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1、穿 越 施 工 方 法 及 方 案穿越工程概述：在管道施工過程中，遇到過路、過河、過鐵路、高速公路等不能開挖地段均采用定向鉆穿越施工，此施工方法深受政府及廣大市民歡迎。該項技術是利用先進的鉆掘設備配合先進的測量技術手段，在不對公路、鐵路、河流等地表設施損害的情況下鋪設、更換各種地下管道的施工技術。國外稱為Trenchless technology或No-Dig（非開挖技術）。它與傳統的破路挖溝鋪設管道施工方法相比，具有不破壞道路結構，不干擾路面交通，無泥塵污染，不破壞環境，鋪設管道導向定位精度高，工期短，成本低，施工安全性能好等優點。目前該技術被廣泛應用在電信、電力、燃氣、石油、自來水、熱力、2、污水等地下管線鋪設。在國內大中城市利用非開挖技術穿越公路、鐵路、水渠、河流鋪設管道已占60%左右。在具體施工過程中，先進行穿越地段工程審批，地下管線會簽，然后依據會簽圖紙進行地下管線勘察，確定交叉及平行管線位置，繪制施工平面圖及剖面圖制定施工方案。施工中鉆機坐在地面，鉆機30米前面開挖一定深度的作業坑稱之為入土點。鉆機的鉆桿與地面形成10-30度的夾角鉆入地下，鉆桿的前面安裝一個專用導向鉆頭，此鉆頭內裝有一個信號發生器，用于發射信號。地面的接收儀可以接收信號，并可以轉換成鉆頭的深度、角度、方向等數據顯示出來。通過各種數據利用鉆頭力學矢量和原理調整鉆進深度、角度、方向，到達作業坑內使之達到水平或3、者一定角度并符合埋設管道深度的要求。通過作業坑后保持一定角度鉆進。鉆進曲線應滿足鋼管曲率半徑要求。在鉆進過程中，通過鉆頭不斷向導向孔內注射化學泥漿，使之潤滑和固壁，并且保護回拖管道外壁減少劃傷。在鉆過路面、河流之后到達接收坑稱之為出土點。在接收坑內卸掉鉆頭安裝上回擴器進行逐級別擴孔，擴孔直徑應大于管徑的1.21.5倍。孔道形成后，回擴器后安裝一個回拖萬向節，萬向節與回拖管材之間采用卸扣聯接。在回拖過程中邊旋轉擴孔邊回拖管線，回拖過程中通過回擴器不斷向孔內注射化學泥漿，使之潤滑和固壁并保護管材減少磨損。到達入土點作業坑后打開卸扣，回擴器拉到地面，穿越管線便埋入地下，此路段穿越完成。1、工程概況14、.1 概述1.1.1 工程名稱：雙陽區供熱管道定向鉆穿越工程。1.1.2 建設地點：雙陽區西北部。1.1.3 建設規模：定向鉆穿越水平長度約為300m，管徑為426，采用聚氨酯保溫防腐。1.2施工概況雙陽區供熱管道定向鉆穿越工程入土點在河北岸，出土點在河南岸。穿越平均水平長度為300m。管道用管材為：螺旋焊接鋼管，管道規格為：426。根據現場情況考察，入土點位置在河北岸空地上，鉆機和輔助設備場地需要征用30米20米空地。出土點在河南岸小區內空地上，出土點作業場地征用30米20米的空地。出土點焊接作業帶，焊接場地的作業帶為350m10m。穿越入土角為10，出土角為12，穿越曲線曲率半徑為512m5、，穿越最大深度為-12m(以入土點標高為基準),河深4米。穿越供熱管道采用螺旋焊管，管道規格為426，采用聚氨酯保溫防腐。1. 3地形、地貌、地質供熱管道定向鉆穿越工程位于雙陽區西北部，穿越地段地形起伏較小，管道縱橫交錯，河面較寬，落差較大，地質較為復雜。1、淤泥質粉土，褐黃色-灰色，混砂，飽和，結構松軟，分布于河道范圍內。