拖拉管施工专项方案

污水管道水平导向钻进法施工方案

一、工程概况：

1、工程概况

镇南路排水工程设计范围：北起江海西路，南至黄海西路，其中江海西路至长江西路段结合道路改建工程实施，长江西路至黄海西路段仅实施污水管道。污水管采用单侧布管，位于道路中心线下。污水接镇南路北段规划污水后由北向南排入规划红光河污水泵站中，再由泵站提升后沿已建镇南路西侧人行道往南排入黄海大道已建DN800污水主干管中。

其中，江海路起点～Ws11，Ws21～Ws26，Ws30～Ws31，Ws33～Ws34，Ws40～Ws44均实施牵引法施工。

牵引法施工的污水管道均采用PE100光壁压力给水管，压力等级1.25MPa，环刚度≥16KN/m2，管材满足《给水用聚乙烯（PE）管材国家标准》（GB-T13663-2000）。

2、工程地质

根据南通大地岩土工程公司勘察报告，土质以河口相粉土、粉砂为主，依据地基土的地质时代、成因、岩性和物理学性质，本场地的地基主体可分为5层，自上而下分序如下：

①层素填土（Q4）：杂色，灰色为主，松散～稍密，以粉土混少量粉质粘土为主，局部含少量碎砖、砂石等建筑垃圾，暗沟塘底部含少量淤泥，土质极不均匀。道路沿线均有分布。层底高程1.45～3.58m，层厚0.60～2.90m。

②层粉土夹粉质粘土（Q4）：灰黄色，中密为主，局部稍密，湿～很湿，干强度低，低韧性，摇震反应中等，无光泽，夹少量粉质粘土薄层，具水平层理，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程1.25～1.68m，层厚0.20～2.20m，为中等压缩性中等强度地基土，属中液限细粒土。

③层粉砂（Q4）：青灰色，中密，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程-2.36～1.35，层厚0.1～

3.90m，为中等压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。

④层粉砂（Q4）：青灰色，密实，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母

等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程-10.00～-3.32m，层厚

1.00～7.90m，为中低压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。

⑤层粉砂（Q4）：青灰色，中密，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。该层为揭穿，为中低压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。

3、水文地质条件

根据地下水的赋存、埋藏条件及其水理性质，道路沿线揭示的地下水类型主要为孔隙潜水。孔隙潜水主要赋存于②～⑤层中。道路沿线孔隙潜水位稳定高程为2.70～2.74m，孔隙潜水水位呈季节性变化且受大气影响明显，年变化范围在1.50～3.50m左右，年变化幅度2.0m。本区历史最高水位高程为3.60m。

4、周边环境条件

道路沿线位于平原区，地下水位较高，地势开阔，道路沿线为居民区及厂区，无污染源存在。

二、编制依据:

1、编制目的：

为确保本项目水平导向钻进施工安全有序，避免安全生产事故的发生，完成项目安全生产目标，特制定本方案。

2、适用范围：

本方案适用于本项目污水管道牵引法施工的管理。

3、编制依据：

本次施工方案编写是依据中华人民共和国国家标准《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》及设计图纸、地质勘查报告进行。

三、施工计划：

四、施工方案：

1、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，对海南路沿线的地下管线、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。

2、施工工艺流程

31）定向钻的入土点、出土点的位置选择：

根据规范要求，进、出孔直径洞口范围的土体应稳固，污水管道主体应保证

平直，因此本项目入土点选择起点井沿管道延伸方向的反向40米处，出土点选择在终点井沿管道延伸方向40米处，根据现场勘察，入土点、出土点满足规范要求。

2）钻进轨迹设计：

①入土角、出土角的确定：

图中：α1——入土角

α2——出土角

A ——入土点

D ——出土点

B ——第一曲线段和直线段轨迹变化点

C ——直线段和第二曲线段轨迹变化点

h ——轨迹（铺管）深度

L1+ L2+L3——定向钻铺管水平长度

铺管深度根据规范要求h 取6m ，R1、R2取钻杆的最小弯曲半径1200D=1200*0.1=120m 。

则入土角、出土角计算如下：

α1=α2=2arctg h

R h -12=2arctg

。。 根据规范要求，本项目采用地面始钻式，入土角和出土角应分别8度至20度之间，计算所得的出土角和入土角符合要求。

L 1＝L 3=)h 2(1－R h =L2=140m 。

②管道轴向曲率半径要求：

因为牵引管是作为污水管道使用的，因此管道由起点向终点方向应具有一定的纵向坡度，不得出现弯曲情况，因此管道轴向曲率半径为∞。

3）终孔孔径、扩孔次数、管道回拖力、管材等的确定：

①终孔孔径的确定：

本次拖拉管道直径为800mm，成孔直径应不小于管材直径的1.5倍，计算可得成孔孔径不小于1200mm。

②扩孔次数的确定：

钻进钻头直径60cm，初次成孔直径60cm，根据扩孔钻头选择比空洞大1.5倍的原则，选取90cm的钻头进行一次扩孔，再选取120cm的钻头进行二次扩孔到成孔直径。

