1、拉管施工專項施工方案一、導向鉆進原理導向鉆進鋪管法原理：使用水平定向鉆機進行管線穿越施工，其工作過程是通過導向儀進行導向和探測，先鉆出一個與設計曲線相同的導向孔，然后再將導向孔擴大，把產品管線回拖到擴大了的導向孔中，完成管線穿越的施工過程。施工過程一般分為三個階段：第一階段是按照設計曲線盡可能準確的鉆一個導向孔；第二階段是將導向孔進行擴導向鉆進鋪管法原理圖圖 1孔；第二階段是將產品管線（一般為PE 管道或鋼管）沿著擴大了的導向孔拖到鉆孔中，完成管線穿越工作。本次施工工序見下圖 ：放線設備進場現場復查開挖工作坑導向施工擴孔管材焊接回拉鋪管分部完工下一段施工工程交接竣工驗收整理資料管道鋪設工序流程
2、圖圖 2導向1. 導向孔的鉆進過程導向鉆進是鋪管成功的關鍵環節之一，這個過程需要至少兩名操作人員，一名鉆機操作者，操作鉆機，控制鉆具在地下的狀況；另一名是定位探測儀操作員， 負責監測、探測鉆頭在地下的走向和進尺情況。鉆頭上裝有可發射無線信號的探頭， 它可穿過地層發出一種特殊的電磁波，操作員手中的探測器可以接受這些信號，并經過處理后，讓鉆機操作者及時了解鉆頭目前的位置，顯示的信號包括鉆頭走向、深度，造斜率和面向角等信號，以便及時調整鉆頭的方位，確保鉆頭按照事先設計好的軌跡鉆進。 鉆機操作者可以在鉆機上， 通過儀表掌握鉆進過程中施加給鉆桿的壓力和回轉扭矩， 在鉆機儀表盤上， 還可以看到來自探測裝置
3、反饋過來的一切信息， 鉆機操作者通過這些信息來調整鉆頭方位， 操作臺上的液壓儀表和遠距離信息顯示儀表， 就像操作者的眼睛一樣，可以隨時觀察孔底情況。鉆機使用 76CM的鋼管為鉆桿鉆桿從地面入口傾斜度約為22 度鉆桿地面距離下料鉆3M鉆孔深度約為地面距離36912151821242730（ M）鉆孔深度0.30.60.91.21.51.82.12.42.73（ M）如圖可依次類推注：此數據為一般粘類土質的土2. 施工要點和施工注意事項1) 為確保本工程成功地完成定向鉆進的導向工作，要嚴格按照設計規劃好的穿越曲線鉆進， 主要是控制好鉆進曲線不同位置的深度和造斜率。在不超過管道彈性敷設半徑或鉆桿彎曲
4、極限的范圍內， 操作員應確保按設計的軌跡鉆地， 如果前一段鉆進沒有完全符合設計曲線，所出現的差值可以通過下一段來修正， 并記錄實際鉆孔與鉆孔的偏差，通過計算來調整鉆進的參數。2) 設計鉆孔軌跡時重點考慮以下影響因素： 待回拖管線的材質、尺寸、曲率半徑；鉆桿彎曲極限； 地層條件；地上、地下障礙物狀況；3) 導向孔鉆進時，采用帶斜面的非對稱鉆頭。若一邊旋轉一邊推進，鉆孔呈直線延伸，即鉆出一個直孔，若鉆頭只推進不旋轉，由于地層給斜面鉆頭的反力的作用，使鉆頭朝斜面法線的反方向鉆進，即實現造斜功能， 鉆出曲線或造斜孔。 鉆機操作人員根據地表的接收器探測出鉆進參數（鉆頭的位置、深度、傾角和工具面向角等）