2、耕表土，褐色褐黃色，稍濕，稍密中密狀態。3、粉砂，褐色褐黃色，濕飽和，中密狀態，混粉土。4、細砂，黃褐色灰褐色，飽和，中密狀態，夾粉土薄層。5、中砂，含礫石（5-20%），灰色，飽和，中密密實狀態，上部局部為細砂夾層粉土，或為粉細紗透鏡體，局部為礫砂，該層成分為石英為主6、，磨圓度較好。6、粉土，灰色，飽和，密實狀態，局部為中密狀態，夾薄層砂土或砂土互層。分布不均勻。7、粗砂，局部為礫砂及圓礫，灰色，飽和，夾粉細砂及粉土薄層，下部含卵石（粒徑20-60mm，含量10-30% mm），呈次圓一次菱角狀。8、粉土，局部為粉質粘土，呈硬塑堅硬狀態，灰色，濕飽和，密實，局部混砂或與粉西砂互層。該層厚度較大，為第三系泰康組，半成巖狀態，未鉆穿。2、工程施工程序防 腐 層 檢 漏驗 收試 壓 吹 掃通 球 掃 線補 口 補 傷熔 管 及 檢 測布 管運 管回 拖 管 線擴 孔 清 孔預 擴 孔鉆 導 向 孔鉆 機 試 鉆測量控向參數鉆機及配套設備就位現場圍擋地錨坑、作業坑開7、挖平整鉆機場地測量放線施工作業帶開拓現場勘察3、鉆機場地施工方案 3.1鉆機場地施工程序3.1.1現場勘察：根據施工圖紙對穿越現場進行地下管線勘察，并且要進行管線會簽，確保管線安全。3.1.2測量放線：根據設計交底（樁）與施工圖紙放出鉆機場地控制線及設備擺放位置線，確保鉆機中心線與入土點、出土點成一條直線。 3.1.3平整鉆機場地：鉆機入場之前，對機位進行平整（15米X10米），保證地面不下沉，使鉆機發揮出最大功率。3.1.4地錨坑、作業坑開挖：施工之前，對出土點入土點進行挖掘作業坑（5米X4米），為施工作好準備。3.1.5現場圍擋：鉆機入場之前，要對施工現場、作業坑圍擋（20米X8米），保證8、封閉施工，確保施工安全。3.1.6鉆機及配套設備就位:首先將鉆機就位在穿越管線中心線位置上，鉆機就位完成后，進行系統連接、試運轉，保證設備正常工作。施工用水取河水放入水罐，經沉淀后加入膨潤土及必要的添加劑。3.1.7測量控向參數：按操作規程標定控向參數，個別穿越工程現場地形復雜，不利于測量，為保證數據準確，在管中心線的五個不同位置測取，且每個位置至少測四次，進行對比，并做好記錄。3.1.8泥漿配制：按本次穿越泥漿工藝要求及地質情況編寫配制方案，確定正確的混合次序，按不同的地層配制出符合要求的泥漿。3.1.9鉆機試鉆：各系統運轉正常、鉆桿和鉆頭清掃完畢后試鉆，鉆進1-2根鉆桿后檢查各部位運行情況9、，各種參數正常后按次序鉆進。3.1.10鉆導向孔：管線焊完成具備開鉆條件后,按設計圖紙鉆導向孔,鉆孔偏差符合設計要求。控向對穿越精度及工程成功至關重要，開鉆前仔細分析地質資料和穿越導向孔的資料，確定控向方案，泥漿與司鉆重視每一個環節，認真分析各項參數，互相配合鉆出符合要求的導向孔，鉆導向孔要隨時對照地質資料及儀表參數分析成孔情況，達到出土準確，成孔良好。3.1.11預擴孔：導向孔完成，鉆頭出土后及時拆卸，裝上檢查合格的擴孔器進行預擴孔，因穿越距離長孔徑大，卸鉆鋌和鉆頭時，采用液壓卸扣鉗保證及時卸扣。3.1.12擴孔、回拖：導向孔經預擴，孔徑達到管線回拖要求的條件，將檢 驗合格的穿越管線放入發送10、溝并檢查無誤后回拖。回拖前仔細檢查擴孔器、旋轉連接器、卸扣（旋轉連接器的抗拉力為60T，封頭及管道連接的焊縫均須進行無損檢驗，并確認無缺陷）連接，確認連接牢固方可回拖，回拖中兩岸要加強聯系，協調配合將管線敷設到預定位置。