非開挖拉管施工方案
一、施工工藝流程
二、基坑開挖
工作坑開挖尺寸根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。工作坑深度根據(jù)拉管流水面高程確定。為保證工作坑內(nèi)干燥和擴孔施工,在工作坑南側(cè)設(shè)泥漿沉淀池,并在池底設(shè)泥漿泵隨時將多余泥漿抽出坑外。
三、鉆機就位
根據(jù)現(xiàn)場實際情況安置鉆機。因坑處土質(zhì)較軟,且拉管距離長,拉力較大,鉆機底腳要安置在20㎝厚C15混凝土平基上,并在平基混凝土內(nèi)預(yù)留∮20鋼筋(地錨)和鉆機焊接緊密,以防地基沉降影響鉆機穩(wěn)定。
四、鉆液的配置
鉆液的好與壞對于拉管施工的成敗起到了極關(guān)鍵的作用。鉆液具有冷卻鉆頭、潤滑鉆具,更重要的是可以懸浮和攜帶鉆屑,使混合后的鉆屑成為流動的泥漿順利地排出孔外,既為回拖管線提供足夠的環(huán)形空間,又可減少回拖管線的重量和阻力。殘留在孔中的泥漿可以起到護壁的作用。
本工程地質(zhì)勘探資料尚未給出,現(xiàn)只能按以往施工經(jīng)驗和對類似地區(qū)地質(zhì)情況的了解,配置鉆進液。鉆液由水、膨潤土和聚合物組成。水是鉆液的主要成份,膨潤土和聚合物通常稱為鉆液添加劑。鉆液的品質(zhì)越好與鉆屑混合越適當,所制造的泥漿的流動性和懸浮性越好,回擴成孔的效果越理想,成功的概率越大。
為改善泥漿性能,有時要加入適量化學(xué)處理劑。***(或純堿)可增粘、增靜切力、調(diào)節(jié)PH值,投入***量一般為膨潤土量的2%。
根據(jù)以上理論,本工程的鉆液配合比確定為:膨潤土20%,轉(zhuǎn)液寶1%,水75%,2%膨潤土重量的***。
五、導(dǎo)向鉆進
鉆機就位后,調(diào)整鉆機導(dǎo)向桿到略高于設(shè)計管位中心高程的位置,水平鉆入土中。在導(dǎo)向鉆頭中安裝***,通過地面***,測得鉆頭的深度、鴨嘴板的面向角、鉆孔頂角、鉆頭溫度和電池狀況等參數(shù),將測得參數(shù)與鉆孔軌跡進行對比,以便及時糾正。地面***具有顯示與發(fā)射功能,將接收到的孔底信息無線傳送至鉆機的***并顯示,操作手根據(jù)信號反饋操縱鉆機按正確的軌跡鉆進。在導(dǎo)向鉆孔過程中技術(shù)人員根據(jù)探測器所發(fā)回的信號,判斷導(dǎo)向頭位置與鉆進路線圖的偏差,隨時調(diào)整。并把調(diào)整數(shù)值記錄在“鉆進位置”相應(yīng)的表格中。
為了保證導(dǎo)向頭能嚴格按照操作人員發(fā)出的指令前進,需要在管道線路初步布點后對控制點進行加密加細。間隔3m設(shè)中線、高程控制點,用木樁做出明顯標志,并在樁點周圍用混凝土砌出護墩加以保護??刂迫藛T嚴格按照點位,操縱儀器。
根據(jù)以往的施工經(jīng)驗,PE管在孔內(nèi)拉動的過程中受重力的作用,會發(fā)生管道下沉現(xiàn)象。因此在本工程中,導(dǎo)向鉆進的鉆進點選擇在略高于設(shè)計管中線的地方。以減低管道自重對高程的影響。
六、擴孔