③管道回拖力的确定：

最大控制回拖力应满足管材力学性能和设备能力要求，总回拖阻力计算如下：

P = P l + P F

P l=πD k2R a/4

P F=πD0Lf1

式中：P——总回拖阻力(kN)；

P1——扩孔钻头迎面阻力(kN)；

P F——管外壁周围摩擦阻力(kN)；

D k——扩孔钻头外径(m)，一般取管道外径1.2—1.5倍；

D0——管节外径(m)；

R a——迎面土挤压力(kN/m2)；一般情况下，黏性土可取500～600kN/m2，砂性土可取800～1000kN/m2；

L——回拖管段总长度(m)；

f1——管节外壁单位面积的平均摩擦阻力(kN/m2

总回拖阻力计算如下：

P=P l+P F=3.14*1.22*0/4+3.14*0.8*140*1.5=527.52kN

④管材的选择：

根据设计要求，选择PE100光壁给水压力管，压力等级1.25MPa，环刚度16kN/m2。

4）定向钻机、钻头、钻杆及扩孔头、拉管头等的选择：

根据以上计算选择中型钻机，钻头使用直径60cm钻头，钻杆使用直径10cm 钻杆，扩孔头使用直径90cm、120cm扩孔头。

5）护孔减阻泥浆的配置及泥浆系统的布置：

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。

6）地面管道布置走向及管道材质、组对拼接、防腐层要求：

管道使用PE100光壁给水压力管，压力等级1.25MPa，环刚度16kN/m2。

焊接的PE管需满足PE管焊接规范的要求。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15 min)，冷却后松开锁紧扣带。

管道焊接后从钻孔出土口沿钻孔方向向远离出土口的方向排列，以便于记性管道回拉。

7）定位导向系统设备的选择及施工探测测量技术要求、控制措施：

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。

（1）技术要求：

在整个工程施工过程中，高程和轴线问题贯穿始终，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。

（2）保证措施

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。

A、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。

B、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。

C、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；

D、精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置；

E、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；

F、司钻应严格按照测量员的指令进行操作。

8）注浆：

PE管道拉通后，为了避免地面沉降，需要进行注浆加固。由于受场地条件限制，江海路七点井～Ws11，Ws21-Ws22，Ws40～Ws41由于位于车道下采用孔内加注水泥浆置换泥浆的加固措施，而其余部分位于非机动车道对于承载力无特殊要求直接使用泥浆填充。

孔内注浆施工，拉管施工前在PE管前端连接两根与PE管同长度的∮25钢管与PE管一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。到达终点后，解除∮25钢管与PE管的连接，在两根钢管前面各加一根6ｍ长同直径的注浆花管。