3.1.13。工程結束后，鉆機場地地貌恢復，設備轉場。聯系建設單位、監理單位組織驗收，按建設單位要求繪畫竣工圖紙。3.2定向鉆施工設備3.2.1主要施工設備性能表ZT50型鉆機連續運行功率178KW旋轉最大扭矩18000N.m最高轉速65-105rpm入土角調節范圍514度出土角調節范圍1025度最大推/拉力55噸行駛速度范圍045.7m/min鉆機馬達轉數0-90RPM鉆機外11、形尺寸8900mmX2400mmX2500mm穿越能力325/600m、800/300m鉆機結構整體履帶式鉆機總重量21T泥漿泵最大流量600升/分液壓鉗最大上扣扭力24000N。M液壓鉗最大卸扣扭力24000N。M泥漿技術措施3.2.7泥漿控制：泥漿是定向穿越中的關鍵因素。穿越過程中地層有：淤泥質粉土、耕表土、粉砂、細砂、中砂、粗砂、卵礫石。我們將針對不同的地層采用不同的泥漿，由于穿越地段地質情況比較復雜，對泥漿的要求比較高，為克服這種不利因素，我們將采取以下措施：a.水源就近取用河水或井水，在水罐中沉淀、過濾后配漿。b.按照事先確定好的泥漿配比用一級高效膨潤土加上泥漿添加劑，配出合乎要求的12、泥漿。c.使用的泥漿添加劑有：防塌劑、減粘劑和潤滑劑等。所加添加劑采用環保型添加劑，符合環保要求。d.為了確保泥漿的性能，使膨潤土有足夠的水化時間，在用量不改變的情況下，我們采取增加泥漿儲存罐的數量，在一般工程中我們使用1個配漿罐和5個泥漿攪拌罐。e.回流泥漿的處理：鉆機場地和管線組裝場地各有一個作業坑返漿收集池，泥漿通過排漿池收集，經沉淀之后處理。g.泥漿在各個階段所起的作用如下：（1）鉆導向孔階段要求盡可能將孔內的泥沙攜帶出孔外，同時維持孔壁的穩定，減少推進阻力；（2）預擴孔階段要求泥漿具有很好的護壁效果，防止地層坍塌，提高泥漿攜帶能力；（3）擴孔回拖階段要求泥漿具有很好的護壁、攜砂能力；13、同時還有很好的潤滑能力，減少摩阻和扭矩；*淤泥質粉土地層較穩定，成孔性較好，巖屑易造漿、分散，防泥包摑是關鍵問題，解決了防泥包摑問題也就解決了流變性穩定問題。盡量采用低粘土含量泥漿，控制適當低的粘度、切力，提高泥漿中的SDX大分子聚合物濃度，以提高泥漿抑制性防泥包；加入SDJ防漏失；同時，SDX和SDJ加入泥漿中后，還能降低摩阻以減少鉆進扭矩及推進阻力，從而達到提高機械鉆速目的。施工時要求泥漿G12Pa以利攜渣，粘度在4050s之間有利于提高泵排達到提高攜渣效率的目的。】a. 入孔泥漿配方及泥漿性能孔徑配方泥漿性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 Pa14、FL ml54土+0.1SDX+0.1%SDJ1.0344 549 145 80.5 0.602 45 9 15室內驗證結果1.0348126.50.542.56.512b.配制工藝（1）按標準配方，先按地面容積預配10方泥漿開鉆，就近取淡水9方，經化驗后使用，加入鈉土0.4噸，SDX 40公斤，SDJ 40公斤。（2）處理劑加入方案孔尺寸 （in）泥漿排量 （l/s）處理劑加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ516230.580.5817240.610.6118260.650.6519270.680.68* 耕表土地層疏松，膠結差，成孔差或放置時間長容易塌孔。