海州水厂+拖管施工方案(共22页)

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1、海州水厂处过蔷薇河拖拉管工程施工方案中铁二十四局连云港输水工程项目部二一三年十二月四日编 制 依 据本施工组织设计依照以下文件、设计资料进行编制：根据江苏华新城市规划市政设计研究院有限公司蓝图设计。施工技术标准及验收规范1、给水排水管道工程施工及验收规范GB5026820082、水平定向钻进管线铺设工程技术规范（中国非开挖技术协会）。一、工程概况 1.1 概况海州水厂处过蔷薇河拖拉管工程位于海州水厂旁。该段下穿蔷薇河,河面宽度为130米,。工艺采用闭口拉法，降水注浆同步进行。确保工程能够顺利完成，把一切可能出现的问题都控制在萌芽状态，遇到问题及时排除，给连云港市百姓一份满意答卷。1.2 主要工

2、程量管道长342mPE100级 DN800一根, PE100级 DN1000一根，埋深在10m-12m之间,设入钻工作坑、出钻工作坑各两个，尺寸为50m3m，由于是闭口拉，由于在城内泥浆需外运，从入钻开始、扩孔、特别是拉管时这一系列过程泥浆需24h不间断外运。由于地质条件复杂，保证能顺利成孔，需增加膨润土、润滑剂、防卡剂配比及加护壁宝。1.3 施工顺序本次拖管施工顺序确定如下：测量放线场地平整 管道运输安装钻机布管调试设备管道焊接泥浆配制管道加固挖泥浆坑清 管钻导向孔扩 孔挖发送沟下管洗 孔 管道与钻机连接回拖管道连接段管道施工拆卸钻机测 径清理场地、地貌恢复二、施工部署2.1各部门职能2.1

3、.1工程组职责（1）按合同规定的施工规范、施工图纸，组织各项技术工作的实施与管理。（2）负责制定施工技术文件、工艺规程和作业指导书。（3）负责施工技术文件的变更联络与实施工作。（4）施工前进行技术交底，落实工程的测量、试验等工作。（5）负责隐蔽工程的检查和记录，负责施工现场签证工作。（6）监督落实施工规范的使用和执行，对工程技术管理全面负责。（7）负责施工进度计划的检查、调整和监督。（8）根据生产实际情况，做好设备的平衡调配工作。（9）负责编制设备的维修保养计划，并负责实施。（10）负责设备事故的调查分析和鉴定工作。（11）负责设备各种统计报表的收集、汇总上报。（12）负责各专业之间的协调、施

4、工总体布置及管理。（13）负责前期与各方协调各种关系,办理所有关于施工及生活证件。（14）组织编写施工计划，搞好计划管理。2.1.2财务采办组职责（1）负责工程流动资金的筹措，工程开支的监控，落实财务制度，防止计划外开支。（2）负责工程成本的控制，工程总费用的监督控制，合同条款的执行监督。（3）负责向业主和监理提供合同中规定的证明文件，及时办理工程款的回收和工程结算。（4）组织制定经济责任制，并负责具体实施。（5）负责本工程的施工材料的采购、定货、运输、保管、发放等管理工作，对于自购材料的质量全面负责。（6）对于业主提供的材料，要建立台帐，同时及时发放到施工现场。2.1.3穿越施工组：负责钻导

5、向孔、扩孔、回拖及其他定向钻穿越施工的附属工作；三、工程施工方案3.1各工序操作事项3.1.1测量放线根据设计交底（桩）与施工图纸放出穿越中心线和施工场地，确保钻机中心线与出、入土点在同一条直线上。3.1.2调查管线及设备安装 根据进行工程探察，本是工区段无地下管线。确定入土点放在海州水厂,出土点安排在蔷薇河南侧、钻机于摆放位置海州水厂侧。钻机进场从三得利啤酒厂,拆除一段围墙后进入场地,另外须将鱼塘靠水厂处填一施工便道，以满足钻机及施工设备的通行。PE管焊接作业场地安排在蔷薇河南侧直埋管道的农地上，满足PE管组对和热熔焊接、回拖要求，施工完毕。3.2定向钻穿越施工方案3.2.1施工工艺钻导向孔

