PE管道定向钻穿越公路综合项目工程综合项目施工专项方案.doc
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1、PE管道定向钻穿越公路工程 施工方案编制:马建民审核:宋雪燕审批:刘金西施工单位:北京市市政一建设工程有限责任企业编制时间:11月18日目 录一:工程概况1二:设备材料情况1三:工艺步骤图及施工方法2四:工程关键施工技术4五:冬季施工方法9六:突发情况应急方法9七:安全文明施工10给水管道定向钻穿越公路施工方案一、工程概况 对于焦作电厂上大压小异地扩建工程厂外中水补充水输水管道工程中,相关省道需穿越焦作市修武县境内相关省道,累计四处,分别是:1、S233老斗武路,穿越位置在公路桩号K47km+180m处,施工工艺为定向钻,管道采取2根DN500PE管(PE100级),PE管设计承压为1.0MP
2、a,最小埋设深度为8.0m,和道路夹角为87.6;2、S233斗武路连接线(云台大道),穿越位置在公路桩号K47km+140m处,施工工艺为定向钻,管道采取2根DN500PE管(PE100级),PE管设计承压为1.0MPa,埋设深度为12.0m,和道路夹角为89.52;3、S308冢沁线(修武东口),穿越位置在公路桩号K147km+960m处,施工工艺为顶定向钻,管道采取2根DN6001根DN250PE管(PE100级),PE管设计承压为1.0MPa,最小埋设深度为12m左右,和道路夹角为76.73;4、S308冢沁线,穿越位置在公路桩号K151km+900m处,施工工艺为定向钻,管道采取1根
3、DN400和1根DN250PE管(PE100级),PE管设计承压为1.0MPa,最小埋设深度为8m,和道路夹角为79.21。本段机械定向钻为焦作电厂上大压小异地扩建工程厂外中水补充水输水管道工程管线,路面距管顶覆-8m以上,管材选择PE100级管,管径630mm、500、400、250四种规格,管长度为10000mm/节;热熔机粘接。本段地质情况,属土质亚粘土,因为施工场地管道敷设地段不便进行开挖,所以我企业依据设计要求采取非开挖水平定向钻技术敷设管道。二、设备材料情况:本工程所使用关键设备表:序号名称规格型号单位数量备注1水平定向钻机32T北京土行孙台1穿越2泥浆泵QZB35-16台2供浆3
4、泥浆罐20m3具2制浆4泥浆罐20m7具2储浆5锚固箱51.81.5具2锚固6发电机康明斯253KW台2整个场地供电7控向室间1钻机操作室8工具房间1施工工具9离心泵15KW台1供水备用10离心泵台1抽泥浆备用11汽油机泵本田台1给泥浆罐供水12泥浆测定仪器套1比重计、失水仪、粘滞系数测量仪13对讲机GP885部4通讯14安全警示牌块20安全15吊车CY12台1吊管道16热熔机H630台3热熔焊接管道并确保本工程施工过程中全部设备仪器运转正常。三、工艺步骤图及施工方法施工工序及具体操作 管道安装测量放线三通一平钻机就位穿越设备进场 穿越设备安装调试磁方位角测量试钻制浆导向孔扩孔扩孔回拖管道空隙
5、内注浆穿越设备退场(1) 管道安装1)依据中国非开挖协会水平定向钻穿越施工规范标准,穿越管道在轴线方向上应和穿越中心线保持一致。2)PE管道连接,将每根管道用热熔机热熔连接,管道通常长度比直线距离长20m或依据实际长度来确定,然后热熔粘结回拖头,检验每个接头粘结是否合格,不得有粘结不良接口存在;不然,切开返修重新热熔粘结。3)管道预制完成后,在管道下面用装土草袋垫(电缆专用滑轮)辅助管道发送,装土草袋垫间距10m。(2)测量放线1)依据设计交底,复测入、出土点标高及其距离,增补穿越中心及出、入点引桩。2)绘制平面部署图,用白灰线放入土侧,出土侧多种设备操作停放区及进场道路。 (3)三通一平1)