移动拉管机到接收坑，和∮25钢管连接并回拽。每拽入6ｍ，把钢管和拉管机的连接取消，换成和高压注浆泵连接。注入5:100水泥浆液（0.4Mpa），从而

置换触变泥浆，补充PE管周围的空隙。然后再换再拉，再拉再注，反复进行。直到把钢管全部拉出接收坑，注浆过程也就全部结束了。

在注浆施工时应注意：

a、根据实际情况每3-6米注浆一次，根据计算注浆量一定大于泥浆量，注浆时尽量保持不要间断。

b、当花钢管拖入地面时一定要用堵头堵死，防止浆液从花管前端流出。

4、注意事项

1）材料进场时，应进行质量检验，并附有质量证明合格文件。

2）施工设备安装应符合下列条件：

①设备应安装在生产管中心线延伸的起始位置；

②调整机架方位应符合设计钻孔轴线；

③按设计入土角调整机架倾斜角度；

④钻机定位后，应用锚杆锚固。土层坚硬且干燥可适用直锚杆；土层松散可采用砼基础或沉箱螺旋锚杆锚固定位。

3）导向孔施工应符合下列要求：

①钻机开启后应进行试运转，确定机具各部分都运作正常后方可钻进；

②第一根钻杆入土钻进时，应轻压慢转稳定入土位置，符合设计入土角后方可实施钻进；

③导向孔钻进时，造斜段测量计算频率一般情况每0.5～1.0m/次，直线段测量计算频率一般每根钻杆一次；测量参数应符合设计轨迹要求。

④曲线段钻进时，应按地层条件调整推进力，避免钻杆发生过度弯曲；

⑤造斜段顶进时，一次顶进长度宜小于0.5～1.0m，同时应观察延伸长度顶角变量，顶角变量应符合钻杆极限弯曲强度要求，采取分段施钻，使延伸长度顶角应变化均匀；

⑥导向孔相邻两测量点之间轨迹偏离误差不得大于终孔孔径，发现偏离误差应及时纠偏。

⑦定向钻进施工过程应保持稳定的泥浆环流；

4）扩孔中出现钻机扭矩、拉力异常时，应进行“洗孔”。

5）回拉生产管进入钻孔时入孔角应和导向孔钻杆出土角一致，回拉作业应

连续进行。

6）拉管就位后，应对生产管两端进行封堵，避免异物进入管内。完成连接、实验和检测后，应及时清理现场泥浆、渣土及废弃物，并按要求回填压实工作坑。

5、检查井的施工：

污水检查井采用圆形污水检查井，DN800污水检查井采用φ1250污水检查井。车道范围内的检查井采用重型球墨铸铁防盗井盖，车道范围外井盖采用钢纤维混凝土井盖。

拖拉管段检查井设置为每70米一口，在原设计图上有预留管的地方必须设置检查井并安置预留管。

检查井底板采用预制钢筋混凝土底板，底板下采用10cm碎石垫层+10cmC15混凝土找。

（1）、流槽检查井的流槽

应在井壁砌到管底以下即行砌筑。当采用砖石砌筑时，表面应用砂浆分层压实抹光。

（2）、踏步和脚窝

井室内的踏步和脚窝应随砌随安(留)，其尺寸应符合设计规定。踏步和脚窝在砌筑砂浆或混凝十未达到规定强度前不得踩踏。混凝土井壁的踏步在预制或现浇时安装。

（3）、预留支管

预留支管应随砌随安，管口应深入井3cm，预留管的管径、方向、标高应符合设计要求，管与井壁衔接处应严密不得漏水，预留支管宜用低强度等级砂浆砌筑封口抹平。用截面的短管安装预留管时，其断管破茬不得朝向井内。

（4）、收口

砖砌圆形检查井时，应随时检测直径尺寸，当收口时，如为四面收进，则每次收进应不超过30mm：如为三面收进，则每次收进最大不超过50mm。

（5）、拱旋

检查井接入直径圆管时，管顶应砌砖旋加固，当管径≥1000mm时，拱旋高应为250mm；当管径<1000mm时，拱旋高应为125mm。本次施工为小于1000mm 的管道，拱旋高度为125mm。

（6）、井室、井筒

砌筑检查井的井室、井筒内壁应用原浆勾缝。井室内有抹面应分层压实，外壁应用砂浆搓缝严实。

盖板下的井室最上一层砖须是丁砖。

（7）、井盖

检查井井盖的型号应符合设计要求，其高程应与路面配合。

（8）、按照设计要求，雨、污水都要做闭水试验，严格按照规范操作。

（9）、井外回填

检查井砌筑应边砌边回填土，每层高不宜超过20cm，井室周围50cm 采用6%灰土处理,密实度≥90%。

6、交叉点的施工方法：

如图所示，在拖拉管施工过程中，每两段拖拉管之间会存在一道交叉施工的部位，对于该部位的施工，项目部经过仔细研究，认真听取具有多年拖拉管施工经验的施工队伍的意见，设计出如下操作方法：

两段交叉处，其中一段先施工到井位处，控制好标高，做好管头的封堵工作，另一段在管头9m处开始向管道中线的一侧偏移，偏出已施工好的管头位置后，将管道拖拉出土。拖拉完成后，将偏移段开挖，计算好管口之间距离，将多余的管材锯除，并将偏移的管道回拨至中线位置，然后进行检查井的施工。

六、施工安全保证措施：

由于本工程施工工期紧，难度大，受干扰因素较多，安全就显得格外重要，因此，制定严格周密的安全措施，是保证工程的顺利进行的必要保障。

1、坚持管生产必须管安全的原则：

认真贯彻落实“国家安全生产管理若干规定”和“安全第一，预防为主”的方针，坚持管生产必须管安全的原则，结合我单位和本工程的特点，组成安全生

产管理网络执行安全生产责任制。明确各级人员的责任，抓好本工程的安全生产。

2、落实安全生产责任制：

明确各级、各部门安全生产责任，多形式开展安全生产宣传教育，包括新进工地人员三级安全教育，变换工种人员安全教育，根据季节、施工特点进行有针对性教育，根据分部分项工程特点进行有针对性的安全技术交底，建立施工现场安全检查制度，对检查中发现的事故隐患，做到定人、定措施、定时间如期整改完毕并完成书面反馈。实现无安全事故的目标。

