、制备开启高压泵 开启空气压缩机输送高压气流 主机钻进引孔 钻孔引孔至设计标高 二重管旋喷注
21、浆自桩底匀速旋转提速高压喷浆至桩顶 停喷、停气单桩施工完成图 旋喷注浆施工工艺步骤2、双重管高压旋喷桩施工要求:旋喷桩施工过程中通常先钻孔至设计深度,再下注浆管,用高压泵(通常为2535MPa)将水泥浆液经过特殊注浆管端头喷嘴(1.8),以高速喷入土层,喷嘴在喷浆液时,一面缓慢旋转(10rpm)、一面渐渐提升(1015cm/min),高压喷出浆液不停切削土层,并使强制切削下来土体和浆液充足混合,最终在喷射力有效射程范围内形成一个混合物圆形凝柱体,依据实际地质情况旋喷法采取二重管法,即:同时压入水泥浆和压缩空气,使用73钢管为注浆管,喷射流为浆液,以30MPa 压力从喷嘴中喷出,直接冲击切削土体
22、,达成水泥浆置换土体颗粒,满足设计要求。施工步骤详见旋喷注浆施工工艺步骤。3、双重管高压旋喷桩施工方法:施工时首先钻孔,再用旋喷机喷射,即先把浆液管下到预定加固范围最深点,然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体,将开孔和灌注桩体同时进行,一次成桩,其工作步骤为:(1)钻机就位:钻机需平置于牢靠坚实地方,钻杆对准孔位中心,偏差不超出5cm。(2)钻孔下管:钻孔目标是将注浆管顺利置入预定位置,在下管过程中,需预防管外泥砂堵塞喷嘴,确保下管顺利,下管过程中同时输送压缩气流,当注浆喷头下到预定位置(预定加固范围最深点)。(3)制浆:不一样地层选择不一样注浆材料,本项目旋喷桩喷射注浆材料采取一般硅酸盐水泥
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