牵引管施工组织设计

1.1 工程概况：
京沪高铁丹阳北站站前广场及站前道路广场至前艾东路路西侧污水管道，采用牵引法进行施工。

1.2 牵引法施工工艺的选择
京沪高铁丹阳北站站前广场及站前道路广场至前艾东路路西侧污水管道在机动车道路边。

原计划采用明开挖施工，采用密扣拉森钢板桩支护。

根据地质报告，该段地质情况较为复杂，地下水丰富。

管道位置土层为人工填土及淤泥、淤泥质土，边坡稳定性差。

管道埋深在地下6 米摆布。

刚好处于砂层表面，砂层含水量较为丰富，而且为强透水层，极容易产生管涌和流沙现象。

即使采用钢板桩支护一但发生管涌现象，仍会对附近造成地面下沉。

这样势必使离基坑边不到2 米的机动车道路面沉降开裂，造成不可估计的损失。

根据现场管线探测和摸查，在HDPE 管顶右侧有一条与它同线埋设雨水管道和给水管道。

鉴于以上理由该段原明开挖施工方法不可行，固改用对周边土体影响小，施工工期短的牵引法施工。

2、水文情况
在本工程范围内地下水位埋藏较浅，在勘测期测得的水位埋深为 1.80 米~ 2.2 米。

勘察范围内地下水主要为賦存在淤泥质砂层及冲积砂层。

冲积砂层透水性和富水性较好，为强透水含水层。

3、主要工作量
名称
HDPE
HDPE
HDPE
HDPE
污水检查井
规格
污水部份
DN300
DN400
DN500
DN600
单位
m
m
m
m
座
数量
280
1086
435
260
65
序号
1
2
3
4
5
2.1 工艺流程
牵引施工的工艺流程为：施工准备→打导向孔→扩孔、成孔→牵引管道→砌检查井→验收→清场
1、准备工作
前期调查：进场后调查施工范围内地下管线情况，摸查清晰后才干进行施工。

方位定位：根据施工图纸，进行测量放样。

并根据施工范围的地质情况、埋深、管径确定管材和一次牵引的管道长度，并设计好钻杆轨迹。

2、打导向孔
首先将探测棒插入导向头内，导向头后端与钢管连接，然后用顶管机给钢管施加压力，推进导向头，将导向头打入地下；导向仪可随时接收导向头的方位与深度，顶管机可根据此信息及时旋转导向头，使导向头随时改变深度和方向，在地下形成一条直径为100mm 的圆孔通道，孔道中心线即为所需敷设管道的中心线。

3、扩孔、成孔
在孔洞形成后，将导向头卸下，装上一钻头，钻头孔径比孔洞大1.5 倍，然后将钻头往回拖拉至初始位置，卸下该钻头，换上更大的钻头，来回数次，直到符合回拖管道要求。

为了防止塌孔，在注射的水中加入外加剂，该外加剂有固化洞壁。

润滑钻杆等作用。

4、牵引管道
钻孔完成后，将管材按连接成需要长度，将管材两端封闭，一端与钻头相连，将其一次性拖入已形成的孔洞中，即完成整个埋管工序。

5、砌筑检查井
牵引管施工完成后需要进行检查井施工，在牵引管末端砌筑检查井。

6、验收
根据设计及验收规范进行闭水试验等验收工作。

2.2 管材的选择
本工程将选择(HDPE)双壁缠绕管，该管材符合以下要求
1、抗外压能力强，能承受较大拉力的管材。

2、具有较好的柔韧性，能较好的适应沉降，从而提高管道的抗震能力。

3、单位分量轻。

在牵引过程中减少与孔壁的磨擦力，提高施工效率和节约成本。

3.1 施工准备工作
1、地下管线测量：
a ．图纸校核：到规划局查阅工程施工地点的管线布置情况，并在现场进行校核，在现场找出图纸标示的管线。

b．现场探测：利用地下管线探测仪器对地下管线的分布、位置、走向、管径进行调查探测。

c ．联系管线单位：主动联系各管线单位到现场确认和交底。

d．管线调查清晰以后，按照供水管顶进的路线描绘地下管线和地下障碍物的布置图。

2、钻杆轨迹设计
根据地下管线布置图设计钻杆的钻进轨迹。

轨迹包括两个部份，造斜段和铺设段。

因为该段管为重力流截污管，必须按设计流水标高埋设，埋深的按照设计提供的流水标高确定。

造斜段：
1．造斜段距离L：
L＝[h(2R1-h)]0.5
式中：h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1200d,代入数据计得L＝22 米
2．钻杆入射角a：
a＝0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}
式中各字母意义同上式，计得a＝41o。