3、进行安全生产的宣传教育：

在施工前，对参与本工程施工的全体职工，进行安全生产的宣传教育，提高职工的安全意识。

4、进行全面的安全检查：

工程实施前，对投入本工程使用的机电设备和施工设施进行全面的安全检查，未经有关人员验收的设备和设施不准使用，不符合安全规定时立即整改完善。并在施工现场设置护栏、安全标志和警告牌。

5、组织安全活动：

工程实施时，每周组织一次安全活动，检查安全生产措施的落实情况，针对施工中存在的安全隐患，及时补充完善安全措施。

6、加强用电管理：

保证变电配电达到“四防”要求，输电线路，配电箱漏电开关的选型正确，设计符合规定要求，电气设备和照明灯要有良好的接地、接零保护。

7、重视个人自我保护：

进入工地按规定穿戴安全标志服，戴安全帽，进行特殊作业前，先要落实防护设施，正确使用特殊防护用品，防止发生人身安全事故。

8、施工期间采取如下措施：

1）施工范围布置封闭护栏，杜绝可能产生的漏洞，完善施工安全宣传标志。

2）注意施工车辆的材料运输安全。

3）选配合格的交通协管员负责施工现场的交通指挥。

9、地下管线的保护：

施工前，做好地下管线的调查摸底工作，做到施工人员人人心中有数，并在地表做好明显的标示；施工过程中密切注意钻头的动态，防止碰触地下原有管线，有条件的地方，可以将原有管线位置先开挖、清理出来，尽量做到不损坏任何一道原有管线。在正式施工之前，项目部将会邀请相关的设计、勘察、监理、业主单位再进行一次现场情况排查摸底，确保对现场情况的掌握。

10、施工过程中异常情况的处理办法：

由于非开挖施工的不可见因素较多，若在施工过程中遇到（如：无法钻进，回管等）不利情况，需立即停止施工，将已钻进钻杆回拖，并对已开出的钻孔进行注浆回填，防止出现地表下沉等状况。

停止施工后，邀请设计单位、勘察单位以及相关部门重新进行地质勘探，并重新制定可行的施工方案，方案确认后再进行相应的施工。

11、做好摸底和交底工作：

在正式施工之前，项目部将会邀请相关的设计、勘察、监理、业主单位再进行一次现场情况排查摸底，确保对现场情况的掌握。在施工前做好相关的现场情况交底、技术交底、安全交底，确保施工的顺利进行。

南通市正洲建设工程有限公司

海安县镇南路建设工程项目部

2015年1月15日

目录

一、工程概况：.................................................................... 错误!未指定书签。

1、工程概况.................................................................. 错误!未指定书签。

2、工程地质.................................................................. 错误!未指定书签。

3、水文地质条件.......................................................... 错误!未指定书签。

4、周边环境条件.......................................................... 错误!未指定书签。

二、编制依据: ...................................................................... 错误!未指定书签。

1、编制目的：.............................................................. 错误!未指定书签。

2、适用范围：.............................................................. 错误!未指定书签。

3、编制依据：.............................................................. 错误!未指定书签。

三、施工计划：.................................................................... 错误!未指定书签。

四、施工方案：.................................................................... 错误!未指定书签。

1、准备工作.................................................................. 错误!未指定书签。

2、施工工艺流程.......................................................... 错误!未指定书签。

3、施工方案：.............................................................. 错误!未指定书签。

4、注意事项.................................................................. 错误!未指定书签。

5、检查井的施工：...................................................... 错误!未指定书签。

6、交叉点的施工方法：.............................................. 错误!未指定书签。

六、施工安全保证措施：.................................................... 错误!未指定书签。

1、坚持管生产必须管安全的原则：.......................... 错误!未指定书签。

2、落实安全生产责任制：.......................................... 错误!未指定书签。

3、进行安全生产的宣传教育：.................................. 错误!未指定书签。

4、进行全面的安全检查：.......................................... 错误!未指定书签。

5、组织安全活动：...................................................... 错误!未指定书签。

6、加强用电管理：...................................................... 错误!未指定书签。

7、重视个人自我保护：.............................................. 错误!未指定书签。

8、施工期间采取如下措施：...................................... 错误!未指定书签。

9、地下管线的保护：.................................................. 错误!未指定书签。

10、施工过程中异常情况的处理办法：.................... 错误!未指定书签。

11、做好摸底和交底工作：........................................ 错误!未指定书签。