沿江高等級公路
過河dn400定向鑽進
施工方案
二零零八年九月一十七日
一、 工程簡介
本工程是鎮江沿江高等級公路汙水管網過河管道，採用dn400pe管。長約50公尺。地質主要為淤泥質土，含水量較高。
二、施工主要佈署
（一）、定向鑽進工藝簡介
定向水平鑽機是近些年來得到迅速發展的一種非開挖施工裝置，水平鑽機牽引法施工一般分為三步：
①鑽導成孔
利用不定期向鑽進裝置在入口外開始定向鑽進，鑽進過程中通過監測和控制手段使鑽孔按設計軌跡延伸，並從另一端鑽出地表，完成了導孔的施工，鑽孔軌跡的監測一般採用地面步行導航儀。
②擴孔如果欲安裝的管徑較大，不能同時完在擴孔和回拖作業時，必須進行逐級擴孔。根據裝置能力、地層條件和現場情況來確定每擴孔直徑。一般可以採用回拉擴孔。
最終擴孔直徑應比管線直徑至少大205以上。
③管線回拖
在出口處將管線通過回拉和擴孔鑽頭連線到鑽桿上，利用鑽進裝置一邊迴轉一邊回拉，同時通過鑽桿輸送沖洗液到擴孔鑽頭，擴孔回拖過程必須連續進行，中間不許有長時間的非作用停頓。
（二）、鑽孔工藝引數的確定
鑽孔工藝引數主要是指鑽桿頂推力、鑽壓、轉速和沖洗液流理等，而鑽速、扭矩、幫浦壓等也是非常重要的技術指標，這些技術指標因鑽進方法不同而不同。
1、頂桿力的確定
要使頂桿能夠順利穿越土層，而不使頂桿破壞，既要考慮桿身側面與土之間的摩阻力，又要考慮土對桿頭的端阻力。根據施工經驗，在頂桿入一定深度之後，杆端土阻力遠比頂桿總頂力小，因此可以忽略杆端土阻力，用桿與土之間的總摩阻力代替杆的總頂力進行計算。
2、鑽壓的確定
鑽壓是保證鑽頭有效破岩的必要條件。鑽壓的大小直接影響破岩方式和鑽進效率。一般土層選擇片狀硬質金鑽頭，每片切削刃上壓力400n~600n。
3、轉速/鑽速的確定
一般情況下，鑽速和轉速成正比。轉速的確定與岩土的性質、裝置能力、鑽柱正動振動、孔壁穩定性以及泥漿的潤滑減阻條件等密切相關。原則上在裝置能力和鑽桿質量等完全滿足安全的條件下，小直徑鑽孔可以開較高轉速，淺鑽孔可以開較高轉速，孔壁穩定性好可以開較高轉速，直孔可以開較高轉速，否則應適應降低轉速。
4、沖洗液量的確定
沖洗液的主要作用是清除孔底岩屑、冷卻鑽頭、保護孔壁和潤滑減阻等。沖洗液量的確定道先應以能充分清除孔底巖粉為主要依據。所有的岩屑必須經過沖洗液攜帶至地表，在沉澱池或採用除砂裝置進行清除，不許再次被送入孔內。
因此，必須考慮泥漿的攜粉能力和在鑽桿與鑽孔之間的環隙流速，確空在流速最低的孔段也能有效地攜帶巖粉。
（三）、工期目標
我公司計畫工期日曆日15天。
（四）、施工現場組織與安排
a)現場施工組織網路（見下頁附圖）
b)現場施工人員安排
三、 施工方案
（一）、導向坑、下管坑的設定與製作
導向坑、下管坑是為鑽機進行鑽進工作和管道回拖提供入口和出口。根據鑽機的型號確定導向坑的長度為6-15公尺（主要根據管道的埋深確定）。下管坑長度為10-25公尺（根據管材和埋深確定）。
導向坑和下管坑開挖的寬度1.0~2.0公尺，深度在0~2.
