DN600给水管道拖拉施工规划方案设计docxWord格式文档下载.docx
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设备进场前,应先做好场地平整和清洁工作。
对场地推平、碾压,并设断面不小于0.3m×
0.3m的边沟,以便有利于施工。
设备及材料存放场
地应高出自然地面不小于15cm。
1.2.1设备场地(钻机的工作区)——钻机施工场地约需30M宽,长
45M的面积。
施工该场地布置于xxx。
开工前应向有关管理部门办理好施工
临时用地征用手续,事后原貌恢复。
在穿越施工时因需要大量的淡水供搅
拌泥浆用,本处将考虑利用施工现场边河水作为水源。
1.2.2管线场地:
分别设于xxx市政给水接入点和xxx与明挖施工钢管
连接点。
为便于连接与铺设成品管道,管线场地一侧总长度应以能够摆放
下所预制的管道为准(场地的总长度为穿越管道长度再加上30米),宽度
应满足管道施工的需要(一般为12~18米)。
在回拖前,要将管道预制完成,
包括焊接,通球,试压等工序。
在回拖过程中,不能再进行管道的连接工
作,因为回拖过程是要连续进行的,若此时进行管道连接将可能造成地下
孔洞的塌方,极可能造成整个工程施工的失败。
并尽可能避免水平方向的
弯曲。
多次回拉连接管线会增加施工风险。
施工场地还需考虑开挖进、出口坑和设置泥浆循环池(成品)。
2.现场勘查与导向孔轨迹的设计
2.1现场勘查
根据设计提供的管线资料和现场勘查,查明了在穿越的道路下的各类
地下管线主要有给水、排水、燃气、电力、电信等五种管线。
xxx路最大管
径为DN600的雨水管,最大埋深管底标高为1.53米。
xxx路最大管径为DN800
的给水管,最大埋深管底标高为1.67米。
2.2导向孔轨迹的设计
轨迹设计主要考虑设计平面位置、埋深的要求,地下公用管线的影响,
钻杆和管材的弯曲半径等。
根据设计文件和地下管线探测结果,结合现场
踏勘,导向孔轨迹设计参数如下:
2.2.1管线曲率半径计算
管线曲率半径主要由钻杆和待铺PE管的曲率半径决定,选择时以曲率
半径大的为设计依据。
2.2.1.1铺设的PE管最小曲率半径:
RPE
EDPE
960x630
2PE
12600cm12.6m
2x24
式中:
E—PE管弹性模量,为960MPa;
DPE为PE管外径,为630cm;
δ
PE为PE管弯曲强度,为24MPa。
2.2.1.2钻杆曲率率半径:
钻杆曲率率半径由钻杆的弯曲强度值确定。
根据工程实践经验,一般情况下为钻杆外径的1200倍,即:
R钻杆1200D钻杆1200x89600cm96m
D钻杆为钻钻杆外径,为8cm。
考虑钻杆和管材的弯曲半径,本工程取R=130m。
2.2.2造斜段长度L1和入土角α计算
2.2.2.1xxx
路
考虑其地下管线的影响,取管道最深点为
h=4.31-1.53=2.78m;
L1
h(2Rh)
2.78x(2x130
2.78)
26.74m
h
2arctan
2.78
11.87
2R
2x1302.78
L1—造斜段长度;
h—铺管深度。
计算得L1=26.74m,入射角取11.87度。
2.2.2.2xxx路
考虑地下管线及河道影响,取管道最深点(河底下5m)为h=4.31+6.285=10.60m;
10.60x(2x13010.60)51.42m
10.60
11.65
2x13010.60
计算得L1=51.42m,入射角取11.65度。
2.2.3导向孔轨迹设计参数
根据上面计算数据和铺设管道要求,设计的定向钻孔穿越轨迹纵断面
如附图2所示。
2.3施工设备、人力及进度计划
拟进场施工设备计划如下表
设备名称
型号规格
产地
数量
备注
HDD钻机
Case6060
美国
1台
27T
发电机
中国
2台
工程车
1辆
泥浆泵
导向仪