6、5.3.1.A施工工艺A、钻导向孔管道钻孔依据施工图纸，确定穿越入土点位置，并打桩做好标记。根据设计的入土角确定钻机的摆放位置，并使钻机的中心线与穿越向重合。用经纬仪配合控向系统准确的测出该穿越段的地理方位角，根据周围的干扰情况对测得的方位角进行修正。开钻前，提前采集水样，按SY/T 407995的要求进行分析检验，要求含盐量（NaCl）小于1%，含钙量（Ca+）小于120毫克/升，水样合格后进行泥浆的配制，为开钻做好准备。钻机应试运转并调整好适合本次施工的参数，按设计曲线要求钻导向孔，在穿越曲线上每隔10米左右设数据控制点，以此控制导向孔不偏离设计曲线。B扩孔管道扩孔 导向孔钻成后，卸掉钻头

7、及控向系统，安装扩孔器进行预扩孔，根据地层地质情况，确定预扩孔的次数为4次。为使扩完的孔成型较好，扩孔速度不能太快，以实地地质情况为准来控制扩孔速度，泥浆粘度与泥浆注入流速以扩孔的速度和孔内的大小来确定在孔内泥浆的饱和度。最后扩孔完成后进行回拖作业。C、回拖扩孔完成后进行回拖作业。在管线回拖过程中回拖管段与扩孔装置连接时须安装旋转转换器，以减小回拖时管道的扭应力。本次穿越采用DDW-1200型钻机，如下图1所示：图1 DDW-1200钻图2 泥浆马达图3 岩石钻头依据施工图纸，确定穿越入土点位置，并打桩做好标记。根据设计的入土角14，确定钻机的摆放位置，抬高钻机前部，并使钻机的中心线与穿越向重

8、合。用全站仪配合控向系统准确的测出该穿越段的地理方位角，根据周围的干扰情况对测得的方位角进行修正。控向系统如下图4、图5、图6所示：图4 Eclipse InGround Positioning System图5 接收器图6 遥控显示器工作原理如下图7、图8、图9所示：图7 、8工作原理示意图图9 接收器显示界面A、开钻前，钻机应试运转并调整好适合本次施工的参数，按设计直线要求钻导向孔，在穿越曲线上每隔3米左右设数据控制点，以此控制导向孔不偏离设计直线。B、扩孔导向孔钻成后，卸掉钻头及控向系统，安装扩孔器进行预扩孔，根据地层资料及钻进时的地质情况，确定预扩孔的次数为N次级别分别为图10 岩石扩

9、孔器C、回拖扩孔完成后进行回拖作业。管线回拖过程中回拖管段与扩孔装置连接时须使用旋转转换器，以减小回拖时管道的扭应力。3.2.2水平定向钻穿越施工技术保证措施（1）水平定向钻穿越入土角10.654、出土角11.126。穿越时严格按照设计图纸要求施工，确保管道的水平度和深度要求和施工安全。（2）根据不同地质选取不同的钻进速度，选配不同性质的泥浆（泥浆粘度以实际地质情况确定）。（3）本次管道穿越，水平定向钻机施工设备平面布置见附图。按附图要求平整场地，进行地面压实，确保钻机正确就位；按附图进行钻机安装，钻机正确就位后用沉箱固定，确保钻机在钻进和回拖受力后的稳定性。同时并配制泥浆，完成开钻前的一切准

10、备工作。（4）开钻前还认真进行参数标定，确保穿越控向数据的准确，严格控制偏差在规范允许的范围之内。为确保PE穿越段的表层完好无损，回拖时组对焊好的PE管段应放在发送架上进行回拖。在穿越管道回拖施工过程中，施工人员应做好施工记录。3.2.3水平定向钻穿越施工质量保证措施及应急预案（1）钻机安装应牢固、平稳，经检验合格后进行试运转，并应根据穿越管径的大小、长度和钻具的承载能力调整回拖拉力。（2）对控向系统进行仔细准确调校，调校的参比数据应存入计算机。（3）钻导向孔和预扩孔所用泥浆应由膨润土加泥浆添加剂与水搅拌而成，水应用清洁的淡水，泥浆的粘度应根据地质情况和孔径大小确定。（4）穿越施工把握好钻导向

11、孔这个关键工序的质量。根据设计直线钻导向孔，出土角沿设计轴线的纵向偏差应不大于1米，横向偏差应不大于2米。在钻导向孔过程中，司钻、控向、配浆应密切配合，时时注意各仪表工作情况，发现卡钻时，及时将钻杆抽出后，换动力钻头进行钻进。导向孔成型后，控向司钻结合钻导向孔时地质情况，进行地质分析后，进行预扩孔，扩孔时司钻应密切注视仪表工作情况，并随时与配浆保持联系，当仪表有卡钻征兆时，应结合钻导向孔时地质情况冷静分析后，选取不同的泥浆黏度、泥浆摄入量，对钻机进行速度控制，确保扩孔成功。管段回拖前，应将管段摆放在发送架上。回拖前管段应与钻具连接，连接的顺序为： PE管段 万向节 短节 扩孔器 钻杆连接完毕后

