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1、南都路污水管道拖拉法施工方案一、編制依倨給水排水管道工程施工及驗收規范（GB 50268-97）城市地下管線探測技術規程（CJJ61）給水用聚乙稀（PE）管材（GB/T13663-2000）埋地聚乙烯排水管管道工程技術規程（CECS 164：2004）地下管線非開挖技術規程（DB29-73-2004 ）非開挖敷設地下管線施工技術與實踐二、工程概況南都路（同協路莊河路）工程污水主管，管徑為D500mm，埋深為5m，自W19W10W60-1（同協路預留井）東西走向，接入同協路污水主管中，最終排入規劃筧橋污水泵站。盡期接入明石路污水管道后排入德勝路污水干管井。污水管道位于道路中心線以南12.5米處，2、W19W10段距農居房圍墻、道路為5米，W10W60-1（同協路預留井）段距高壓電桿、電信光纜電桿及圍墻距離為35米；且房屋為條形基礎，周邊又為疏菜棚，為了減小井點降水及基坑大開挖施工對農居房等的影響，南都路污水主管W19W10W60-1（同協路預留井）段采用非開挖施工。三、工程地質條件根據相鄰本工程地質勘察資料，地貌上屬錢塘江沖海積平原，由粘性土、粉性土等組成。根據土的成因、結構及物理力學性質指標綜合分析，劃分為4個層次，其中第層又分為2個亞層，即亞粘層和亞砂層。受氣候、地形、地勢及土層結構影響，本工程所在地層地下水豐富，本場地淺部屬潛水類型。水位動態變化受控于大氣降水和河道影響變化快，地下3、水位采用高水位埋深值0.5m。 本工程地層分布自上而下描述如下：-1雜填土：褐色、黃褐色、雜色，主要分布在擬建場地農居點及村道處，性質不均，主要含有碎石、碎磚、石子等的建筑垃圾和生活垃圾，層厚0.50.9m。-2素填土：灰黃灰、灰褐色，上部主要為0.30.5m 的耕植土，含較多植物根莖，下部為亞粘土性素填土，含有少量小石子，層厚0.31.6m，力學性質較差。亞粘土：黃褐色、淺黃色，很濕，稍密，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低，局部含云母及氧化鐵，層頂高程為3.474.70m，層厚1.42.9m，呈中壓縮性，力學性質一般。-1亞粘土：灰黃色，濕，稍密，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低4、，韌性低，局部含云母及氧化鐵，層頂高程為1.382.96m，層厚1.14.0m，呈中偏低壓縮性，力學性質較好。-2亞砂土：灰褐色，濕，稍密中密，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低，局部含云母及白色貝殼碎屑，層頂高程為-1.440.95m，層厚1.54.7m，呈中偏低壓縮性，力學性質較好。-1粉砂：灰褐色，飽和，稍密中密，呈層狀，局部為亞砂土，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低，微層狀層狀，含云母，層頂高程為-5.14-2.54m，層厚2.06.2m，呈低壓縮性，力學性質良好。本工程污水管道均座落在-2層亞砂土上。四、工程特點與難點 1、由于管道埋深較深（5米），距農居房圍墻、道5、路及高壓電桿、電信光纜電桿較近，檢查井（牽引井、控制井）作業是難點，本工程控制井采用沉井法施工；牽引井采用大開挖施工。施工時必須采取可靠的圍護結構及局部加固措施，并做好降水措施。 2、由于施工工期緊，對施工組織、交通配合協調、施工管理等方面增加了難度。3、本工程整個施工沿線僅靠明石路出入口進出，對工程的材料、土方運輸帶來一定制約，周邊無排水系統，道路運輸受到限制。因此，施工時必須合理組織。五、水平定向鉆施工定向鉆拖拉法是將定向鉆機設在地面，不開挖溝槽，用探測儀導向，控制鉆桿鉆進的方向，經過入土段過渡至符合設計坡度要求的“水平段”，再經過出土段出地面。不取兩端的入土段和出土段(也稱為造斜段)，僅6、取符合設計坡度要求的水平段，經過多次擴孔后，再采用管道回拖的方法來敷設管道。定向鉆孔軌跡線宜由造斜直線段、造斜曲線段、水平直線段等組成，在水平直線段兩端設置牽引井，中間設置控制井，以確保所拖拉的管道高程和軸線符合設計及規范要求。