根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況,采用***式擴孔器。擴孔器尺寸為鋪設(shè)管徑的1.2~1.5倍,即30㎝×1.5=45㎝。這樣既能夠保持泥漿流動暢通又能保證管線的安全、順利的拖入孔中。
本段回拉擴孔鋪管的距離比較長,泥漿作用特別重要,孔中缺少泥漿會造成塌孔等意外事故,使導(dǎo)向鉆進失去作用并為再次鉆進埋下隱患??紤]到地層泥漿較易漏失,泥漿漏失后,孔中缺少泥漿,鉆桿及管線與孔壁間的摩擦力增大,導(dǎo)致拉力增大。因此要保持在整個鉆進過程中有“返漿”,并根據(jù)地質(zhì)情況的變化及時調(diào)整鉆液配比以產(chǎn)生的不同泥漿。
本工程選用的DDW-350型鋪管鉆機有混合攪拌、泵送系統(tǒng)。施工中將水、膨潤土、聚合物等加入混合倉,進行充分攪拌形成鉆液。然后由鉆液泵將鉆液通過中空鉆桿輸送至孔底鉆頭,并與孔中鉆屑混合形成泥漿在孔底流動。因工作坑位于管線上游,雖是水平鉆進擴孔,但孔內(nèi)下游的泥漿不會流失過多。擴孔時只需將2#坑泥漿池內(nèi)的泥漿通過鉆機泵送系統(tǒng)隨時向孔內(nèi)補充。實驗人員需要隨時檢測泥漿內(nèi)各組成材料的配比并及時調(diào)整,反復(fù)循環(huán)使用。
七、管道焊接(電熔焊接)
管道接口質(zhì)量的好壞直接影響到拉管施工的成功進行,因此要嚴格按以下操作步驟執(zhí)行。
a、電熔連接機具與電熔管件應(yīng)正確連通,連接時,通電加熱的電壓和時間符合電熔連接機具和電熔管件的規(guī)定。
b、電熔連接冷卻時間,不得移動連接件或連接件上不得施加任何外力。
c、電熔承插連接管材連接端應(yīng)切割垂直,連接面應(yīng)清潔干凈,并應(yīng)表明插入深度,刮去表面的氧化層。連接前,對應(yīng)連接件,使其在同一軸線上。
d、干管連接部位下端應(yīng)采用支架,并固定吻合。
e、管道連接時,施工現(xiàn)場條件允許時,可在在溝槽上進行焊接。
f、焊接完畢后,檢查觀測孔內(nèi)物料是否頂起,焊縫處是否有物料擠出。合格的焊口應(yīng)是圠唵熔焊過程中,無冒(著)火、過早停機等現(xiàn)象,電熔件的觀察孔有物料頂出。
②熱熔連接:
a、熱熔連接前、后連接工具加熱面上的無污物應(yīng)用潔凈棉布擦凈。
b、熱熔連接加熱時間和加熱溫度應(yīng)符合熱熔連接工具生產(chǎn)廠和管材、管件生產(chǎn)廠的規(guī)定。
c、熱熔連接保壓冷卻時間,不得移動連接件或連接件上不得施加任何外力。
d、管道連接前,管材固定在機架上,取下銑刀,閉合卡具,對管子的端面進行銑削,當形成連續(xù)的切削時,退出卡具,檢查管子兩端的間隙(不得大于3mm)。電熔連接面應(yīng)清潔干凈,刮初表面皮。
e、熱熔對接連接,兩管段應(yīng)各伸出卡具一定的自由長度,校對連接件,使其在同一軸線上,錯邊不宜大于壁厚的10%。
f、加熱板溫度適宜(220&plu***n;10℃),當指示燈亮?xí)r,***好在等10分鐘使用,以使整個加熱板溫度均勻。
g、溫度適宜的加熱板置于機架上,閉合卡具,并設(shè)系統(tǒng)的壓力。達到吸熱時間后,迅速打開卡具,取下加熱板。應(yīng)避免與熔融的端面發(fā)生碰撞。