5、，判斷鉆孔位置與設計曲線的偏差， 并隨時進行調整， 以確保穿越曲線按照設計的走向鉆進。4) 鉆機配有控向探測儀器，其作用就是及時探測鉆頭在地下的實際位置，并將探測結果傳輸到地面接收顯示器和司鉆操作臺上的遠程顯示器，司鉆根據這結顯示的數據進行方向調整和糾偏。5) 在改變方向的過程中，鉆孔的轉角或轉彎半徑應該控制在一定的范圍內（ R=50D，即導孔軌跡的彎曲半徑應大于 8m），只考慮鉆桿的彎曲半徑即可，使實際的鉆孔曲線盡量平緩，以利于回拖。6) 鉆機場地準備好鉆機到達現場安裝調試完畢后，開始鉆導向孔。導向孔的鉆進質量或成敗取決于下述因素：a鉆頭實際的左右位置偏離， 深度和最小離地間隙 （或最小地面
6、覆蓋）。b導向孔將提供實際的鉆進土壤狀況的資料，為正確決定預擴孔或回拖和子的工藝提供依據。c完成的導向孔曲線應該圓滑并逐漸轉向，以便滿足回拖管子的要求。7) 為順利完成導向孔曲線的鉆進，關鍵要十分注意以下各點：a正確地鉆進第一根鉆桿是非常重要的。 先在鉆頭入土處挖一個小坑，使坑的平面與鉆頭進入方向垂直， 并確信泥漿已經攪拌好已經具備開鉆條件。b鉆頭轉向 6 點鐘的位置，開動鉆液泵。確信鉆頭噴嘴中有鉆液流動。開始朝前推進并穿透地面保持鉆頭進入地面的斜度。 第一根要沒有任何轉向直鉆。c接上第二根鉆桿之前，要將這根鉆桿轉動并將鉆頭抽回入口坑，再將該鉆桿旋轉鉆入地下。因為導向板總是大于鉆頭，這樣重復鉆
7、進一次會形成更好的導向孔， 并且可以在鉆桿和孔壁間維持一個環形空間。8) 鉆進前都要確認泥漿泵是開著的。并觀察壓力表指示。應及時調整鉆液流量，以便入口坑有泥漿流回這有助于操作員判斷環形空間是否仍然暢通。如果鉆液壓力表指向了最大值并停止在該位置，這可能說明鉆頭噴嘴堵塞住了。 這時將鉆頭拖回將堵塞物清除。 在清理噴嘴或卸下噴嘴之前，要確信鉆機上泥漿壓力已經卸掉。9) 在鉆孔的全程，定位員要決定鉆孔的斜度、深度和與計劃路徑相關的實際鉆孔路徑。 然后由操作員調整鉆位置來達到。 在朝前推進至旋轉的過程中，密切注意遙控顯示器上斜度的變化是非常重要的。10) 對于任何一根鉆桿，抽回再重復鉆進有利于在鉆孔中維
8、持環形空間也有利于充分混合泥土， 并且鉆液可以流過整根鉆桿。 重復鉆進技巧的運用有利于在導引孔中維持一個良好的環形空間。11) 鉆機操作員要注意觀察，在出口坑沒有鉆液流出，意味著由于缺乏鉆進經驗或者使用了不適當的鉆液， 而導致了鉆孔中環形空間的堵塞。隨著鉆孔長度延長，由于進入地下的鉆桿摩擦力增加，從而旋轉壓力將會增大， 旋轉壓力充分增大， 可能是土層吸水并在鉆桿四周膨脹的標志。 如果這種情況發生， 需要重新調整鉆進泥漿和添加劑的性能和比例，或者重新鉆導向孔。12) 在整個鉆孔過程中，必須時刻保證鉆機操作員和定位員之間的良好的通訊聯系。( 一 )預擴孔1. 預擴孔的工藝過程預擴孔就是在實際鋪設管
9、線之前，經過一次或多次的擴孔來擴大鉆孔的直徑，以減小回拉鋪管的阻力，確保施工順利完成。最終成孔直徑一般比管子直徑大200 毫米（或是管徑的15 倍）。導向孔鉆完成后，將鉆頭從鉆桿上卸下，安裝上合適的反擴孔鉆頭和分動器，然后在分動器后面接上回拉鉆桿，進行擴孔鉆進。擴孔的速度和地質及鉆機的參數等因素有關，要選用合適的擴孔工藝參數才能順利完成擴孔工序。2. 預擴孔的原則和需要注意的事項1) 預擴時，回擴頭后面帶的不是管子而是鉆桿，鉆桿是通過萬向節與回擴頭連接被拖入鉆孔中的；2) 在將后面的鉆桿安裝之前，要確信鉆機是被鎖定的；3) 當擴孔完成，拉完足夠的鉆桿后，將鉆機鎖定，用液壓管鉗在出口點卸開鉆桿接