6、出、入土点两侧基础清理平整,从关键交通道路到两侧应达成穿越设备进场条件。2) 工作坑:出入土点各挖一个工作坑,规格为长*宽*高=6M*2.5M*3.5M3)泥浆坑和接收坑:出入点工作坑旁各挖一个泥浆坑,规格为长*宽*高=25M*4M*3M4)施工用电:发电机一台,配有专业人士使用。5)施工用水:用水水源就近处理。(4)钻机就位: 由拖车头牵引钻机进入工作场,依据穿越中心线及入土角,调整钻机就位,钻机就位后,控向室对应就位。(5)穿越设备进场1)依据平面部署图,依次将钻机、钻杆、泥浆泵、发电机、工具房、材料房就位。 (6)穿越设备安装调试1)将钻机和控向室各电气线路连接,放下钻架,确定锚固坑位,
7、用白灰标出,然后收起钻架。用单斗开挖锚固坑,将锚固箱放入坑中,然后锚固箱周围灌注C30混凝土。2)部署好现场用电线路,连接好各设备间信号线。3)各设备单机试运转,确定工作正常,各设备间通讯线路工作正常。4)全部钻具均作无损检测。(7)测量磁方位角1)用全站仪、探头作为测量仪器,发电机作为电源,依据穿越中心桩,测量穿越中心线磁方位角。2)测量时,数据应进行完整、正确地统计;测量完成后对数据进行现场整理分析。如数据间有较大差异,应选点重新进行复测。3)磁方位角测量完成后,将探头装入无磁钻铤内,并将各进下钻具(依次为:81/2三牙轮钻头+延长短节+造斜短节+延长短节+无磁钻铤)连接安装在钻架上,把设
8、计穿越参数,测量原始数据输出入计算机内,并调整好钻架角度;绘制穿越线详图,准备试钻。(8)制浆1)此次穿越土质为黄土层,土质较为疏松,依据穿越曲线设计参数,制订泥浆性能参数,泥浆在导向孔阶段,就应尽可能将孔内泥砂携带出孔外,维持孔壁稳定,降低钻进阻力,提升钻进速度。2)制浆在开钻前3小时完成,以利于泥浆材料充足水化。泥浆粘度值表管径(mm)不一样地质泥浆粘度(s)粘土粉砂细砂中砂粗砂软岩石钻导向孔3040404540454550505545502733040404540454550505545502734263040404540454550556050554265294045455045505
9、05555605055529以上455050555565556565705565注:泥浆粘度为马氏漏斗测量。(9)试钻各设备、人员、材料准备就位后,开启钻机,钻入1-2根钻杆,检验各设备及计算机反馈数据是否正常。试钻时,还应检验各泥浆系统之间联接是否有渗漏、泥浆排污沟是否通畅。(10)导向孔1)钻头采取81/2三牙齿钻头。2)严格依据绘制穿越曲线详图(见图),进行每根钻杆钻进。在司钻操作时,应亲密观察表压和地层地质对应关系,熟悉并掌握井底钻具旋转和推进速度,正确完成控向员发出指令,确保钻头钻进全过程穿越精度。3)导向孔钻进至一定长度后,开启泥浆处理系统,对泥浆池内返浆进行净化。在确保储浆罐中泥
10、浆数量不影响钻进情况下,将净化后泥浆输送到制罐中配制新浆。(11)预扩孔1)导向孔完成后,应立即将井底钻具卸下,并将钻杆内控向导线抽出,依次将钻杆、螺旋钻杆、扩孔器、万向节、两个“U”形卸扣和钻杆连接好,开始进行预扩孔。2)预扩孔共分四级进行,每一级扩孔次数计划为一次,在实际施工时,还应依据现场情况酌情增加,但每级扩孔次数不宜超出两次。3)选择各级扩孔器为: 150MM预扩孔:150MM挤压式扩孔器; 280MM预扩孔:280MM挤压式扩孔器; 400MM预扩孔:400MM挤压式扩孔器; 450MM预扩孔:450MM挤压式扩孔器; 500MM预扩孔:500MM挤压式扩孔器; 600MM预扩孔:
11、600MM挤压式扩孔器;700MM预扩孔:700MM挤压式扩孔器; 800MM预扩孔:800MM挤压式扩孔器;900MM预扩孔:900MM挤压式扩孔器; 4)制浆时,应优先使用返回并经处理泥浆,以降低现场泥浆残余量。 (12)回拖 1)先把PE管道热熔焊接,连接成所需长度,然后热熔焊接回拖接头和把端头密封好;回拖头制作完成及穿越管道焊接后准备回拖。2)预扩孔完成后,在出土侧依次立即将钻杆、36桶式扩孔器、万向节、两个“U”形卸扣和回拖头连接好,开始进行回拖施工。 (13) 穿越设备退场1)拆除各穿越设备间联接。2)钻机最先退离工作场,其它设备依次退场。3)出土侧钻具和其它设备同时装车运走。 四