DCI无线控向
吊车
20T
平板车
劳动力投入计划表
工种
人数
备
注
机械操作工
2
每台定向钻机上配备2名操作工,可满足两班制施工
测量工
配合测量员进行施工放线及验收
泥浆工
每台钻机上配备专门的泥浆工,负责钻进过程中的泥浆调配
导向员
负责施工过程中的导向工作
技术人员
负责施工过程中技术环节的指导
管理人员
每台钻机上配备1名管理人员,负责该施工班组
后勤人员
1
每台钻机上配备1名后勤人员,负责施工场地内的勤杂工作
普通工
7
在施工过程中帮助进行所有的钻进操作
合计
20
以上人员可视施工进程进行调配,以满足各个五环节有充足
的劳动力投入
施工进度计划
名称长度计划开工时间计划施工时间(天)
非开挖拖拉管395米7月15日30天
五、施工方法及技术措施
1.施工方法:
1.1进、出口工作坑
1.1.1首先在入土点、出土点位置(入土点选择在xxx路和xxx路二
次穿越交接点,出土点穿越xxx河为河坝南侧与上水公司市政接入点,穿
越xxx路为与钢管明挖施工连接点)设计工作坑,挖掘长
4.0米、宽1.5
米、深1.5米并配有母槽的工作坑。
进、出口工作坑是非常重要的,进出口工作坑具有以下作用,并兼作地层情况和地下管线及构筑物的探坑:
Ⅰ、用作泥浆循环池的组成部分;
Ⅱ、作为连接与拆卸钻具、钻杆、管线的工作坑。
1.1.2设备就位、安装、调试
根据入土点、入土角度结合现场实际情况使钻机准确就位。
定向钻机
放置应符合下列要求:
Ⅰ、钻机应安装在管道中心线延伸的起始位置。
Ⅱ、调整机架方位应符合设计的钻孔轴线。
Ⅲ、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。
钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后,对设备进行调试、检查、
测试,确保设备安全运行。
控向设备仪器安装完成后,对其进行调试,确
保导向孔的精度。
1.1.3泥浆配制
根据地质情况,本钻孔轨迹多处于粉砂层中,地层的自然造浆能力很差,孔壁稳定性较差,容易发生严重缩径或孔壁不稳的现象,应采用优质化学泥浆作钻进液,钻进液质量的好坏对工程的成功起着非常大的影响。
根据经验对泥浆的配制按如下技术要求:
①使用中性软水,PH值控制在6~7之间;
②泥浆的粘度控制在45-55S,泥浆的PH值控制在8~10之间;
③清孔时泥浆的粘度控制在65~70S;
基本配方为膨润+纯碱(Ng7C03)-降火水剂(K31)添加剂(CMC),其性能要求;
失水量小于15ml/30min、密度1.10~1.14。
泥浆配制表
序号
名称
作用
配合比
雷膨
增加孔洞悬浮性能,减少孔道内的淤积
2.2
㎏/m3(水)
物,有利孔道清理和畅通。
高效有机降滤失剂
降低粉中因泥浆滤失导致的孔壁坍塌。
1.5
3
润滑剂
钻进、回扩、铺管理,能很好地降低磨擦
1.8
阻力及扭矩,改善泥浆润滑性。
4
膨润土
钻进及成孔时的造浆材料。
50
5
TSD化学泥浆
适用于含砂土层的成孔,护壁。
2.5
1.1.4钻进过程
钻进过程分三步:
导向孔、回扩、回拖铺管
(1)导向孔:
钻进导向孔是水平定向钻进施工的最重要阶段,它决定铺设管线的最终位置。
钻杆按设计的进入点以预先确定的角度钻入地层,
在钻进液喷射钻进的辅助作用下,钻孔向前延伸。
在坚硬的岩层,需要泥浆马达钻进,利用弯接头控制轨迹的方向。
在每一根钻杆钻入后,应利用定位仪测量钻头位置,对有地下管线、关键的出口点或调整钻孔轨迹时,应增加测量点,将测量数据与设计轨迹进行比较,确定下一段要钻进的方向。
钻头在出口处露出地面,测量实际出口是否在误差范围之内。
如果钻孔的一部分超出误差范围,可能要拉回钻杆,重新钻进钻孔的偏斜部分。
当出口位置满足要求时,取下钻头和相关钻具,开始回扩。
(2)回扩:
