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1、xxxxxx國際機場二期擴建項目污水處理工程（場外污水管道及泵房改造）拖拉管施工專項方案編制人： 審核人： 批準人： 二O一O年八月拖拉管施工專項方案一、工程概括本工程范圍為xxx市xxx國際機場到坎山北泵站DN500壓力污水管，管道總長約4.4Km，管道沿線有拖拉管3處、倒虹管3座、排泥井7座、排水檢查井5座、排泥閥門井1座，流量計井1座。一般管段采用DN500的鋼絲網骨架塑料（聚乙烯）復合管，管道規格為DN500，PN1.0；拖拉管采用DN500的PE100-1.0Mpa（SDR17）管 2、本泵房位于xxx市xxx國際機場，泵房為原機場污水處理廠的格柵集水井，進水管為原來機場DN800的2、重力污水進水管，出水管為DN500的 污水壓力管，管道沿道路向南最終進入坎山北泵站。泵房改造電氣部分包括：照明、動力以及室外電氣。2、地質概況根據附近工程的地質情況拖拉管段主要為粉沙土。二、施工方案1、泥漿配比根據穿越地層地質為粉砂土,結合以往施工經驗及相關知識配置以下泥漿配比表：地層狀況選用產品推薦用量（/100gal）馬氏漏斗粘度一般土（粘土）Hydraul-EZ(易鉆)/ Insta-vis Plus(萬用王)1218kg/1.252.5L3540粉土Hydraul-EZ(易鉆)/ Insta-vis Plus(萬用王)1218kg/33.5L4055粉砂土Hydraul-EZ(易鉆)/3、 Insta-vis Plus(萬用王)/CMC/速浮1218kg/3.54L/0.60.8kg55702-11#拖拉管回拖力理論估算根據穿越的長度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁厚，利用經驗公式計算分析最長處穿越如下：已知：管線直徑 =500mm壁厚 =24mm管線長度 L=70m入土角 a r=9出土角 a c=7則：回拖力Fmax=F摩+F自=32145+8440=40585N=4T其中：1管道在洞內自重產生的摩擦阻力F自=f*P0*L=0.35344.570=8440N其中：P0=1000g(D-d)4 =10000.98109.83.14(500-452)4=344.54、Nm 2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力F摩=DL=3.140.519.51570=32145N公式說明：為固相含量系數(1040)( 取15)為泥漿的切應力(19.5pa)f為管道和孔壁之問的摩擦系數(0.20.6)(f取0.35)P0為每米管道的重量(Nm)為管密度 =0.98103kgm3g為重力加速度 g=9.8NkgD為PE管外徑 D=500mmL為管道長度(m) L=70md為PE管內徑 d=D-2=500-224=452mm2-2、2#拖拉管回拖力理論估算根據穿越的長度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁厚，利用經驗公式計算分析最長處穿越如下：已知：管線直徑 =500mm壁5、厚 =24mm管線長度 L=93m入土角 a r=9出土角 a c=7則：回拖力Fmax=F摩+F自=42707+11213=53920N=5.3T其中：1管道在洞內自重產生的摩擦阻力F自=f*P0*L=0.35344.593=11213N其中：P0=1000g(D-d)4 =10000.98109.83.14(500-452)4=344.5Nm 2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力F摩=DL=3.140.519.51593=42707N公式說明：為固相含量系數(1040)( 取15)為泥漿的切應力(19.5pa)f為管道和孔壁之問的摩擦系數(0.20.6)(f取0.35)P0為每米管道的重量(Nm6、)為管密度 =0.98103kgm3g為重力加速度 g=9.8NkgD為PE管外徑 D=500mmL為管道長度(m) L=232md為PE管內徑 d=D-2=500-224=452mm2-3、3#拖拉管回拖力理論估算根據穿越的長度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁厚，利用經驗公式計算分析最長處穿越如下：已知：管線直徑 =500mm壁厚 =24mm管線長度 L=123m入土角 a r=9出土角 a c=7則：回拖力Fmax=F摩+F自=56484+14830=71314N=7.1T其中：1管道在洞內自重產生的摩擦阻力F自=f*P0*L=0.35344.5123=14830N其中：P07、=1000g(D-d)4 =10000.98109.83.14(500-452)4=344.5Nm 2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力F摩=DL=3.140.519.515123=56484N公式說明：為固相含量系數(1040)( 取15)為泥漿的切應力(19.5pa)f為管道和孔壁之問的摩擦系數(0.20.6)(f取0.35)P0為每米管道的重量(Nm)為管密度 =0.98103kgm3g為重力加速度 g=9.8NkgD為PE管外徑 D=500mmL為管道長度(m) L=232md為PE管內徑 d=D-2=500-224=452mm以上計算公式中，因整個過程管材受力較復雜且不斷變化，會受諸如：管8、材、壁厚、土質、土層間隙、土層含水量及滲透性、泥漿原料、泥漿濃度、導向孔曲率半徑等等因素影響而出現不同的情況。在實際應用中，應初步估算，適時修正，才能順利完成施工。從估算可知，本工程所需最大回拖力7.1T 小于ZT-35 非開挖鉆機的回拖力35T，故可采用ZT-35水平定向鉆機施工。但必須在保證曲率半徑的前提下，施工現場采取有效措施減少拖管阻力。3、技術控制點（1）出入土角度大小適當，不宜過大，以防止多級擴孔后，管位發生上抬現象；（2）同時開挖發送溝，提高管子進孔的順暢性，降低管子在孔道頭上的側磨阻力；（3）采用鋼制錐形拖拉頭，提高抗拉強度，減小拉管阻力；（4）合理正確調配泥漿，泥漿粘度調制69、5s，PH=9,并根據不同地層拉力、扭矩情況，及時調整泥漿配比，有效提高泥漿粘度和流動性；（5）針對粉砂土地層擴孔必須采用逐級擴孔，以利于穩孔，擴孔大小宜在700800孔徑；（6）管材回拖前向管內注水，通過增加自重，抵消浮力，最大限度減小浮力差和側磨阻力。4、施工過程 4.1鉆機及配套設備就位:將鉆機就位管線穿越中心線位置上，鉆機就位完成后，進行系統連接、試運轉，保證設備正常工作。 測量控向參數:按操作規程標定控向參數，為保證數據準確，在管線中心線的不同位置測取，且每個位置至少測四次，進行對比，并做好記錄。4.2泥漿配制泥漿是定向穿越中的關鍵因素，按本次穿越泥漿工藝要求及地質情況編寫配制方案，10、確定正確的混合次序，按不同的地質層配制出符合要求的泥漿。由于穿越地段地質情況比較復雜，對泥漿的要求比較高，為克服對付這種不利因素，我們將采取以下措施：水源就近取用河水，用水泵輸送至水罐內，在水罐中沉淀、過濾后配漿。按照確定好的配比用一級膨潤土加泥漿添加劑，配出合乎要求的泥漿。泥漿添加劑有：降失水劑、提粘劑和防塌潤滑劑等。添加劑符合環保要求。為了使膨潤土有足夠的水化時間，在用量不改變的情況下，我們使用快速水化裝置并增加泥漿罐數量，在此工程中使用1個配漿罐和2個泥漿攪拌罐。泥漿在各個階段所起的作用如下：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；預擴孔階段要求泥11、漿有很好的護壁效果，防止地層坍塌，提高泥漿攜帶能力；擴孔回拖階段要求泥漿具有很好的護壁、攜砂能力；同時還有很好的潤滑能力，減少摩阻和扭矩。