（一）、定向鉆進拖拉法施工工藝流程（二）、牽引井、控制井拖拉管直線段拖拉長度為180m240m，曲線段長度為120m左右，兩端設置牽引井，中間設控制井，井距60m左右，牽引井采用磚砌（可縮短施工時間，以減小對農居房的影響），套用院標，井尺寸為2.4m1.1m，為保證管道高程和軸線符合設計要求，中間控制井先實施，結構形式為鋼筋混凝土，采用沉井法施工(考慮農居房及電桿的安全7、以及對周邊的影響)，井尺寸根椐設計確定。（三）、水平定向鉆軌跡設計 導向孔軌跡線設計是在設計管線剖面圖基礎上，設計出鉆孔的最佳曲線。根據設計井位位置，按照設計管道坡度及標高來設計鉆進軌跡線。設計管線剖面圖污水管道施工的軌跡線設計要滿足設計要求，必須考慮入土點、出土點的斜直段、曲線段設計長度，并必須嚴格控制水平穿越段各點標高，軌跡設計圖如下：定向鉆進軌跡設計圖 為保證水平直線段精度要求，造斜段水平距離L可按上圖計算確定。 HO = H DO2 L = 2A+HO A(Sin + Sin2 + + Sin(n)tg(n) + A(Cos + Cos2 + + Cos(n) 取n=4（n取值在35范8、圍） H=5m（排水管道管內底深度，單位為m） HO=5-0.52=4.75（排水管道中心線深度，單位為m） D=560（管外徑mm） Do=500（管內徑mm）A=3（每節導向鉆桿長度m） 取=2.5（相鄰兩節鉆桿允許轉向角）L定向鉆造斜水平距離(m)，計算如下：L=23+4.75-3（sin2.5+sin5+sin7.5+sin10）tg10+3（cos2.5+cos5+cos7.5+cos10）=37.5 m入土角不宜超過10，出土角按導向鉆桿及拖拉管材允許曲率半徑較大值確定，一般不宜超過20。相鄰兩節鉆桿允許轉向角根據土質條件，鉆桿長度、材料等因素確定，土質越軟弱，角越小，僅角取值一般9、在1.53.0。（四）、測量放樣牽引井、控制井根椐設計圖紙，用經緯儀或全站儀進行放樣定位，水準儀進行高程控制； 定向鉆進時采用雷達探測儀探測軸線和高程，使用前應符合以下要求： 1、經緯儀、水準儀使用前需具有在有效期內經有資質的檢測機構檢驗合格證書。2、操作人員必須經過培訓并具有掌握儀器原理、性能、適用范圍、操作方法的知識和技能。3、雷達探測儀在施工前應進行校準，合格后方可使用。（五）、定向鉆機安裝定位1、鉆機應安裝在管道中心線延伸的起始位置。 2、 調整機架方位應符合設計的鉆孔軸線。3、 按鉆機傾角指示裝置調整機架，應符合軌跡設計規定的入土角，施工前應用雷達探測儀復查或采用測量計算的方法復核。10、4、鉆機安裝后，起鉆前應用錨桿錨固，滿足鉆機回拉力支撐要求。土層堅硬和含水率低時，宜用直錨桿；土層較軟時，宜采用螺旋錨桿。（六）、試鉆、鉆進1、鉆機開動后，必須先進行試運轉，時間不少于分鐘，確定各部分運轉正常后方可鉆進。2、首根鉆桿入土鉆進時，應采用輕壓慢轉的方法，穩定入土點位置，符合設計入土傾角后方可開始鉆進3、導向孔鉆進時，造斜段探測控制點設置間距為一根鉆桿的直線段，現場應記錄，并應繪制出鉆孔軌跡剖面圖。4、造斜段曲線鉆進時，應按地層條件及時調定推進力，防止鉆桿發生過度彎曲。（七）、導向孔施工 1、 導向孔施工是成孔的關鍵，根據已設計的軌跡線入土、出土位置固定鉆機，調整導向鉆頭的入射角度，11、使其與軌跡設計角度一致，鉆孔前先校正所使用儀器。 2、鉆孔過程中以儀器控制與地面輔助控制穿越軸線，鉆孔基本與設計軌跡一致，導向孔鉆進過程中，密切注意井眼的返漿情況，并做好記錄以便準確判斷鉆進過程中的地質情況，為預擴孔提供可靠記錄。3、導向孔的成功與否直接影響工程成品的質量，因此導向孔施工中，除曲線偏移不能超越規定要求外，每根鉆桿間角度變化也要得到嚴格控制，確保導向孔高質量完成。 （八）、成孔與泥漿護壁 導向施工結束后，根據土質與所鋪設管道口徑設計需要成孔的直徑，正常情況下擴孔的直徑與所鋪管直徑相差10cm （管外壁預留5cm），確定采用多級擴孔的級數，并視土層情況選擇不同類型的鉆頭與泥漿配方。12、 一般情況下土層粘質成份較多，可直接用清水和刮刀鉆頭擴孔進行自然選漿，如果土層砂質成份含量高，必須選擇優質泥漿，用優質膨潤土特殊配方處理，使泥漿達到一定粘度，較低的失水量，同時能抑制地質土體分化，保持孔壁穩定，擴孔直徑符合鋪管要求時，擴孔即告完成。 （九）、鋪管材料的選擇 由于其特殊工藝和回拖力要求對管材質量要求極高。根據鋪設管徑設計的環鋼度、拉伸度等技術指標決定其壁厚要求；一般對于不同口徑的管道生產控制均為國家標準。