同径铺设时,导向孔完成之后,可直接回拖铺管。
但是,大多数导向孔需要回扩,将孔径扩至能铺设管道。
终孔孔径一般应为管线外径的1.2—1.5倍。
Ⅰ、扩孔采用导向钻机进行预扩孔,边扩孔边打入泥浆,视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。
Ⅱ、扩孔次数需视钻机回转压力及回拖压力而定。
根据设备能力,在
确保安全高效前提下,确定本工程扩孔级次为分别为:
Ф450mm→Ф650mm
→Ф850mm→Ф950mm。
Ⅲ、不同地层应采用不同的回扩器。
采用与地层相匹配的回扩器和适当的钻进液流量是回扩施工的关键,可节约资金和时间。
Ⅳ、扩孔前要做好泥浆循环系统的准备工作,并配有清运泥浆的专用设备。
保证施工现场的清洁卫生,做到文明施工。
(3)回拖铺管:
钻孔扩大后,管线可回拉进入充满泥浆的孔中。
准备回拉的管线应在出口一侧连接并进行检测。
钻杆使用一个拉头或拉钩和一个单动接头与铺设管连接,单动接头用于防止管线回转而拧坏管线。
也可将回扩器安装于拉头与钻杆之间,以确保钻孔畅通,回拉时,可向孔内泵
入润滑液,并在待回拖PE管下,每间隔5~10m摆放1个托辊,以便回拖中起到减阻护壁润滑作用。
回拖启动后,要作到平稳、匀速(回拖中不能停留),速度控制在0.08m
/s。
操作手时刻观察回拖压力变化,及时上报,以便采取必要措施,使将己连接准备好的PE管,一次回拖成功。
拖管时,大部分泥浆将循环使用,故需准备两个坑暂存,一个为泥浆倒坑,一个为净化好的泥浆坑。
1.1.5施工现场的清理、恢复。
拉管和其后的测试试验等工作完成后,应清理现场并撤出所用施工设
备,恢复场地的地形地貌。
这项工作包括排除入口坑和出口坑中的钻进液,
并回填这些工作坑。
2.技术措施
2.1管材的选择:
原设计采用明挖施工,管材选用钢管内衬管,内径
600mm,管道设计内压1.0MPa。
根据变更后设计要求,考虑非开挖施工的需
要,对非开挖施工管材按设计要求改用PE管,选用管材如下表:
工程选用的PE100级聚乙烯管材
公称压力(MPa)公称外径(mm)内径(mm)壁厚(mm)SDR产地
1.0630592.637.417.0河北
2.2管材、管件运输及贮存
管材和管件到货后,做好现场验收工作,小心搬运至管材堆放场地,
整齐摆放,不得剧烈碰撞,避免接触尖锐物件。
若PE管被刮伤,刮伤深度
超过1cm,则将其切除。
管材堆放好后,面上盖一层油毡或布,避免日晒雨
淋。
PE管受温度影响较大,值班人员经常检查,发现未防护好的及时处理。
2.3管道施工
聚乙烯(PE)管道按照行业标准CJJ/T98-2003《建筑给水聚乙烯类管
道工程技术规程》要求施工。
2.4管道连接
管道的连接方式主要有:
(1)DN(公称外径)≤63mm时,采用热熔承插连接或电熔连接;
(2)DN(公称外径)≥75mm时,采用热熔对接或电熔连接;
(3)与金属管及管路附件的连接,采用法兰连接或过渡管件连接等方
法。
2.4.1热熔对接
PE管相互连接本工程采用热熔对接方式。
使用该方法连接时,采用热
熔对接焊机,具体步骤如下:
(1)把待接管材置于焊机夹具上并夹紧;
(2)将管材待连接端清洁干净,然后铣削连接面,若连接端不干净,
则易产生漏水现象。
(3)校直两对接件,使其错位量不大于2mm;
(4)放入加热板;
(5)加热完毕,取出加热板;
(6)迅速接合两加热面,升压至熔接压力30Pa并保压冷却;
(7)热熔完成。
聚乙烯管材热熔对接焊参数值(环境温度20℃)
吸热时间
切换时间
冷却时间
端面平整
凸起高度
壁厚度(mm)
(P=0.01N/mm
)
取出热板对接S
(P=0.15N/mm)
(温度210±
10℃)
保压状态下
(秒)
(P=0.15N/mm
S(秒)
Min(分)
mm
﹤4.5
45
﹤5
6
0.5
4.5-7