3.2 工作坑施工方案
每段牵引需要挖掘2 个工作坑，包括入口工作坑、出口工作坑。

均采用机械挖掘，采用密扣钢板桩支护。

入口工作坑是为了检测钻杆的钻进角度和旋转扭动等工作状态而设的工作坑。

在钻机前面6~10 米处挖掘。

尺寸为1.5×6 米，挖深由地面渐变到深4.5 米。

施工工序为：破除路面→打钢板桩支护→挖土→清运余泥→工作坑围蔽。

人工挖泥过程注意不要损坏人行道的地下管线。

出口工作坑是回拖时提供排水管入洞工作坑，出口工作坑尺寸和施工方法与入口工作坑相同。

3.3 钻进技术方案
导向钻机的主要部件为：轮式钻机、操作系统、动力站、液压系统、钻头、钻杆等，对照安装使用规范进行安装。

钻机运到现场必须先锚固稳定，钻机如果锚固不稳，将会发生功率损失或者功率作用在机器身上，造成机器和人的伤害。

钻机是依靠地锚座和后支承与地基固定的，安放钻机前应先平整场地，根据预先设计的的钻机倾斜角度进行调整，依靠钻机动力将锚杆打入土中，使后支承和前底座锚与地层固结稳定。

导向钻进原理：钻机的钻头的一侧为斜面的鸭舌形状，钻头通入高压水射流切割土体，若钻头旋转和加压钻进同时进行，由于四周受力方向均一，钻头呈直线钻进；若只加压钻进而钻头不旋转，由于受到斜面的反作用力，钻头则朝斜面法线反方向钻进，实现造斜钻进。

钻杆轨迹的第一段是造斜段，控制钻杆的的入射角度和钻头斜面的方向，缓慢给进而不旋转钻头，就能使钻头按设计的造斜段钻进。

钻头到达造斜段完成处，接下来的是排水管流水段的钻进。

旋转钻头，并提供给进力，钻头就能沿水平直线钻进，由于在钻头位置安装了最先进的探测仪器，在钻进过程中通过地面精密接收仪器，通过接收仪器数据调整钻头角度，使得钻进按照流水线标高路线前进。