10、頭，接上回擴頭、萬向接和鉆桿轉換連接桿；4) 按照安全操作步驟進行預擴。保持機組成員與操作員密切聯系，確保整個連接過程的安全。5) 擴孔時視工作坑反漿情況，合理調配泥漿的粘度、比重、固相含量等技術參數。( 二 )回拖管線1. 回拖管線的工藝過程經過預擴孔后，才可以進行PE管的回拖工作，回拖管線時PE管在擴好孔的孔中是處于懸浮狀態，管壁四周與洞之間由泥漿潤滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護了管線防腐層。經過鉆機多次預擴孔，最終成孔直徑一般比管子直徑大150 毫米，所以不會傷害 PE管外壁。先將拉管頭與待鋪管道聯接起來，然后將拉管頭與分動器聯接，隨著鉆桿的回拉，管道慢慢進入孔內，直到完成全部管道的鋪
11、設。然后卸下擴孔鉆頭及分動器，取出剩余鉆桿取下拉管頭， 鋪管工作完成。2. 回拖管線時的注意事項1) 回擴的過程中，主要是目標是將回擴頭切削下的鉆屑與鉆液混合成泥漿，以便將泥漿排出，為新裝管線提供足夠的空間；2) 回拖的過程對于成功地完成一個鉆孔是非常重要的，這時需要合適性能和足夠的鉆液；3) 將回擴頭與鉆桿連接起來之前，檢查萬向節是否可用手自由轉動；4) 拖頭是錐形的封頭，要求能承受回拖過程中將要承受的回拖力；5) 在回拖前、過程中和回拖之后，操作員和在產品管線一側的機組成員之間要求有通訊良好的對講機；6) 回擴的速度不能夠太快，回擴時需要時間切削地層并將切屑混合成泥漿；7) 拉管過程中為防
12、止水及其它雜物進入待鋪管道內， PE管末端設 PE端帽，與拉管頭連接方式見下圖：拉管頭與 PE 管連接示意圖圖 3泥漿泥漿是定向穿越中的關鍵因素， 被視定向鉆的 “血液”，其主要作用是攜帶和懸浮鉆屑并排到地表， 穩定孔壁和降低鉆進時所需的扭矩和推拉力、冷卻和沖洗孔底鉆具。 泥漿的主要工藝性能是流變性和失水造漿性，現場控制的主要因素是泥漿的粘度， 各種添加劑的配制以及泥漿的壓力和流量。1. 泥漿性能的控制和調整泥漿添加劑： 為保證泥漿具有良好的流變性、高攜砂性、固壁和潤滑性能，在配出基漿的基礎上，再按基漿重量的 24比例加入的各種泥漿添加劑，使用的泥漿添加劑有：增粘劑、固壁劑和潤滑劑等。粘度控制
13、： 根據穿越段地層情況，在鉆導向孔階段，泥漿粘度控制在 35-45S；在預擴孔和回拖階段泥漿粘度提高5-10S；實際工作中，泥漿的粘度隨土層的不同而變化，并選用不同的添加劑。2. 泥漿用量定向穿越泥漿壓力和流量是控制原則是高流量、低壓力，通過調整高壓泥漿泵的檔位和轉速，泥漿噴嘴的直徑和數量， 控制鉆進和回拉速度等。造斜段：每方添加2 包易鉆 + 0 25 升 幫手 + 0 25 升萬用王；水平穿越段：每方添加2 包易鉆 + 0 51 升萬用王。按照工程情況計算， 該工程需配制鉆井液約 90100 方，根據設計配方大約需要使用 Hydraul-EZ 易鉆 200 包和 3 桶 IVP 萬用王?，F
