顶管施工方案(1)

顶管施工方案

一、工程概况：

S324线K28+642处施工工程概况如下：

1、工程名称：乌伦古河临时供水工程T1施工供水管线S324线

K28+642处穿越施工

2、穿越地点：S324线K28+642处

3、拟穿越方式：本次穿越拟采用非开挖水平定向钻工艺穿越敷设。

4、预计工程量：穿越长度为36米。穿越套管选用DN400mm、壁厚7mm的钢管。

5、穿越地质：根据勘探结果显示该段地形略有起伏、相对开阔，为丘陵地貌，表层为第四系全新统洪积碎石土层，厚度一般0.2-0.4m，土黄色—青灰色。结构松散，含植物根系，局部土层中含盐量较高，见有盐碱析出。下覆青灰色泥盆系凝灰质砂岩，挖深2.5m左右，均无地下水。

勘察期间，场地无地下水。根据相关区域资料，地下水水位随季节变化，一般年变化幅度为0.30-0.70 m，如若出现地下水，施工单位在施工时应注意降水，保证工程的安全实施。

管线工程穿越的S324线K28+642处的管道埋深均按照自然地面1.7m 控制，项目区域内标准冻土深度参照当地最大冻土深度1.9m，因1.7米以下为岩石，无法使用水平定向钻施工，由管线单位后期回填后盖帽处理。

S324线K28+642处施工工程概况如下：

1、工程名称：乌伦古河临时供水工程T2施工供水管线G216线

K298+460处穿越施工

2、穿越地点：G216线K298+460处

3、拟穿越方式：本次穿越拟采用非开挖水平定向钻工艺穿越敷设。

4、预计工程量：穿越长度为42米。穿越套管选用DN400mm、壁厚7mm的钢管。

5、穿越地质：根据勘探结果显示该段地形为河谷地带，北岸陡峭，第四系土层覆盖较薄，南岸较缓，第四系土层覆盖较厚，相当于部分分布为第三层泥岩。河谷地带地表为第四系冲洪积砂土覆盖，下伏沙砂石，厚度由几米至十几米不等。

勘察期间，场地无地下水。根据相关区域资料，地下水水位随季节变化，一般年变化幅度为0.30-0.70 m，如若出现地下水，施工单位在施工时应注意降水，保证工程的安全实施。

管线工程穿越的G216线K298+460处的管道埋深均按照自然地面下1.7m控制，项目区域内标准冻土深度参照当地最大冻土深度1.9m，因1.7米以下为岩石，无法使用水平定向钻施工，由管线单位后期回填后盖帽处理。

二、施工总体部署

2.1质量及安全目标：

确保单位工程一次合格率100%，施工安全零伤亡、零事故，认真贯彻“安全第一，预防为主，以人为本”的方针，全面落实安全生产管理制度，实现安全生产无重大事故。

2.2 工期及施工进度安排：

1、工期：自开工之日起5日内

2、施工进度安排：详见施工进度计划表

2.3 总体部署

本次拟穿越公路施工，管道拟呈90º正交穿越公路，操作面及导向坑设置于公路一侧，导向坑需采用人工开挖，在公路另一侧开挖回拖接收坑。导向钻进时水平定向钻入钻角设定为18º，在导向坑18米以外提前入钻，进入导向坑前调平，套管穿越段水平外进，采用三级扩孔：DN200扩孔，DN300扩孔，DN4000扩孔，用DN400清孔一道，一次性回拖成功。

2.4 组织机构及职责分工

成立水平定向钻穿越施工机组，负责本次穿越施工组织工作。

机组长：黄永刚

安全员：吴首成

特种操作手：机手1名、导向手1名、泥浆手1名；

普工人员：4人

2.5 拟投入本工程的主要机具及钻机主要技术参数

1、施工机具及检测仪表配置表

注：表中所列机具及检测仪表均经年检，性能良好满足生产要求。

三、水平定向钻穿越施工原理及施工技术：

3.1施工原理：

A、定向钻进敷管施工法是在不开挖地表面的条件下，利用导向钻进技术先钻出导向孔，再经过反复回拉扩孔直至达到孔径要求，最终通过回拖敷设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工方法。

B、选用设备的主要原则是：根据施工需求设计或选择一定拉力范围

的钻机，然后将钻机输出的扭矩和钻杆的参数及配套泥浆泵量作为关键参数进行对比，同时考虑发动机持续功率的大小。

C、全液压工程钻孔机的调速方法有以下三种：

1）节流调速控制回路，由流量阀改变进入或流出执行元件的流量来实现调速。

2）容积调速控制回路，即通过改变变量泵的供油量或改变液压马达排量来实现执行机构的调速。

3）分合流调速控制回路，有两泵三速回路和分流阀回路两种形式。

D、钻机的保护设计，非开挖钻机设计时，需要考虑钻机本身的安全和司转人员的安全。如支撑油缸的自锁设计，保护钻杆丝扣的动力头浮动机构设计以及防碰地下高压电缆的感应线圈设计。

3.2 施工技术方案

本方案似采用水平定向钻拖管法对全线管道进行施工，拖管施工对场地的要求主要是在管道熔接时，需要有场地摆放管道，两井的前后（出钻和入钻方向）无障碍物，方能满足施工段的正常拖拉。

3.2.1 施工工艺

水平定向钻进铺管的施工顺序为：地质勘探、规划和设计钻孔轨迹、配制钻液、钻先导孔、回拉扩孔、回拉铺管。

3.2.2 关键技术

（1）地层勘探及地下管线探测

地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况，为选择钻进方法和配制钻液提供依据。其内容包括：土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。可采用查资料、开挖和钻探方法获取。

地下管线探测主要了解有关地下已有管线和其它埋设物的位置，为设计钻进轨迹提供依据。一般采用物探法，按其定位原理分为：电磁法、直流电法、磁法、地震波法和红外辐射法等。

（2）钻进轨迹的规划与设计

导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。钻孔轨迹的设计主要是根据工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位置、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等，给出最佳钻孔路线。

目前我单位有制造商提供钻机轨迹规划设计软件，通过采集所需的全部信息，利用计算机进行最优化钻孔轨迹。大大提高了轨迹的科学性和施工效率。

（3）配制钻液

钻液在施工中起着非常重要的作用。钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土（或沙石）屑混合，悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体，而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。钻液具有冷却钻头（冷却和保护其内部传感器）、润滑钻具，更重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。

在不同的地质条件下，需要不同成份的钻液。钻液由水、膨润土和聚合物组成。施工中用水做钻液的主要成份，膨润土和聚合物用做钻液添加剂。钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。

本工程施工中施工人员配制适合地层性能的钻液，在类似工程中我们已能够熟练正确使用钻液。特别是当施工中遇到不同地层时，能及时调整钻液的性能以适应工程要求。

（4）钻导向孔

钻导向孔的关键技术是钻机、钻具的选择和钻进过程的监测和控制。可根据不同的地质条件以及工程的具体情况，选择合适的钻机、钻具和钻进方法来完成导向孔的钻进。

导向孔施工钻具具有钻孔、变向、通磁和输送钻液的功能。通过人机协调控制，严格按已设计的轨迹完成导向孔施工。钻孔施工是以高压钻液射流和钻头板切削共同完成的；钻头板以及安装板上的钻牙，在钻头