40-70
﹤5-6
6-10
1.0
7.0-12.0
70-120
﹤6-8
10-16
12.0-19.0
120-190
﹤8-10
16-24
2.0
19.0-26.0
190-260
﹤10-12
24-32
26.0-37.0
260-370
﹤12-16
32-45
3.0
37.0-50.0
370-500
﹤16-20
45-60
3.5
50.0-70.0
500-700
﹤20-25
60-80
4.0
PE管道的焊接必须由经过专门培训的焊工进行操作,才能确保合适工
作参数下其强度要求。
焊接时应注意工作环境,因大风等可能因冷却加热
板,而导致不均匀温度分布,故可能会对熔接质量有致命的影响,同时尘
土等污染加热板和管端也将会导致接头寿命大为减少。
2.4.2PE管与钢管的连接
工程的前后端都需要与明挖施工埋设的内衬钢管连接。
本工程采用钢塑法兰连接方式,PE管端与塑料法兰根之间采用热熔连接,钢管端与金属法兰连接,然后采用法兰片、螺栓即可完成PE管与钢管的连接。
六、质量检验与验收
1.试压与清洗
为检验给水管的驳接止水质量和给水管的安装质量是否符合设计要
求,在给水管安装后,需做压水试验。
压水试验共分两类,其一为施工过程中的焊接分段试验,其二为全线
驳接完成后的竣工试验。
1.1试验压力的确定
(1)本工程选用的PE管材公称压力等级为:
1.0MPa。
(2)管材适温性能PE管道的公称压力(PN)是指在20℃时的内水压力指标。
本工程介质温度在20~40?
C之间时,按下表温度对压力折减系数(ft)修正工作压力(Fw)。
温度对压力折减系数
水温t(?
C)
30
40
压力折减系数(ft)
0.87
0.74
(3)确定试验压力试验压力为管道系统设计工作压力的1.5倍,但不得小于1.0MPa。
Fw=Fwdft/1.5
其中:
Fwd——为系统正常工作状态下,选用的管材最大设计内水压力。
ft——由每次压水试验所测水温值确定,若没有对应的水温采用
插值法计算。
本工程介质温度在20~40℃之间,试验压力见下表。
水温t(℃)
工作压力(MPa)
0.67
0.58
0.50
1.0MPa管
试验压力(MPa)
1.2试验准备工作
(1)试验段选择
分段试验的管段根据实际施工的分段情况确定。
不同材质管段分别试
验,或按较高标准段的参数试验。
本工程PE管按飞翱路和围场河路划分为
二段试验。
竣工试验的管段为全管道系统。
(2)试验准备
在试验前,先进行管路外观质量检查,规划供、排水路线,检查电源
和供电线路,准备仪表设备及零部件。
(3)试验机械设备
供水泵1台,试压泵1台,经鉴定合格的压力表2个,带堵板法兰2
个,以及进出水管路和配套阀门。
1.3试验步骤
(1)将试压管段各配水点封堵,缓慢注水,同时将管内空气排出;
(2)管道充满水后,进行水密封性检查;
(3)对系统加压,应缓慢升压,升压时间不应小于10min;
(4)升压至规定的试验压力后,停止加压,稳压2h,压力降不得超
过0.02MPa,否则卸压后进行检查处理。
(5)在工作压力状态下稳压2h,压力降不得超过0.02MPa,同时检查各连接处,不得渗漏。
否则卸压后进行检查处理,重复以上步骤,直至
符合要求为止。
(6)试验合格后,填写试验记录并签字。
2.清洗消毒
竣工试验,在压水试验合格后需进行管道清洗消毒。
方法如下:
Ⅰ、将管道系统内存水放空,再灌注氯溶液(浓度≮20mg/L),让其在
系统内静置不小于24小时进行消毒;
Ⅱ、放空消毒液,再用生活饮用水冲洗管道;
Ⅲ、取样送卫生部门检测,符合《生活饮用水卫生标准》GB5749,则
清洗合格,可交付使用。
否则应重复消毒和清洗,直至符合要求为止。
七、附图(略)
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