到达出口工作坑，完成钻孔工序。

(一)钻进操作：
1.检查钻机的测量仪器的电源是否充足，不足的更换电池，特殊是探头电池更不可马糊。

2.按照测量仪器使用规范控制仪器。

3.探头装进探头盒内，打开接收机和同步显示器，转动探头盒检查仪器是否正常。

4.把探头盒与钻头接好并连接在钻杆上，开机输送钻进液，检查钻头喷嘴是否畅通。

5.启动机器进行造斜和水平导向钻进。

钻进操作需要注意的事项：
1.钻杆的上、下接头对正，边缓慢给进动力边慢转上扣，，不得拧得过紧。

2.不允许使用弯曲和有伤的钻杆。

3.钻进速度不宜过快，应根据地层条件合理调定给进力。

4.造斜顶进时，每次顶进进尺控制在0.5m 摆布为好，曲线要缓。

5.钻杆内不得进脏物，以免阻塞钻头喷嘴。

6.当机油压力报警指示灯亮时，说明油压不正常，要进行检查。

7.当机油阻塞报警指示灯亮时，要更换机油滤心。

8.改变水泵排量时，先摘开离合器，不得带速换档。

9.当水泵较长期不工作的情况下，应将其变速箱挂空挡，后合上离合器，以保持离合器控制系统中的分离轴承。

10.按规范开动钻机后，不允许即将用全负荷钻进，必须先进行试运转，确定各部份运转正常后，方可开始钻进。

(二)钻头位置监测
钻机随机配有一手提式地表导航仪，用以确定钻头在地底的位置，监测钻头是否偏离设计轨迹。

在造斜段，钻头每钻进10cm 就测一次钻头的位置，在平铺段每隔20cm 就监测一次。

如果发现偏离轨道，就通过调整钻头斜面的方向，进行纠偏。

但纠偏不能太急，因为钻杆毕竟具有一定的刚度。

应该在几根钻杆内完成纠偏，不能在一根钻杆内完成纠偏，同时也要注意不要纠偏过度。

(三)回拉扩孔
钻头到达出口工作坑，钻进工作完成，但是孔径还没有达到铺设要求。

本工程拟多次扩径，第一次扩孔为200mm，第二次扩孔为400mm，如此类推，扩孔到1000mm。

具体操作为：卸下钻头，在钻杆尾端连接孔径200mm 的回扩头，回扩头后面再连接钻杆，开动钻机旋转、回拉扩头进行扩径。

回拉过程中必须不断加接钻杆，始终保持钻杆不能没入孔洞。

扩头回拉到达接驳坑，在接驳坑卸下200mm 的回扩头，再在出口工作坑的钻杆尾端接上400mm 的回扩头，如此扩孔到1000mm。

(四)注浆和泥浆的处理
在钻杆回拉扩径的过程中，必须通过钻杆注入膨润土浆，以减少磨擦，降低回转扭矩和回拉阻力，同时膨润土浆还有固壁防止孔洞塌土、冷却钻头的作用。

更重要的是通过旋转回扩头切削下来的泥土，会溶融在膨润土浆里，形成泥浆，流到出口工作坑的集浆坑里。

集浆坑里放设泥浆泵，把泥浆抽到泥浆池。

3.4 回拉敷设管道
扩孔成功到1000mm 后，可以进行回来管道工序。

在回拖前要进行管线连接的工序，用热熔法将双壁缠绕管连接成与成孔长度相当的管道。

准备好后，将管道与扩孔器相连，回拉将管道牵引进孔洞内。

3.5 检查井
检查井采用人工挖孔护壁作业法进行砌筑。

放样放出检查井位置后，采用逆作法，开挖到管道位置后再进行砌井工序。

井壁和护壁之间空隙用水泥砂浆填补。

检查井砌筑时人工挖孔护壁的尺寸和护壁结构图见附录。

检查井施工工艺流程：
准备工作→开挖土方→扎钢筋、支模→砼浇注→砌筑检查井(包括回填M10 沙浆) →浇注盖板及吊装→安装井盖及路面恢复
(1)准备工作：根据已完成顶管的轴线，在路面上定出井的位置及检查井(拍门井)施工所需的尺寸(《检查井施工示意图》、《截污井、拍门井施工示意图》)，然后进行围蔽和破除砼路面施工。

(2)开挖土方：破除路面后，便进行井的基坑开挖，挖土通过三脚架和卷扬机运上地面。

根据《检查井施工示意图》，人工分层进行开挖(每开挖一层，便完成一层护壁的浇注，然后再进行下一层基坑土的开挖。

采用人工开挖时，必须先开挖基坑中心范围，然后再对称挖掘周边泥土，最后进行护壁范围的泥土挖除及修整。

在挖土过程中，要注意及时抽水，以防基坑泡水。

人工挖掘土时，现场必须有专人负责观测土体、护壁的变化，以及地下水渗漏情况，发现异常即将组织疏散作业人员，并及时分析问题、处理问题。

当开挖到HDPE 时，由于考虑到牵引过程中对土体产生扰动，则采用长1.0 米，尾径不小于10CM 木桩垂直四侧侧墙打如土体，进行加固，木桩间距为0.5 米，成梅花桩分布。