12、、工程关键施工技术导向孔钻进准备工作完成后,乙方很据施工方案要求进行钻机定位及施工前准备工作,确保各方面全部符合施工安全条件后根据施工设计图和施工方案要求开始施工。而且在施工技术队长全程监督指挥中最优化进行施工尽可能缩短降低钻进和回扩、回施时间。而且由专业技术人员经过导向钻机及导向仪检测和控制手段使导向钻头正确按设计轨道钻进,继而根据工程要求完成每一米施工。导向孔钻进通常采取小直径全方面钻头,进行全孔底破碎钻进,在钻头底唇面上或钻具上,安装有专门控制钻进方向机构,在钻具内或进接其后部位,安装有探测钻头。钻进过程中,钻头连续或是间隔测量钻孔位置参数,并经过无线数据或有线方法将测量数据发送到地表接
13、收器。操作者依据这些数据及其处理这些数据得到图表,采取合适技术方法调整孔内控制钻进方向机构,从而人工控制钻孔轨迹,达成设计要求。钻孔轨迹控制钻进导向孔时,我方技术监督人员会在测控仪器辅助下进行实时轨迹测量,在测量计算出实时数据基础上作出钻孔轨迹图并会和工程施工要求进行查对立即对施工做出技术指导,确保能根据工程要求进行正确施工。回转钻进扩孔 钻向孔钻进完成后,依据工程要求装上多种回扩器,将原孔扩大到原来管径1.21.5倍。通常在钻机对面出口坑将回扩钻头连接于钻杆上,再进行回拉扩孔工作,在其后不停加接钻杆。依据导向孔和适合铺设管铺设孔直径大小和地层情况,进行一次或数次回扩工作,直至确保所需敷设管道
14、顺利经过。依据技术要求我方推荐回扩直径按下式进行计算和施工: D=KD 式中: D适合铺设管铺设钻孔直径D 铺设管外径 kk=1.2-1.5,当地质均质k取小值,反之(当地质比较复杂时)取大值。 在有些土质很松散情况下,进行扩孔时候,需利用泥浆将混合液经过钻杆注入回扩器中,经过回扩器旋转进行均匀喷在孔壁上,化学泥浆关键作用:(1)泥浆在孔四面形成泥饼,业称之为孔壁,使之形成孔不塌方。(2)泥浆使钻杆和钻头得到良好润滑,降低阻力.(3)泥浆在空内流动,可一定程度冷却钻头.(4)泥浆在钻头前有射流作用,有利于切削土层,加紧钻进速度.敷设管道 回拉扩孔完成以后,即可拉入待铺设管道。当地质情况较复杂时
15、,如:钻孔缩径或孔壁塌方,可能对分拉造成困难。回拉时,应将回扩钻头接在钻杆上,然后经过单动接头连接到管子拉头上,单动拉头可预防管线和回扩头一起回转,确保管线能够顺利铺设成功。钻进液泥浆多数定向钻机采取泥浆钻进液。钻进液能够冷却,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;还能够在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。常见钻进液,泥浆是彭润土和水混合物,导向孔施工完成后,泥浆能够稳定孔壁,便于回扩。轨迹设计参数覆盖深度:完成土层实地勘测,确定穿越轨迹,就能够却地穿越覆盖深度,需要考虑所以包含钻孔对施工对道路,建筑物影响,和对该位置已经有管线影响。推荐穿越最
16、小覆盖深度大于钻孔最终回扩孔径4-6倍。入出土角度 5-12度入出土角度适合大多数穿越工程,对地面始钻式,入土角和出土角应该分别在5-10度之间,有效铺设路线入土角和出土角应在所埋管道材质许可最大弯曲范围内(安全度100%)标高确保方法在整个工程施工过程中,标高问题贯穿一直,也是关键技术参数,为了确保工程高质量完成,我方着重承诺:严格根据国家相关要求标准施工,工程移交前经确定工程质量100%合格后交付建设单位,企业采取DCI企业ECLIPSE有线地下定位系统(有效范围为地下0-19米),该系统包含地面接收器和遥控,地面接收器经过接收钻头内无线探棒发射信号,探测出钻头具体位置,遥控显示上显示钻头
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