水平定向钻专项方案.docx

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水平定向钻专项方案

浙建监A2

施工专项方案报审表

工程名称：

古林镇古林中路机场三期安置地块污水管道新建工程编号：

A2

致：

某某某工程咨询有限公司（监理单位）

我方已根据施工合同的有关规定完成了古林镇古林中路机场三期安置地块污水管道新建工程水平定向钻施工专项方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。

附：

水平定向钻方案

承包单位（章）：

项目经理：

日期：

专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师：

日期：

总监理工程师审核意见：

项目监理机构（章）：

总监理工程师：

日期：

本表一式三份，经项目监理机构审核后，建设单位、监理单位、承包单位各存一份。

古林镇古林中路机场三期安置地块污水管道新建工程

水

平

定

向

钻

专

项

施

工

方

案

编制人：

审核人：

批准人：

某某某市政园林建有限公司

2015年12月

1、准备工作

2、定向钻进施工技术要求

3、导向孔钻进

4、注浆

5、回扩孔

6、管线焊接与敷设

7、标高保证措施

8、闭水试验和回填

一、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，对镇东路沿线的地下管线、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。

二、定向钻进施工技术要求

1、导向孔

导向孔钻进一般采用小直径全面钻头，进行全孔底破碎钻进。

在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构。

在钻具内或紧接其后部位，安装有测量探头。

钻进过程中，探头连续或是间隔叶测量钻孔位置参数，并通过无线或有线方式实时地将测量数据发送到地表接收器。

操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。

2、回扩

导向孔完成后，必须将钻孔扩大至适合生产管铺设的直径。

一般，在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉进行回扩，在其后不断地加接钻杆。

根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况，回扩可一次或多次进行。

推荐最终回扩直径按下式计算：

D’=K1D

式中：

D’一一适合生产管铺设的钻孔直径

D一一生产管外径

K1一一经验系数，一般K1=1.2～1.5，当地层均质完整时，K1取小值，当地层复杂时，K1取大值。

3、回拉

回扩完成后，即可拉入待铺设的生产管。

管子最好预先全部连接妥当，以利于一次接入。

当地层情况复杂，如：

钻孔缩径或孔壁垮塌，可能对分段拉管造成困难。

回拉时，应将回扩钻头接在钻杆上，然后通过单动接头连接到管子的拉头上，单动接头可防止管线与回扩钻头一起回转，保证管线能够平滑地回拉成功。

4、钻进液／泥浆

定向钻机采用泥浆作为钻进液。

钻进液可冷却、润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和回拉时润滑管道{还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。

常用的钻进液／泥浆是膨润土和水的混合物。

导向孔施工完成后，泥浆可稳定孔壁，便于回扩。

钻进岩石或其它硬地层时，可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。

5、轨迹设计参数：

（1）、覆盖深度

完成岩土勘察，确定了穿越的轨迹，就可确定穿越的覆盖深度，需要考虑的因此包括钻孔施工对地面道路、建筑物或河流的影响，以及对该位置已有的管线的影响。

推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终回扩直径的6倍以上；在穿越河床时，应在河床断面最低处之下5M以上。

（2）、入出土角

8～20度的入、出土角适用于大多数的穿越工程。

对地面始钻式，入土角和出土角应分别6度至20度之间。

对坑内始钻式，入土角和出土角一般应采用0度或近似水平。

（3）、辅助参数

入土点或出土点与欲穿越的第一个障碍物之间的距离应至少大于3根钻杆的长度。

与水体的最小距离应至少为5-6M，以保证不发生泥浆喷涌。

从钻进技术方面考虑，第一段和最后一段钻杆柱应是直线的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆柱的长度应至少为1OM。

（4）、钻孔轨迹控制

钻进导向孔时，每2～3M进行一次测量计算。

在这些测量计算的基础上作出钻孔轨迹图。

还可应用测控软件进行轨迹控制。

三、导向孔钻进

准备工作完成后，根据施工图纸确定每孔拖拉管线长度（150-180米），并确定钻机定位，污水管道入土口的路面上入、出工作坑（钻孔引槽）位置，钻孔引槽尺寸根据污水管埋深确定，引槽尺寸为1.2米宽*4米。

中间天窗井为3米*3米（本工程中各污水检查井距离在40-60米左右，故利用中间污水检查井作为中间工作井），用切割机对路面进行规则切割后，用挖掘机油压镐破碎挖出钻孔引槽及中间天窗井。

牵引管施工多余泥浆在钻孔、扩壁的同时罐车清运。

按照ABP软件设计图开始施工。

尽可能缩短钻进路径的长度，减少钻进和回扩、回拖时间。

利用导向钻机及导向仪，通过检测和控制手段使导向钻头按设计轨道钻进。

钻机应运转并调整好适合本次施工的参数，按设计曲线要求钻导向孔，在穿越曲线上每隔4.5米设数据控制点，以此控制导向孔不偏离设计曲线。

四、注浆

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。

五、回扩孔

导向孔钻进完毕后，卸掉钻头及控向系统，安装上回扩器进行预扩，根据我公司的经验，本次扩孔采用逐渐增大扩成孔，扩孔器的规格为Ф350、Ф450、Ф550、Ф650、Ф750。

为了使扩完的孔成型较好，扩孔速度不能太快，扩孔时间应大于3分钟/根，泥浆粘度保持在45-50秒之间，泥浆量保持在孔内充满足够泥浆。

六、管线焊接与敷设

1、将最后一次扩孔的回扩器接上待铺管道，最后用钻机将管道拖入洞中，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，一次性敷设成功。