人工护壁施工至顶管中心线以下40cm (检查井)或者50cm(拍门井)。

(3)绑扎钢筋及模板
施工时，每一层钢筋必须预留足够的搭接长度，具体尺寸按照《检查井施工
示意图》、《截污井、拍门井施工示意图》进行施工。

护壁砼采用C30，施工护壁时，混凝土要振捣密实，特殊是对上下层接口
处的砼振捣，且层与层的砼搭接高度必须大于5cm。

每层混凝土浇注时，下混凝土位置要对称，浇注砼高差不能超过40cm。

护壁施工到设计坑底标高，坑底打设木桩对地基进行加固处理(管底除外)，木桩
各技术参数和施工要求参照原设计图纸和工程洽商。

用钢筋砼封底后，用切割机
将检查井内的HDPE 管中心线以上部份砌除，下部份作为流槽。

(4)检查井砌筑
根据通用图要求，从管顶以上50cm 处往下到井底，为砌筑48cm 砖墙，从管顶
以上50cm 处往上，砌筑36cm 砖墙。

检查井砌筑完后，及时进行批荡，并将检
查井壁与护壁之间的缝隙用石屑进行填充，用水冲实。

以下为检查井砌筑的技术要点：
(一)、管道安装后即可进行检查井的砌筑。

砌筑前将井位基础面洗刷干净，定
出井中点，划上砌筑位置和砌筑高度，以便操作。

(二)、砌筑检查井所用的砖，质量应符合设计、规范要求。

砌砖前，让砖吃透水，表面润湿。

砖搬运小心堆放，避免不必要的破损。

(三)、砌筑圆井，注意圆度。

挂线校核内径，收口段要每层检查，看有无偏移。

在井下部干管伸入处，特殊是管底两侧，用砂浆碎砖捣插密实，其余逐层将砖砌
包妥当，务使不渗漏。

(四)、砌筑圆形检查井避免上下层砖块对缝。

检查井内外批档，每砌筑50cm 高即批档一次，做到随砌随抹灰，以减少砌井过程中的抽排水量。

(五)、HDPE 双壁缠绕管伸入检查井内的部份，应剪切到与内壁齐平。

(六)、各种井每天的砌筑高度，不超过2m。

每天砌筑结束时，清除跌落在井内
的灰浆砖碎。

整个井砌筑完成后，清除井内脚手架、垫脚砖、暂时堵水基或者导槽，并封堵脚手眼。

(七)、井砌完后，及时装上预制井环，安装前校核井环面标高与路面标高是否
一致。

无误后，再坐浆垫稳。

(八)、HDPE 双壁缠绕管与检查井的连接可采用中介层法。

即在管材或者管件
与井壁相接部位的外表面预先用聚氯已烯粘接剂、粗砂做成中介层，然后用水
泥砂
浆砌入检查井的井壁内。

中介层的做法是先用毛刷或者棉纱将管壁的外表面清理干净，然后均匀地涂一层聚氯已烯粘接剂，紧接着在上面甩撒一层干燥的粗砂，固化10~20min，即形成表面粗糙的中介层。

中介层的长度视管道砌入检查井的长度而定，可采用0.24m。

(九)、检查井底板基底的砂石垫层应与管道基础垫层平缓接顺。

管道位于软土地基或者低洼、沼泽、地下水位高的地段时，检查井与管道的连接，宜先采用0.5~ 0.8m 的短管采用中介层法与检查井连接，后面接一根或者多根(根据地
质条件) 长度不大于2.0m 的短管，然后再与上下游标准管长的管段连接。

3.6 闭水试验
污水管安装以及检查井砌筑完成后，进行闭水试验。

截污干管则每3 个井段进行一次闭水试验。

闭水试验如未能通过，应立即将管内的水抽干，子细检查渗漏原因，并修补。

一、施工进度计划
本次工程根据实际情况拟一段牵引长度为三个井段即90 米长。

每段作业时间约一周。

采用两台牵引设备进行.每周完成180 米，整个工程为流水作业，完成一段牵引后即将进行下一段牵引，并开始进行完成牵引段底检查井施工，和恢复路面施工。

二、主要机械设备需用计划
在本工程施工中，我单位将分批安排技术先进、性能优越并且满足施工进度要求的机械设备进场施工。

主要机械设备需用计划
序号机械名称型号数量单位
1 水平工程钻机
2 台
2 泥浆系统2 台
3 排污泵3PNL
4 台
4 发机电组4 台
7 定向探测仪2 台
21 电热熔机20T/50T 2 台
一、施工围闭
在进场开挖前使用市政标准围蔽进行，并砌砖30cm，防止施工污水流出马路污染周边环境。

并做到以下几点：
(一) 在工地的首尾端按规定挂放施工占道许可证。

(二)在工地的首尾端或者与其他道路的交汇处安放施工告示牌和交通导向牌。

(三)在施工范围进行全封闭施工，夜间设警示闪灯。

(四) 在施工范围内安排专职巡查员，负责疏导交通和维护文明施工设施。

(五)开工前对现场施工人员进行文明施工生产教育。

开挖前,张贴安民告示,广泛宣传,争取泛博市民对施工的谅解和支持。

派人定期清扫，确保工地周围环境卫生。

及时清扫运土车撒落在非施工区内的淤泥。

二．机具材料管理
(一)材料进场后进行分类并指定地方堆放，保证施工现场道路畅通，场地整洁，并按照ISO9002 文件有关要求进行标识。

(二)施工机具统一在确定场所内摆放。

(三)所有施工机具都必须保持整洁机容，每天进行例行保养。

三、散体物料的管理
(一)所有运输散体物料的运输车均应符合××市对散体运输车的规定，不污染城市道路。

(二)在工地出口处设简易洗车槽，将准备驶离施工现场的车辆清洗干净。

(三) 自行办理余泥排放许可证，将余泥运至指定地点堆放，所有散体物料运输车辆都保持整洁。

四、环保措施
(一)控制噪声，减少施工机械、施工作业、施工运输车辆特殊是夜间施工所造成的对附近居民的影响，进行夜间施工时，采取必要的减噪措施，同时报经主管部门批准。

