拖拉管施工工艺

拖拉管施工工艺

一、施工测量施工方案

测量按质完成本工程的首要保证条件之一。正确无误地做好施工测量工作，在施工测量中不能出现差错，各项测量误差必须在允许值以内，决不能产生由于测量出现差错造成返工或工程隐患。为了达到上述要求，在工程测量中按如下严格控制：（一）做好现场交接导线点和水准点的复测工作，以书面形式报建设方批准后方可实施各项施工放样和测量。为施工需要所增设的加密控制点、辅助基线及临时水准点必须经监理复核无误后才可使用。对所有控制桩、水准点应进行有效的保护，并定期复测。

（二）恢复管道中心线并设置护桩。

（三）导线方位角闭合差、水准点闭合差、管道轴线与高程必须满足相应的测量质量标准与检测频率。

（四）在施工测量中，若遇设计图与现场情况有出入，应会同监理方将情况报建设方，并及时通知设计方。

（五）在工程施工中，按要求设置观测点，施工方与监理方定期测量各点沉降量，及时掌握周边道路与结构物的沉降量。

（六）水准点闭合差+√L（mm），L为整个测站长度，单位为km。

（七）导线方位角闭合差为：+40〞√n，n为测站数。

二、拖拉管施工方案及方法

（一）拖拉管施工工艺流程

主要工艺流程为：施工准备→导向孔施工→反拉扩孔、成孔→牵引管道→基坑开挖→砌检查井→回填→清场。

（二）施工准备

1、管材选用：

本工程均采用，防腐蚀性好、流体阻力小、化学性能稳定等特性的PE管。PE管抗外压能力强(能承受较大拉力)、柔韧性好(能较好地适应沉降,抗震能力强)、单位质量轻(在牵引过程中可减小与孔壁的摩擦力),非常适合牵引施工。为确保工程质量,管道材料必须满足各项设计要求,主要有：

（1）管道内壁光滑平整,管身没有裂缝,管口无破损、裂口或变形等缺陷；

（2）管道的端面应平整(与管的轴线垂直),轴向不得有明显的弯曲,管道插口外径、承口内径的尺寸及圆度应满足要求；

（3）管材内压强度及环刚度应满足设计要求。

2、施工投入的主要物资、机具：

（1）定向钻机的选择：

工程中采用的定向钻机为（60P45A），其最大回拖力均为250kN,远大于管与土体之间的摩擦力,满足要求。

60P45A主要技术参数

60P45A型定向钻进非开挖铺管钻机采用高强度橡胶履带底盘，动力站和钻机一体化结构，移动方便，机动性强。钻机动力选用康明斯柴油机，动力充沛，性能稳定可靠。动力头采用双马达驱动，回转平稳，扭矩大。动力头设有卸扣自行浮动机构，以减少对钻杆丝扣的磨损，操作简便可靠。随机液压管线集中于防护套内，提高了管线的使用寿命。方便的角度调节油缸，入射角调节灵活。给进回拉采用马达—链条机构，推拉力相同，便于长距离控向。双夹持器拧卸钻杆，效率高。全液压驱动，集中控制，操作方便、灵活。

（2）扩孔器的选择：

Φ300-800mm牙轮式扩孔器或Φ350-800mm凸轮式扩孔器

（3）、钻井液的选择：“易钻”高造浆率/低滤失量膨润土

产品描述：易钻是一种高造浆率，添加特制干粉聚合物的200目钠基彭润土。

在钻探过程中，它能够有效地保持钻孔的完整性。

推荐用途：易钻是特别为倾斜钻进或水平钻进而设计制造的。可以用于各种类型的淡水泥浆循环钻进，也可以作为用于顶管施工的润滑剂。

（三）非开挖定向牵引：

1、导向孔轨迹设计

弧形导向孔轨迹(见图)由两部分组成：造斜段和直线段。造斜段是钻杆进入敷管深度的过渡段,直线段是管道穿越障碍物的敷设段。

导向孔轨迹的形态取决于穿越起点(A点)、穿越终点(B点)、敷管深度(h)、造斜段曲率半径(R1、R2)等参数,其中R1 由钻杆最小曲率半径(Rd)和敷管深度(h)决定,根据经验Rd≥1000 d(d为钻杆直径,50mm)；R2由所敷管的弯曲半径决定。

工程中一次牵引敷设管线最大长度为按实际地形而定，但不得超过设计规范要求,当敷设长度过大或受场地等外界因素影响时牵引机械不足以一次完成拖管工作,这时需要采取分段牵引施工(见图2)。AB 段的导向孔打通以后先用é200的回扩头回扩一次,然后把回扩头推至AB段中点O；在O点挖坑(2m×4m×6m),换上钻头沿曲线

钻进至M点出土,顺次回扩拖管,完成AO段管道的敷设；后退23m以点N作为入土点沿曲线钻进至O点(确保达到预定深度),然后换上回扩头顺着原孔推至P点出土,顺次回扩拖管,完成OB段管道的敷设。