4.2.6粉砂土層成孔性差,采取的措施是：在泥漿中加入正電膠，形成“液體套管”，在提高粘度的同時加入定量的改性淀粉來控制失水，以便在孔道四周形成泥皮，穩定孔道。4.3鉆機試鉆開鉆前做好鉆機的安裝和調試等一切準備工作，確定系統運轉正常、鉆桿和鉆頭清掃完畢，嚴格按照設計圖紙和施工驗收規范進行試鉆，鉆進1-2根鉆桿后檢查各部位運行情況，各種參數正常后按次序鉆進。4.4鉆導向孔進行管線導向孔鉆進期間，建立穿越曲線數據庫，采集在控向過程中由控向系統的計算機自動生成的有12、關數據。如每個測量點的前后點及正位值。為了保證采集數據的正確性，減少人為的數據錄入錯誤。我們將采取自編的小程序，使控向系統計算機生成的控向數據經過一、兩步的轉換后，自動生成Excel文件，以保證控向數據的可打印性和傳輸性，減少人為錄入數據的錯誤。導向孔的鉆進是整個定向鉆施工的關鍵，本次穿越工程用ZT-35型水平定向鉆機實施。鉆導向孔的鉆具組合是：造斜鉆頭+S-73鉆桿控向對穿越精度及工程成功至關重要，并直接關聯到管線穿越。開鉆前仔細分析地質資料，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13、，成孔良好。4.5預擴孔本次穿越采用逐級擴孔預擴孔：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，300、400、500、600、700，最后用清孔器清孔，清孔以慢穩為主，切忌速度過快，同時，做好每一遍擴孔的記錄，以便于下一級擴孔借鑒，使擴孔具有可追溯性，清孔完成后，需緊接拉管工序，中間不允許長時間停留。4.6管線回拖在回拖時連續作業，避免因停工造成阻力增大。管線回拖前要仔細檢查各連接部位，為保證回拖的順利，將采取以下措施：連管回拖前，保證預制管線（至少出土點附近的50米管線）和穿越軸線的一致，減少管線進入孔洞時的側向摩擦力，確保管道完好。將熔接好的管材放到發送溝，保證管道盡14、可能與地面脫離，管道在溝中呈漂浮狀態，以減小回拖時的摩擦力。回拖時增加高潤滑泥漿，使泥漿象薄膜一樣附著于管道表層，起到保護作用。在擴孔回拖時，把扭矩控制在合理的范圍內。扭矩過大，鉆桿卸扣困難，欲速則不達。因此把扭矩控制在適宜的范圍內，保證擴孔回拖順利。4.6.5回拖時注意加強兩邊聯系，時刻注意表盤的讀數。同時，做好每一遍擴孔的記錄，以便于下一級擴孔借鑒，使擴孔、回拖具有可追溯性，保證擴孔回拖的順利。4.7地貌恢復及時進行鉆機場地的地貌恢復、剩余泥漿的處理和設備轉場。4.8作為定向鉆穿越專業化的施工隊伍，管道穿越項目部在施工中，將采取以下特別措施，以保證100%的穿越成功。保證導向孔“平滑圓緩”15、首先，要確保在導向孔作業中信號的安全傳輸，為此，第一步用專用檢測工具檢查信號線的質量； 其次，嚴格按照施工規范操作，確保每根鉆桿曲率半徑符合設計規定的范圍,并在此基礎上,確保每根鉆桿傾角和方位角的變化值在規定的誤差范圍之內。擴孔作業在保證擴孔后形成的孔洞符合要求下，合理確定每次擴孔的級差，并根據地質及每次擴孔泥漿的攜帶情況，制定合適的泥漿配比，確保孔洞形成良好、泥漿在出入土點側返漿通暢。預制管線的充分準備連管回拖前，保證預制管線（至少出土點附近的50米管線）和穿越軸線的一致性。同時，采取漂浮或其他措施降低管線回拖時管線的摩擦力。保證鉆具的完好經過多年的探索及理論分析，特別是經過以前施工經驗總結，保證鉆具的完好，也是穿越成功的關鍵。為此，對每一根用于施工的鉆桿、擴孔器系列等，在施工前都將經過嚴格的無損檢測和絲扣的維護保養。建立高效的泥漿體系，確保在復雜地質條件下孔洞形成的良好孔洞塌方是穿越施工中最危險的隱患之一，為此，在現場針對塌方采用“二高”高粘度、高密度配制泥漿，可起到支撐、懸浮和護壁和減少巖屑床的形成作用。同時，我們加大高分子泥漿添加劑的劑量。利用其大分子量聚合物纖維素的鏈式網狀結構來起到“支撐和拉住”等護壁作用，回拖時，在必要的情況下，加入固體潤滑劑等低浮力高潤滑的泥漿體系，提高流動性，從而降低回拖阻力，保證穿越成功完成。二一年八月二十八日