扩孔完成后进行管道回拖作业，扩孔完成至管道拖拉的时间不应超过2小时。

2、HDPE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15min），冷却后松开锁紧扣带。

如此类推将管道焊接成需要敷设的长度，为拖管做好准备。

3、HDPE管道的加固：

回拉管道过程中要牵引的管线很长，为了保证在牵引过程中不会出现拉断管和因泥浆排出不及时而压扁管的情况，在回拉前要作以下处理：

利用PE比钢管内径小两档，在HDPE管外部用钢管进行护管。

4、在钢套管外部绑上钢筋，技术处理如下：

a.顺管外沿用4根6号钢筋紧抱管两端，管中央则用1根8号钢筋拉住管两端，在管外围每隔10m采用6号的钢筋环形抱住外沿的4根钢筋，确保拖管的整体性，防止断管。

为了保证这5根纵向受力钢筋能够整体受力,将钢筋都焊接在封板上，8号钢筋与封板用玻璃胶封口，防止漏水。

b.分别在A、B点开挖一深坑，让泥浆自由流到坑里，并用泥浆泵抽出。

5、PE管接头焊接

管道连接采用对接熔化焊接头，该接头由管材与同材质的管件熔合组成，与母材同材质、等强度，焊接形成的翻边具有良好的加强作用。

但内翻边会减小管道的实际流通直径增大介质的流动阻力。

6、对接熔化焊接头施工工艺：

（1）清理管端

（2）将管子夹紧在熔焊设备上，使用双面修整机具修整两个焊接接头端面。

（3）取出修整机具，通过推进器使两管端相接触，检查两表面的一致性，严格保证管端正确对中。

（4）在两端面之间插入210℃的加热板，以指定压力推进管子，将管端压紧在加热板上，在两管端周围形成一致的熔化束（环状凸起）。

（5）一旦完成加热，迅速移出加热板，避免加热板与管子熔化端摩擦。

（6）以指定的连接压力将两管端推进至结合，形成一个双翻边的熔化束（两侧翻边、内外翻边的环状凸起）；熔焊接头冷却至少30min。

加热板的温度必须由焊机自动控制在预先设定的范围内。

如果控制设施失控，加热板温度过高，会造成溶化端面的PE材料失去活性，相互间不能熔合。

良好焊接的管子焊缝能承受十几磅大锤的数次冲击而不破裂，而加热过度的焊缝一拗即断。

七、标高保证措施

1、在整个工程施工过程中，标高问题贯穿始终，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。

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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置。

6、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。

7、司钻应严格按照测量员的指令进行操作。

8、我公司从事非开挖工程时间比较早，有一套完整的施工经验，能对遇到的各种复杂情况作出准确的判断和处理。

从而保证在施工过程中能按照设计的标高进行钻进和回扩管子。

9、工程检查验收：

a）每道工序完成以后，有施工班组进行自检，再经过技术员同意后才能进入下一道工序；

b）管线铺设完工后，由贵方进行验收，并填写竣工验收表。

八、闭水试验和回填

1、相邻井孔之间的截污管道安装完毕覆土之前，须按施工验收规范要求进行闭水试验，确认渗漏量在规范允许值范围后方可覆土回填。

当管道接口工作结束72小时后其接口的水泥浆或其它接口材料以终凝并且有一定强度后，方能做闭水试验，并应在回填土之前进行，以利观察管道及接口的渗漏情况和采取堵漏措施，为节省试验工作，亦可选取数井段一起进行闭水试验，但宜一段管一带一个井，不宜只试管不试井。

2、按闭水试验的技术要求进行试验并及时记录渗水量，观察渗漏点，测定渗水量的时间不得少于30分种。

3、闭水试验合格后，立即回填：

1）立即回填至管顶以上一半管径高度。

2）沟槽回填从管底基础部位开始到管顶以上0.7m范围内，用人工回填，严禁用机械机回填碾压。

3）管顶0.7m以上部位的回填，用机械从管道轴线两侧同时回填，夯实或碾压。

4）回填前排出沟槽积水。

不回填淤泥、有机质土及冻土。

去掉回填土中的石块、砖及其他杂硬带有棱角的大块物体。

5）对称分层回填，每层回填高度不大于0.2m，确保管道及检查井不产生位移。

6）从管底到管顶以上0.4m范围内的沟槽回填材料，采用碎石屑、粒径小于40mm的砂砾等易于夯实的材料。

7）设计管基支撑角2α范围内用中粗砂填充密实。

8）管道位于车行道下，沟槽回填先用中粗砂将管底腋角部位填充密实后，再用中粗砂或石屑分层回填至管顶以上0.5m，再往上回填良质土。

9）回填土的压实度详见下表和下图。

管顶0.4m以上按道路规范要求执行。

沟槽回填土的压实度要求

槽内部位

最佳压实度%

回填土质

超挖部分

≥95

砂石料或最大粒径小于40mm

管道

基础

管底以下

≥90

中砂、粗砂、软土地基按规定

管底腋角2α范围

≥95

中砂、粗砂

管两侧

≥95

中砂、粗砂、碎石屑、最大粒径小于40mm的砂砾或符合要求的原状土

管顶以上0.4m

≥90

≥80

管顶以上0.4m

按地面或道路要求但不得<80

原土回填