2、导向钻进：

（1）导向钻机的主要部件有轮式钻机、操作系统、动力站、液压系统、钻头、钻杆等,按照安装使用规范进行安装。钻机运到现场后须先锚固稳定,并根据预先设计的钻机倾斜角进行调整,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。

（2）钻杆轨迹的第一段是造斜段,控制钻杆的入射角度和钻头斜面的方向,缓慢给进而不旋转钻头,就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜段完成处后便进行排水管流水段(即AB直线段)的钻进：旋转钻头并提供给进力,钻头就能沿水平直线钻进。钻头上装有带信号发射功能的探测仪器在钻进过程中通过地面接收仪器接收探头发出的信号,经译码后便可获知钻头深度、顶角、工具面向角、探头温度等参数,

根据所接收的数据调整钻头操作参数,使钻进按照流水线标高路线前进,到达出口工作坑后完成钻孔工序。

（3）钻进操作时注意如下事项：

1）钻杆的上、下接头应对正边缓慢给进动力边慢转上扣不得拧得过紧。

2）不允许使用弯曲和有伤的钻杆。

3）钻进速度不宜过快,应根据地层条件合理调定给进力。

4）造斜顶进时,每次顶进尺度控制在0.5m左右为好,曲线要缓。

5）钻杆内不得进脏物,以免堵塞钻头喷嘴。

6）当机油压力报警指示灯亮时说明油压不正常,要进行检查。

7）当机油堵塞报警指示灯亮时要更换机油滤芯。

8）改变水泵排量时先摘开离合器,不得带速换档。

9）在水泵较长时间不工作的情况下应将其变速箱挂空档,然后合上离合器,以保护分离轴承。

10）按规范开动钻机后不要马上用全负荷钻进,而应先进行试运转,待确定各部分运转正常后方可开始钻进。

（4）钻头位置监测

钻机配有一手持步履跟踪式导向仪,用以确定钻头位置及各项数据,监测钻头是否偏离设计轨迹。钻孔导向前在原地面两井间采用木桩标识管道中线控制点，每隔10米设置一个。钻孔在造斜段钻头每钻进10m就测一次钻头的位置,在平敷段则每隔

20m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(应该在3根钻杆长度内完成纠偏),也不要过度（不超过6根钻杆）。

3、回拉扩孔：

钻头到达出口工作坑后钻进工作完成,但是孔径还没有达到敷设要求,因此需要采取多次扩径，直至扩孔到预定孔径。具体操作为：卸下钻头,在钻杆尾端连接回扩头,开动钻机旋转、回拉扩头进行扩孔。回拉过程中须不断加接钻杆(始终保持钻杆不能没入孔洞中),扩头回拉到达接驳坑后卸下的回扩头,再在出口工作坑的钻杆尾端接上大一号的回扩头,如此扩孔到预定孔径。

在钻杆回拉扩孔过程中,需通过钻杆注入膨润土浆,以减少摩擦,降低回转扭矩和回拉阻力,同时膨润土浆还有固壁、防止孔洞塌方和冷却钻头的作用。旋转回扩头切削下来的泥土与膨润土浆混合形成泥浆后流到出口工作坑的集浆坑里,实现了将土排出的目的。集浆坑里设泥浆泵,用以把泥浆抽到泥浆池。

4、回拉敷设管道：

成功扩孔到预定孔径后便可回拉敷设管道，在回拉前要进行管道的接连,即用热熔法将PE管连接成与成孔长度相当的管道之后,将管道与扩孔器相连,经回拉将管道牵引进孔洞内。

（1）PE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。

（2）PE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,在回拉前局部管道要作以下处理：利用PE比钢管内径小两档，在PE管外部用钢管进行护管。在钢套管外部绑上钢筋，技术处理如下： 1）顺管外沿用4根Φ10钢筋紧抱管两端,管中央则用1根Φ10钢筋拉住管两端,在管外围每隔10m采用Φ8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,Φ8钢筋与封板用玻璃胶封口,防止漏水。

2）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。

（3）PE管接头形式：

对接熔化焊接头：对接熔化焊接头适用于直径大于40mm的管子,是PE材料最通用的连接形式,甚至PE膜材和板材也使用熔化压力焊拼接。在同样的密封和工作压力下,其具有良好的经济性。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。

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（DN400管压力控制在2.5KN，DN500管压力控制在3KN，DN600管压力控制在4KN）,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)；熔焊接头自然冷却至少30min。值得注意的是,加热板的温度都由焊机自动控制在预先设定的范围内。但如果控制设施失控,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。

（四）土方、泥浆工程：

本次工程中泥浆运用较多，按照现场施工条件和本市关于环境保护的有关精神文件，我公司将采取积极有效的措施（如砌筑泥浆池等），在施工过程中使泥浆不外流，不影响环境。

对于在施工过程中需要对土方进行处理时我公司将对处理处对原地面进行一次全面实地测量，确定填挖深度。保证填土厚度控制在松土30cm，压实厚20cm左右。

一般土方处理过程如下：测量基准标高样桩→机械平土→人工整理，首先由测量组人员根据水准点测放出平整要求标高，并设置样桩，挖机整平土方时由专人指挥，随时控制标高，最后由人工修理。对于多余土方将外运至业主指定地点。