鉆孔中容易出現泥漿竄漏情況15、，施工中采用適當高的粘切，較低泥漿失水，致密泥餅，要求泥漿濾液粘度高，盡量減少泥漿濾液進入地層降低膠結力，進入淺層中的SDX和SDJ增強近井壁的膠接能力，增強地層強度，有效支撐孔壁，從而達到穩固孔壁的目的。同時，具有封堵能力的SDJ進入地層后亦可有效的堵塞地層中的孔道，阻止泥漿竄入地層，從而避免因泥漿竄流掏空地層而造成的坍塌情況。a.入孔泥漿配方及泥漿性能 井徑配方泥漿性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml55土+0.1SDX+0.1%SDJ1.0354 7012 178 130.6 0.753 68 12 13室內驗證結果1.0363116、4100.714.58.510.4b. 配制工藝（1）按標準配方，先按地面容積預配10方泥漿開鉆，取淡水9方，經化驗后使用，加入鈉土0.5噸，SDX40公斤，SDJ40公斤。（2）處理劑加入方案孔尺寸 （in）泥漿排量 （l/s）處理劑加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ516290.580.5817310.610.6118320.650.6519340.680.68* 粉砂、細砂、中砂、粗砂含礫地層淺層粘土層在沉積過程中形成的含礫石（或姜結石）地層易造成卡鉆事故。如果粘土層中含有少量的礫石（或姜結石），因粘土地層相對穩定，在鉆孔中可通過控制鉆進速度逐漸將礫石擠入地層中，從而防止卡鉆。如17、果地層中出現大量的礫石（或姜結石），則需配合調整泥漿性能以保證孔道安全。首先，需提高泥漿的粘切，特別是較高的初始切力，利用其優異的懸浮能力及“糊壁”能力減少礫石層的崩塌速度，避免卡鉆發生；其次，提高泥漿的粘土含量，利用大量粘土顆粒進入礫石層間形成的膠結作用，達到穩定孔壁的作用；第三，利用泥漿把聚合物帶入地層提高粘結力，增強地層自身強度，達到穩固孔壁作用。泥漿配方及泥漿性能孔徑配方泥漿性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml56土+0.03SDX+0.15%SDJ1.0465 8212 189 150.65 0.846 97 15 15室內驗18、證結果1.047314110.7989.512a. 配制工藝（1）按標準配方，先按地面容積預配40方泥漿開鉆，取淡水39方，加入鈉土2.4噸，SDX12公斤，SDJ60公斤。（2）處理劑加入方案孔尺寸 （in）泥漿排量 （l/s）處理劑加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ516350.170.8617370.180.9218390.190.9719410.211.034、地貌恢復方案4.1在工程驗收前，把作業帶內及設備、車輛行走過的公共通道、圍擋中的所有施工材料和雜物清理干凈。4.2油桶等廢棄物要收集起來清走，不得放入作業坑中進行掩埋。4.3對施工中損壞的圍欄進行修復，使業主或土地所有者滿意。5、工程竣工驗收5.1工程正式驗收前，施工單位組織有關人員按設計和施工規范要求和規定對其施工工程進行全面的檢查。5.2當全部工程基本完工并圓滿通過合同規定的所有竣工檢驗時，施工單位可將竣工上報建設單位。6、施工平面圖（見附頁）