12、方可进行回拖作业，回拖施工必须连续进行。管道穿越、回拖过程中，在每道工序完成后，建设单位代表和现场监理单位代表应及时检查，认定质量合格后在施工记录上签字3.3泥浆配制方案钻液的好与坏对于拉管施工的成败起到了极关键的作用。钻液具有冷却钻头、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。为改善泥浆性能，有时要加入适量化学处理剂。烧碱（或纯碱）可增粘、增静切力、调节PH值，投入烧碱量一般为膨润土量的2%。泥浆配置采用：膨润土（进口）：35%45% CMC1%2%烧碱

13、：0.5%0.8% 水：65%55%泥浆是定向穿越中的关键因素，泥浆在各个阶段所起的作用如下：（1）钻导向孔阶段要求尽可能将孔内杂物携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，减少推进阻力；（2）预扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁效果，提高泥浆携带能力；（3）扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁能力；同时还有很好的润滑能力，减少摩阻和扭矩;。水源就近取用河水，在水罐中沉淀、过滤后配浆。按照事先确定好的泥浆配比用以及膨润土加上泥浆添加剂，配出符合要求的泥浆。为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，为满足工程需要准备膨润土30吨，提前采集水样，按SY/T 407995的要求进行分析检验，要求含盐量（NaCl

14、）小于1%，含钙量（Ca+）小于120毫克/升，水样合格后进行泥浆的配制。泥浆是由水、膨润土搅拌而成，泥浆粘度可根据地质情况和管径大小确定，泥浆粘度值可根据下表规定选取。泥浆粘度宜用马氏漏斗测量。泥浆粘度值表粘度值(s)孔径粘土粉砂细砂中砂软岩中岩钻导向孔304040454045455050554550扩孔3040404540454550505545503.3.1泥浆的利用和处理为有效控制泥浆用量，保护生态环境，本工程采用泥浆回收利用方法，以最大限量的减少泥浆用量。现将具体工艺详述如下：第一 引导返出地面后的泥浆流入循环系统，经过循环槽和沉淀池时，钻屑沉淀下来。达到初次净化效果。第二 经初次净

15、化后的泥浆流入泥浆池静置，为了加速颗粒的沉淀，在泥浆池中设置挡板，改变流态，破坏泥浆中的结构，以利于钻屑的沉淀。第三 在泥浆池中静置一段时间后待用。第四 将最终净化的泥浆经混浆泵调整粘度后重新送入孔内。第五 施工结束后，将施工场泥浆坑内泥浆，进行泥水分离。 3.3.2.发送沟回填及地貌恢复发送沟回填采用单斗挖掘机进行。4、PE管道的焊接4.1焊接准备4.1.1.检查焊接机状况是否满足工作要求，检查机具各个部位的紧固件有无脱落或松动。4.1.2.检查机电线路连接是否正确、可靠。4.1.3.检查液压箱内液压油是否充足。4.1.4.确认电源与机具输入要求是否相匹配。4.1.5.加热板是否符合要求(涂

16、层是否损伤) 。4.1.6.铣刀和油泵开关是否正常等。4.2 连接部位端部铣平和同轴度校对4.2.1.用干净的布清除两管端部的污物。将管材置于机架卡瓦内，使对接两端伸出的长度大致相等且在满足铣削和加热要求的情况下应尽可能缩短，通常为 2530mm。管材在机架以外的部分用支撑架托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好。4.2.2.置入铣刀，先打开铣刀电源开关，然后缓慢合拢两管材焊接端，并加以适当的压力，直到两端面均有连续的切屑出现，撤掉压力，略等片刻，再退出活动架，关掉铣刀电源。切屑厚度应为0.51.0mm ，通过调节铣刀的高度可调节切屑的厚度 。4.2.3.取出铣刀，合拢两端