管材采用高密度聚乙稀（HDPE）實壁管，此管材具有優異的化學穩定性、耐老化及耐環境應力開裂的性能，適用溫度范圍廣、承壓能力強、連接強度好（熱熔對接承插）、柔韌性好，并有一定的撓曲13、度，使用壽命長。管材的物理性能應滿足下列要求： 質量密度：0.940.96gcm3；短期彈性模量：800MPa 抗拉強度標準值：不小于20.7MPa 抗拉強度設計值：不小于16.0MPa 環向彎曲剛度：不小于8kNm2 管材允許的拖拉應力按12MPa控制 管材的外觀質量及尺寸應滿足下列要求： 1、管材外觀顏色應一致，內外壁光滑平整、無劃傷、毛刺等缺陷。 2、接前管材的端面應平整且與管中心軸線垂直，管材長度方向不得有明顯彎曲現象。 3、管材外壁應有統一的標識（生產企業、產品名稱、公稱直徑、環剛度及生產日期等）。 （十）、拖管 當鉆孔成孔結束后方可進行回拖管施工。回拖前必須進行管材復檢，包括管材焊14、接是否符合要求、管頭固定結實、分動器連接完好，檢驗完畢后，方能鋪設。回拖時，技術人員應仔細觀察機器儀表的變化，主要觀察扭矩和回拖力變化（一般情況下，扭矩58MPa之間），回拖力不能太大，以防損傷管材，并控制好速度，注意兩邊工作坑回漿情況確保拖管成功。 1、 管道回拖力計算回拖力計算示意圖 Pt = Py + Pf Py = Dk 2Ra 4 Pf = DLf 式中Pt一回拖力（kN） Py一擴孔鉆頭迎面阻力（kN） Pf管周摩阻力（kN） Dk一擴孔鉆頭外徑（m），一般為管道外徑1.21.5倍 D一管道外徑（m） Ra一迎面土擠壓力（kPa）：粘性土Ra在5060kPa；砂性土在80100kP15、a L一管道長度（m）f管道與管周土位間的單位摩擦力（kPa）。參照上海地區經驗，粘性土f在0.30.4kPa；砂性土在0.50.7kPa；定向鉆孔拖拉施工拖拉力計算如下（按240m長度計算）：Pt=Dk 2Ra 4+DLf=3.14（0.561.5）21004+3.140.562400.6=309（KN） 選用L-350型鉆機 六、 施工質量和控制要點1、定向鉆拖拉法施工的兩端管道與相鄰段的拖拉管道各有一段管道在施工時重疊需要錯開，一般大于600mm，但不應太大，以免影響流速。 2、造斜段的入土角度和出土角度是施工時需要控制的要素。一般入土角不宜大于10，出土角一般不大于20。相鄰兩鉆桿之間16、允許轉角可根據土質條件、鉆桿長度和材料等因素確定，土質越軟，轉折角度越小。一般角度取值范圍在1.53.0之間。 3、鉆桿進入控制井前至少有一根鉆桿達到管道設計直線段坡度的要求。出土段也一樣，出控制井前，管道必須保持符合直線段坡度要求。 4、管材在拖拉過程中承受的荷載，包括管道的工作壓力、外部的使用荷載和施工時的回拉力，在施工過程中管材所承受的最大荷載，組合的回拉力和外部壓力可能是管道在使用過程中的最大荷載，選用的管材，必須考慮接口牢固、回拉受力好、擴孔相對較小等因素。應采用HDPE平壁管，用專用設備對平壁管進行對接式熱熔焊接。通過對接焊接，管口要求平整。5、鉆桿所鉆的孔在鉆后是否能保持圓形不變17、形，將對回拉力產生很大的影響。如果孔保持圓形，則土壤荷載成拱形分布，僅很小的土壓力以泥漿或存在的地下水產生的壓力傳遞到管材上，泥漿本身可能起到保持孔敞開的作用；但若孔塌陷或變形很大，土壤的壓力回作用到管道上，則回拉力必然增大。所以，鉆孔技術和護壁泥漿的配置對保持鉆孔的圓形和敞開十分重要。 6、在定向鉆拖拉法施工過程中，由于HDPE管抵抗短期荷載的能力高于抵抗長期荷載的能力，管材拉伸屈服強度隨著時間的增加而減小，不管從保護所鉆的孔不變形還是使HDPE管在回拉時處于安全拉伸應力范圍內，擴孔完成后應立即進行回拉。 7、為了有效地控制管道的標高和坡度，要求先做好拖拉管道的控制井，預留好管道進井和出井的18、孔，也即控制好需敷設管道的標高，然后再進行鉆孔。一般，控制井就利用檢查井先行實施，回拉完成后，待管道拖拉時產生的應變恢復，然后將井中的管道切斷，封好洞口與管壁的間隙，按要求做好流槽。 8、在管道回拉完成后應考慮管道在回拉過程中有一定的伸長(3%4%)。恢復到其初始長度需要約一夜時間。熱脹冷縮也會產生少量的縱向位移。HDPE管材與其周邊土壤達到熱平衡也需約一夜時間。所以，回拉后至少需隔一夜才能切斷管道，以免被過早切斷的管道回縮到控制井以外。七 、驗收執行標準 拖拉管的施工驗收標準，參照上海市排水管道定向鉆進敷設施工與驗收技術規范（試行）中相關要求和質量標準執行。其中，中線位移偏差不超過100mm；管道內底高程控制在+40-80mm之間。