14、場準備56 噸 Hydraul-EZ 易鉆， 3 桶 IVP 萬用王和部分幫手。( 三 )PE管的保護、焊接及安裝1. PE管搬運、運輸與存放1) 管材搬運時 , 必須用非金屬繩吊裝。2) 管材、管件搬運時，應小心輕放，排列整齊。不得拋摔和沿地拖 。3) 陸地搬運管材、管件時，嚴禁劇烈撞擊。4) 車輛運輸管材時， 應放置在平底車上； 直管和盤管均應捆扎、固定，避免相互碰撞。堆放處不應有可能損傷管材的尖凸物。5) 管材、管件運輸途中，應有遮蓋物，避免暴曬雨淋。6) 管材應水平堆放在平整的支撐物上或地面上。堆放高度不宜超過 15m，當管材捆扎成 1m1m的方捆，并且兩側加支撐保護時，堆放高度可適當
15、提高，但不宜超過3m。管件應逐層疊放整齊，應確保不倒塌。并宜便于拿取和管理7) 管材、管件在外臨時堆放時，應有遮蓋物。8) 管材存放時，應將不同直徑和不同壁厚的管材分別堆放。受條件限制不能實現時，應將較大的直徑和較大壁厚的管材放在底部，并做好標志2. 管道檢驗1) 管道的檢驗：除檢查管道的合格證外，還要進行管道外觀的檢驗，防止有劃痕、破裂等。2) 管道切口表面平整，其傾斜偏差為管道直徑的 1%，但不得超過 3 毫米。3. 焊接在焊接過程中，操作人員一般應參照焊接工藝卡各項參數進行操作。但必要時，應根據天氣、環境溫度等變化對其作適當調整。1) 核對欲焊接的管材規格、壓力等級是否正確，檢查其表面是
16、否有磕、碰、劃傷，如傷痕深度超過管材壁厚的 10%，應予以局部切除后方可使用。2) 用干凈的布清除兩管端的油污或異物。3) 將欲焊接的管材置于機架卡瓦內， 使兩端伸出的長度相當 （在不影響銑削和加熱的情況下應盡可能短） ，管材機架以外的部分用支撐物托起，使管材軸線與機架中心線處于同一高度， 然后用卡瓦緊固。4) 置入銑刀，先打開銑刀電源開關，然后在合攏管材兩端，并加以適當的壓力，直到兩端均有連續的切屑出現后，撤掉壓力，略等片刻，再退開活動架，關掉銑刀電源，切屑厚度應為05mm左右，通過調節銑刀片的高度可調切切屑厚度。5) 取出銑刀，合攏兩管端，檢查兩端對齊情況，管材兩端的錯位置不應超過壁厚的
17、10%，通過調整管材直線度和松緊卡瓦可予以改善，管材兩端面間的間隙也不應超過壁厚的 10%，否則應再次銑削，直到滿足上述要求。6) 將加熱板表面的灰塵和殘留物清除干凈（應特別注意不能劃傷加熱板表面的不粘層），檢查加熱板溫度是否達到設定值。7) 加熱板溫度達到設計值后，放入機架，施加規定的壓力，直到兩邊最小卷邊達到規定值（ 01管材壁厚 +05）mm。8) 將壓力減少到接觸壓力，繼續加熱規定的時間。9) 時間達到后，退開活動架， 迅速取出加熱板， 然后全擾兩管端，其時間間隔應盡可能短，最長應超過切換時間。10) 將壓力上升至規定值熔接壓力，保證自然冷卻，冷卻規定的時間后，卸壓，松開卡瓦，取出連接完成的管材。4. 注意事項1) 操作人員應遵循該工藝堆積和焊接工藝參數。2) 焊口的冷卻時間可適當縮短，但應保證其充分冷卻。3) 焊口冷卻期間，嚴禁對其施加任何外力。4) 每次焊接完成后，應對其進行外觀檢驗，不符合要求的必須切斷返工。5) 冬季、雨季施工，應采取必須的防雨、防風、防凍措施。
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