17、管，检查两端对齐情况。管材的错位量不应超过管壁厚度的10 %或1mm 中的较大值，通过调整管材直线度和松紧卡瓦可在一定程度上进行校正；合拢时管材两端面间应没有明显缝隙，缝隙宽度不能超过:0.3 mm (D 225 mm) 、0.5mm (225 mm D 400 mm) 或1.0 mm (D 400 mm) 。如不满足上述要求应再次铣削，直到满足为止。4.3 测量拖拉力(移动夹具的摩擦阻力)由于各个场地条件的不同，会导致移动夹具(包括拖动PE 管) 的摩擦阻力各不相同。在实际施工中应考虑这个摩擦阻力，它与工艺参数压力(说明书中规定的压力) 叠加在一起得到实际使用压力。管材在夹具中夹好后，慢慢移

18、动夹具，此时测得的力为拖拉力，可由压力表读出，做好记录。4.4 在可控压力下焊接正常情况下预热时间约为20 分钟，加热板温度达到设定值后，放入机架，施加压力Pa1 (即拖拉力和说明书中规定的压力之和) ，直到两边最小卷边达到规定宽度时压力减小到规定值Pa2 (使管端面与加热板之间刚好保持接触) ，进行吸热，见图3。吸热时间满足后，退开活动架，迅速取出加热板，然后合拢两管端。切换时间(tu) 应尽可能短，不能超过规定值。冷却到规定的时间后，卸压，松开卡瓦，取出连接完成的管材，用笔在焊口处标明编号和焊工标记，准备下一接口的焊接。4.5热熔对接要求：检查卷边是否正常均匀使用卷边测量器测量其宽度应在指

19、定的大小范围内；割除卷边后，检查卷边底部、管道的焊接界面不应有污染物；检查卷边底部的焊接界面不应出现熔和不足而造成的裂缝；卷边向背后屈曲，不应出现熔和不足而造成的裂缝；检查两端管道在接口上应对准成一直线。5、工期安排第一根DN800管道12月12日12月29日第2根DN1000管道12月30日2014年1月16日6、施工机具设备序号机械名称规格单位数量1PE管热熔机台22柴油发电机120 KW台23手拉葫芦8T门24电锯台25水平工程钻机DDW-1200台16定向探测仪RD386台27电焊机3PNL台18管线仪RD4000台17、劳动力组织焊机配备焊工8 人，电工1 名，配合人员16 人, 钻

20、工四人,测量人员2人。8、安全措施8.1施工现场的布置应符合防火、防台风、防触电等安全规定及文明施工的要求，施工现场的生产办公用房、仓库、材料堆放场、修理间、停车场等应按业主批准的总平面布置图进行统一布置。8.2危险地点应悬挂按照GB289308安全色和GB28942008安全标志规定的标牌。施工现场设置大幅安全宣传标语。8.3现场的生产、生活区要设足够的消防水源和消防设施网点，消防器材专人管理得乱拿乱动，并组成义务消防队，所有施工人员均熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。各类房屋、库棚、料场等的消防安全距离符合公安部门的规定，室内不得堆放易燃品；严禁在木工加工场、料库等处吸烟；现场的易燃杂物

21、，应随时清除，严禁在有火种的场所或其近旁堆放。氧气瓶不得沾染油脂，乙块发生器必须有防止回火的安全装置，氧气瓶与乙块发生器要隔离存放。8.4施工现场的临时用电，严格按施工现场临时用电安全技术规范JGJ462005的有关规定执行。临时用电线路的安装、维修、拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非电工不准进行电工作业。电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度及线距符合安全规定，并应架在专用电杆上。室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。各类电器开关和设备的金属外壳，均设接地或接零保护。配电箱要能防火、防雨，箱内不得存放杂物并应设

22、门加锁。检修电气设备时必须停电作业，电源箱或开关握柄上挂“有人操作、严禁合闸”的警示牌或设专人看管。8.5现场架设的电力线路，不得使用裸导线，临时敷设的电线路，不准挂在钢筋模板和脚手架上，必须安设绝缘支承物。严禁用其他金属丝代替熔断丝。严禁乱接照明灯或其它用电器。8.6施工中如发现危及到地下构造物、地面结构物或有危险品、文物时，应立即停止工，待处理完毕后方可施工。8.7对作业班实行讲评制度8.8安全生产讲评管理是本公司抓好班组基础管理的一项重要制度。也是进行施工技术交底、强化安全教育的一项措施。每日班前，班组长针对施工的安全重点部位、分项操作规程进行重点讲评，宣传三不伤害的原则，强化自我保护意