0公尺範圍，主要在破除道路的結構層並儲存鑽液和觀察鑽進過程。土質條件好的情況下一般不支撐，如遇到土質較差採用木板支撐。
（二）、導向鑽孔
1、鑽進線形控制及測量
①測量儀器配備與檢驗
拖管施工需要進行三維動態測量，其精度要求較高，必須採用精度高、效能優良的測量儀器。為此，必須配備2」級經緯儀和ds3水準儀。拖管施工測量所使用的儀器、附件須及時送質檢單位檢驗，做全面鑑定並在使用過程中經常進行檢查。
②控制測量
a、平面控制
(a)確保長距離井間拖管貫通，橫向、豎向誤差小於50mm，在兩端頭井附近埋設地面導線點，利用空導點和地面導線點，以導線測量形式，將平面控制成果引測到施工現場。
(b)用空導點和地面導線點建立平面控制網。導線測量採用set2b全站儀，方向觀測6測回，測角精度±1」，測距6測回，雙向觀測，測距相對誤差≤1/80000，對觀測結果進行平差。
a、高程控制
(a)利用施工區域附近的已知高階水準點，布設二等水準路線，將高程引測到工作井附近，並設立施工高程控制點。
(b)水準測量採用ds3型水準儀配合準尺進行，往返觀測。
(c)地面高程傳遞到井下時，可用鋼尺垂直懸掛，下繫線錘，然後地面、井下兩台水準儀同時觀測。井下布設乙個地下起始高程控制點。
c、地面沉降觀測
(a)地面沉降點在路面用道釘埋設，特殊要求的構築物用紅三角標記。
（b）地面沉降觀測施工中每天進行，沉降量控制在20mm以內。
d、鑽進姿態測量
（a）保證鑽機嚴格按設計軸線推進，必須及時監測鑽頭動態資料。從而調整鑽進各施工引數，指導鑽頭正確、安全推進。
(b)在鑽頭後端安裝探棒，地面操作人員採用跟蹤接收器進行監控，鑽機操作人員根據反饋的資料進行操作。
2、鑽進施工
鑽機進入場地後，首先調整鑽機的入地角度（一般佔機入地角8~12%）並固定機架，做到平穩]、牢固。鑽機、入土點和出土點成一條直線。
在鑽進過程中，適當地起運第一根鑽桿是非常重要的。在確信鑽液系統已經開啟並可以給鑽機提供鑽液後，將鑽頭轉向朝下的位置，馬克定位儀顯示鑽頭指向6點鐘的位置，開動鑽液幫浦。鑽頭噴嘴中有鑽液流動後，才開始朝前推進並穿透地面。
第一根鑽桿鑽進過程中必須做到維持預設斜度，沒有任何轉向地直鑽。填加另一根鑽桿之前，維持該鑽桿轉動直到將鑽頭拖回導向坑，繼續旋轉再將該鑽桿送回地下。鑽機操作員觀察鑽液流量情況，保證鑽液流動慢卻連續的鑽液回流至坑內，防止新增一根新鑽桿後因缺乏鑽液可能導致鑽孔中區域性乾燥而增大鑽進阻力。
鑽進開始後，定位員根據設計的鑽進曲線決定鑽孔的斜度、深度。定位員和鑽機操作員之間及時聯絡，通過導向儀反饋的資訊來調整鑽桿的斜度和鑽頭斜板的位置。鑽進過程中，遇到土質變化或有障礙存在都會在鑽壓表和鑽液壓力表上反映，因此操作員認真觀察各種壓力的變化，有助於及時發一異常情況，調整鑽進速度，確保導向鑽進的成功。
在鑽進過程中，對於每根鑽桿重複鑽進是值得推薦的，因為為有利地在鑽孔中維持環形空間也有利於充分混合泥土，並且鑽液可以流過整根鑽桿。
鑽桿從導向坑進入按照設計軌跡順利地從下管f坑內穿出，整個導向鑽進過程結束。鑽進過程中監控鑽進壓力和觀測流入導向坑內的土壤型別並做好記錄，為在擴孔時是否需要更改鑽液提供資訊。
（三）、擴孔和拖管
1.擴孔
由地本工程採用的管道管徑400mm，因此擴孔採用逐級擴孔的方法。根據土質的情況逐級擴孔順序為：φ180、φ250、φ320、φ400、φ500。
擴孔過程中，每個擴孔頭在擴孔後都要迴圈擴孔一至兩次，保證孔道內泥漿護壁良好和清理孔疲乏內的鑽屑。
擴孔過程中關鍵是要控制好鑽頭的轉速和回擴速度，由於本工程每次鑽進長度較長，鑽進過程中可能遇到多種土層，困此控制好轉速和回拖速度是防止塌孔和卡鑽的關鍵。本工程中配置的鑽機型號均為大型機械，裝置的極好扭矩和回拖力遠遠大於實際情況，只要在回擴過穭中有效地控制速度，防止鑽具在不良土質情況時產生彈性振動，完全可以順利地完成擴孔工作。
擴孔完成即可進行施工作業。本工程使用的管材主要是hdep管（實壁）
2、連線
回拖時擴孔器和管道之間的連線非常重要，擴孔順和管道之間採用萬向節和定製的拖頭連線，安裝時必須嚴格檢查，萬向節的各個鍵銷安裝要到位，保險裝置不能缺少。拖頭與管道的連線要牢固和密封，採用對銷進行加固，管道和拖頭之間的空隙用填充料填實，防止在回拖過程中泥漿的滲入。