(二)加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械、运输车辆作业时所产生粉尘进行控制，并定期对施工现场周围地面进行淋水，减少灰尘对周围环境的污染，同时做好对城市绿化、地下管线、地下文物的保护。

施工前组织图纸会审，熟悉图纸，对整个工程项目的施工作业全过程中可能浮现的问题作充分的预估，并就可能浮现的各种问题作出相应的防范措施，对可能影响得到的构筑物，地下地上各种管线。

进行详细的工程安全技术交底,每一个部位,工序施工前,均进行相应的技术交底,严格按照三级安全技术交底的要求,使各级施工人员清晰掌握各工序的安全技术要求要求, 以及施工工艺和技术规范,做到心中有数,确保施工过程中的施工安全。

1、安全用电措施
严格用电管理，现场暂时电路线按《施工暂时设施用电安全技术规范》要求布设，必须由持证的专职电工上岗操作，不得任意拉接电线和电器设备，采用三相五线制的供电系统，各类电器设备均安装安全保险装置，严格执行一机一闸一漏电保护开关，对电力路线、电器设备时常检查、维修调整并做好测试、检查、维修记录。

2、管线保护
用仪器探测与实际开挖探测相结合摸清管线具体位置，绘制管线分布图。

在开挖前参加业主监理组织的管线协调会议。

根据管线单位提供的管线情况和实际情况进行有效的管线保护措施。

在管线位置设置明显的警示标志。

并在该段开挖时，全过程有管理人员旁站指导。

在开挖过程中遇到不明管线即将通知上级处理。

3、建造结构物及管线保护措施
施工中需要严格确保管坑和工作井周边的道路路面的稳定，以确保附近房屋建筑结构物的稳定。

在施工过程中注意观测管坑和工作井及周围地面的沉降，发现异常情况要及时提出、及时处理，以保安全。

(1)、对施工范围内和周边房屋建造物等要进行施工前鉴定，必要时进行支撑或者加固。

(2)、施工过程中对房屋及其支撑进行检测。

(3)、对确实属于危房的房屋，联系有关房产部门进行有关技术上的鉴定，同时进行住户的暂时搬迁。

(4)、施工前先摸查周边房屋的层高、结构、地基基础的情况，并有针对性地对以有裂缝进行拍照，采用贴砂纸标识，若砂纸开列，即将住手打拉森钢板装，查
明原因消除隐患再继续施工。

3、交通安全
派专人在施工机械调头及作业人员进入施工现场的路上维持交通、设置围栏，禁止非施工车辆及行人在施工内调头或者停置。

施工范围设置围栏，严禁行人及非施工车辆进入施工现场。

在人流密集的地段张贴导向示意牌。

4、各施工安全措施
4.1 拉森桩打、拔施工安全措施
(1) 打拔拉森钢板桩时要注意周围环境防止打桩机臂碰到附近上空电线或者建筑物；
(2) 在打桩时打桩机臂下严禁站人，在吊起拉森桩时防止拉森桩跌落伤人；
(3) 无论在打、拔时都要有专人指挥，统一指挥口令；
(4) 在验明下面没有管线的情况下方能下压钢板桩，避免压断管线；
4.2 土方开挖施工安全措施
(1)人工挖土时应由上而下，逐层挖掘，严禁偷岩或者在孤石下挖土，夜间应有充足的照明；
(2)在深基坑操作时，应随时注意土壁的变动情况，如发现有大面积形象裂缝现象，必须暂停施工，报告项目经理进行处理；
(3)在基坑或者深井下作业时，必须戴安全帽，严防上面土块及其他物体下砸伤头部，遇有地下水渗出时，应把水引到集水井加以排除；
(4)挖土方时，如发现有不能辩认的物品或者事先没有预见到的地下电缆等，应及时住手操作，报告上级处理，严禁敲击或者玩弄；
(5)人工吊运泥土，应检查工具，绳索，钩子是否牢靠，起吊时垂线下不得有人，用车子运土，应平整走道，清除障碍；
(6)在水下作业，必须严格检查电器的接地或者接零和漏电保护开关，电缆应完好，并穿戴防护用品；
(7)开挖时注意附近周围的电线、电缆防止勾机手臂碰到电线导致触电。