h、迅速閉合卡具,并在規(guī)定時間內(nèi),勻速地將壓力調(diào)節(jié)到工作壓力,同時按下冷卻時間按鈕。達到冷卻時間后,在按一次冷卻時間按鈕,將壓力降為零,打開卡具,取下焊好的管子。
i、卸管前一定要將壓力降至為零,若移動焊機,應(yīng)拆下液壓軟管,并做好接頭防塵工作。
j、合格的焊縫應(yīng)有兩翻邊,焊道翻卷的管外圓周上,兩翻邊的形狀、大小均勻一致,無氣孔、鼓泡和裂紋,兩翻邊之間的縫隙的根部不低于所焊管子的表面。
k、管道連接時,施工現(xiàn)場條件允許時,可在在溝槽上進行焊接,管口應(yīng)臨時堵封。在大風(fēng)環(huán)境下操作,采取保護措施或調(diào)整施工工藝。
八、拉 管
中水管焊縫和管道強度檢驗合格后,即可進入拉管施工。首先用現(xiàn)場制作的“PE管封套”將管頭密封,然后在管頭后端接上回擴頭,管后接上分動器進行接管,將管子回接到工作井后,卸下回擴頭、分動器、取出剩余鉆桿,堵上封堵頭,進行水壓試驗。
施工時,拉管機操作人員要根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)均勻平穩(wěn)的牽引管道,切不可生拉硬拽。
九、注漿加固
PE管道拉通后,為了避免地面沉降,需要進行注漿加固。由于受場地條件限制,本次采用孔內(nèi)注漿的加固措施。
(1) 拉管施工前在PE管前端連接兩根與PE管同長度的∮25鋼管,與PE管一同拉入土中并一同到達拉管設(shè)計終點樁號。到達終點后,解除∮25鋼管與PE管的連接,在兩根鋼管前面各加一根6m長同直徑的注漿花管。(見步驟1圖)
(2) 移動拉管機到接收坑,和∮25鋼管連接并回拽。每拽入6m,把鋼管和拉管機的連接取消,換成和高壓注漿泵連接。注入1:1水泥、粉煤灰漿液(0.4Mpa),從而置換觸變泥漿,補充PE管周圍的空隙。然后再換再拉,再拉再注,反復(fù)進行。直到把鋼管全部拉出1#接收坑,注漿過程也就全部結(jié)束了。(見步驟2圖
在注漿施工時應(yīng)注意:
a、根據(jù)實際情況每3-6米注漿一次,根據(jù)計算注漿量一定大于泥漿量,注漿時盡量保持不要間斷。
b、當花鋼管拖入地面時一定要用堵頭堵死,防止?jié){液從花管前端流出。
十、安全保護系統(tǒng)
由于施工中的地質(zhì)情況復(fù)雜、距離較遠等特點,在施工中必須設(shè)置必要的安全保護措施,主要有:
?。?)防觸電報警系統(tǒng),一旦地下鉆頭觸及電纜等帶電體后,鉆機發(fā)出觸電報警,此時操作手必須坐在座椅上不得離開,以免觸電。報警解除后,操作人員方可離開鉆機。
?。?)遠距離遙控緊急停機裝置,隨鉆跟蹤測量者應(yīng)時刻保持與鉆機操作手的聯(lián)系,一旦發(fā)生意外應(yīng)及時處置。目前一般采用無線通信聯(lián)絡(luò)方式,有時由于受到當時當?shù)丨h(huán)境的影響這種方式己不能應(yīng)付緊急突發(fā)事件。所以在施工中應(yīng)由隨鉆跟蹤者采用緊急措施停止鉆機工作,待處理完后,由后者解除對鉆機的限制后,方可啟動鉆機。
十一、管件安裝
管道穿越完成后,應(yīng)立即按設(shè)計圖紙位置安裝三通、閥門等管件。