3、焊接
本工程中管道之間的連線採用的是電溶焊接工藝，管道連線時必須做到每個介面嚴格把關，hdep管的電溶焊接必須達到設計要求，目測檢查介面套箍收縮均勻無空鼓。
4、進洞措施
由於管道的自重很大且管道拼裝後整體性很好，因此管道進洞時不可能按照預定的軌跡進洞。在回拖進洞時採用汽車吊將管道部分吊起，讓擴孔器連線的管道頭部自然下垂，使管道軌跡和進洞趨勢滿足設計要求後在進行回拖施工。
3、泥漿的配置
泥漿的作用是懸浮和攜帶鑽屑、潤滑和冷卻鑽頭鑽具、穩定孔壁、平衡地層壓力、發揮水力效能、傳輸動力。本工程中穿越的地層比較複雜，因此施工時採用的泥漿型別按照地質情況進行配置。
（四）、技術措施
1、塌孔的現象
（1）泥漿的粘度、切力、密度、含砂量皆增高，幫浦壓忽高忽低，有時分突然蹩幫浦。
（2）孔口返出的岩屑量增多，砂樣混雜，與鑽屑不同。
（3）回拉外具有遇卡現象，泥漿迴圈過程中環空突然堵塞，造成蹩幫浦或卡鑽。
（4）泥漿效能不穩定，變化快。
2、塌孔的危害
孔壁不穩定就會出現孔壁坍塌，輕者會浪費很大的人力、物力和施工時間，嚴重時會造成卡鑽甚至使導向孔報廢或埋管。
3、塌孔的原因
1）工程地質不文地質方面的因素
非開挖鋪管施工的地層主要在淤泥等地層均為不穩定地層，當泥漿液柱壓力補足以平衡地層壓力時，就會發生塌孔。另外，在鑽進時土層一旦被鑽開，孔壁岩土所產生的應力與泥漿液柱壓力產生乙個壓差，此值若大於岩土的屈服強度，就會產生不同程度的剝落、掉塊和坍塌，在泥漿的浸泡下為些現象會更趨嚴重。
2）機械或物理因素
（1）泥漿液流的沖蝕。液流的沖蝕的能力及其對塌孔的影響，取決於液流的流態和液流的速度，若泥漿呈紊流狀態且流速越高的流液，對泥皮及孔闢的沖蝕能力越大。大幅度降底粘度和切力之後出現塌孔的主要原因應在於此。
（2）回拉擴孔（回拖鋪管）過快，開幫浦過猛，都會產生孔內液柱壓力激動，使孔內某點瞬時液柱壓力過小，造成孔壁岩土受力不均而產生塌孔。
（3）當導向孔跡有曲率較大時，鑽具或鑽頭（回擴頭）迴轉不斷碰撞、擠壓孔闢及鑽頭鑽具攪動泥漿沖蝕孔壁等因素，皆能促使孔壁坍塌。
（4）因上部地層漏失或地下鑽款灌好泥漿以及地層湧，地層壓力釋放，孔內液柱壓力降低，導致辭塌孔。
（5）泥漿及濾液對孔壁岩土的長時間浸泡，降低岩土內聚力和內麻擦角，也會發生塌孔。
（6）當鑽進地層含有泥頁岩時，泥頁岩的水化膨脹和裂解是造成塌孔的關鍵。
4、塌孔的預防和泥漿型別
（1）阻止泥頁岩吸水，防止泥頁岩不穩定。具體應滿足以下兩個條件：①泥漿液柱壓力≥沁頁岩的孔隙壓力；②儘量減少水進入孔壁岩土或孔壁兩邊的水滲出。
（2）對於地質因素造成的塌孔可以提高泥漿密度，以較高的液柱壓力來平衡岩土側壓力和垂直壓力。但是，若地層鬆散或破碎嚴重，則提**度出不會奏效，只有用高屈服值（動切力）和較大的動塑比（動切力和塑性粘度的比值）比值的泥漿鑽進和迴圈。
定向鑽施工方案
本拉管工程分為河濱路汙水幹管及文州路汙水幹管管網兩處，主要包括de600聚乙烯hdpe實壁管 de500聚乙烯hdpe實壁管 de300聚乙烯hdpe實壁管 de300聚乙烯hdpe雙壁波紋管,全線共1550m,其中拉管部分1520m 河濱路汙水幹管管網總長度874.2m，主幹管d600全長844....
定向鑽穿越施工方案
興二聯至興四注汙水管線 定向鑽穿越工程施工 方案建設單位 興隆臺採油廠 編制單位 盤錦弘宇建築安裝 編制日期 2014年12月23日 目錄一 工程概況3 二 管線穿越方式及施工條件3 三 工程量3 四 施工組織機構4 五 施工平面布置圖4 六 施工技術措施5 七 定向鑽施工工藝及措施6 八 質保體系...
定向鑽穿越施工方案
熱力管線頂管工程 編制單位 吉林市捷通順勝達管道工程有限責任公司 編制日期 2011年4月20日 目錄一 工程概況3 二 管線穿越方式及施工條件3 三 工程量3 四 施工組織機構4 五 施工平面布置圖4 六 施工技術措施5 七 定向鑽施工工藝及措施6 八 工期計畫8 九 質保體系8 十 hse體系1...