23、识，同时，强调文明施工的各项措施，讲评的内容严格按照本企业文件执行。8.9施工现场安全设施的验收对施工现场进场的起重设备完好性进行验收，对特种操作人员进行验证。各类脚手架搭设结束以后，按规定要求，对脚手架检查、验收，合格后方可再使用。对施工现场的洞口、临边，高空作业的防护措施，搭设完毕后进行检查、验收，并进行全过程的保养检修和验收工作。对通风设备的安装、噪声的防护，有毒有害气的防护计划和措施进行检查和验收。对各类安全重点部位的监控计划、措施和人员的配备进行检查、监控和验收。9、文明施工及治安消防施工现场挂牌施工现场出入口设置施工牌和施工平面图（规格尺寸按照市到政局标准），在设牌的同时，还将设置

24、施工现场卫生包干图、安全生产六大纪律、防火须知牌、安全生产无重大日记数牌、工地主要管理人员名单及监督电话号码。施工现场道路及排水措施施工现场通道路面必须平整，无坑塘、无积水。严格按规范设置排水系统，有总管和支管或排水明沟，排水明沟应宽于30cm，深度不小于40cm，明沟内壁须用水泥光滑或用砖块制作。严禁将泥浆排放在排水系统内。施工现场的各类设施布置隔离及设置护栏施工现场各类设施将按施工组织设计平面图布置，凡以上设置涉及到大型设备、交通道路地段，必须设置隔离栏杆，以上设施与防护栏必须有2m以上的安全通道。沉井和工作区域外沿1.01.5m四周封闭布置1.1m高的钢制护栏。施工现场的材料堆放施工现场

25、的材料堆放要有明确的位置，水泥、澎润土必须进库，有防水垫仓板，土方要有围护措施。各类钢筋、角钢、进排泥管、脚手管堆放整齐，明码标牌，并对每个堆放点树立铭牌。本工程将在施工现场设置废料堆放点，确保施工现场的零星材料、废料能够规范的定点堆放。设备管理现场的机械设备机容、机貌整齐，机械停放按照施工要求布置。中小型机械设备在室外施工的均应配置防晒棚，做到定机、定人。现场的机械设备安装使用将按照建设工程现场安全标准化管理标准中的施工机械标准严格执行。大型机械设备必须填写机械设备运行记录，其他设备须填写一般设备完好使用记录，记录齐全，完整真实。设备进场要进行验收、登记、验收合格后的机械设备方能使用。治安治

26、安综合治理工作列入施工大纲，贯穿于施工全过程。落实治安综合治理领导责任，综合治理工作网络要上墙，完善安全防范制度，现场设施做到防范要求。施工工地应与本地区搞好共建联防工作，定期协商，充分利用地区的力量共同做好施工期间的治安保卫工作。开展“四防”（防火、防盗、防破坏、防治安灾害事故）为内容的宣传教育。外来施工人员证件齐全（身份证、暂住证、就业证、健康证）。消防工地有消防管理网络，消防制度齐全，落实三级动火审批手续。消防设备配备合理，性能完好可靠。消防栓、消防器材周围畅通不得堆物，消防器材应有专人负责维护管理。焊割作业点与氧气瓶的距离不得少于10m，易燃易爆物品距离不得少于30m，使用时两瓶距离不

27、少于5m，氧气瓶和乙炔瓶的安全附件完整有效。工地卫生切实有效地做好工地卫生工作，严防各种流传病传入，生活区将按规定配备所需设施。施工现场开展文明施工宣传教育工地生活区应设置宣传文明施工、企业文化和安全为主的宣传栏，生活区必须配备宣传栏。PE给水管道水平定向地下穿越回拖力计算给水管水平定向穿越回拖力的计算1灌满水单位长度的PE给水管重量W总的计算由W总=W管+W水=183.289.81000+（10.05932）2（10.05932）3.149.8=7.772kN2单位长度PE给水管全淹没在泥浆中所受到浮力P的计算【由P=-pV得:P=1.23.140.250.259.8=9.231 kN3.P

28、与W差值的计算由F一总得:F=9.2317.772=1.249kN/m1.4灌满水单位长度PE给水管在充满泥浆的穿越孔中回拖时所遇阻力的分析由F得知,PE管在穿越孔中是处于全淹没且顶浮在穿越孔的顶壁状态,因此回拖PE管时:PE管的外壁顶部与定向孔的顶壁之间存在摩擦力;PE管的外壁与穿越孔中泥浆之间存在摩擦力;PE管首端迎泥浆面法兰盲板存在静水压力Pl;由前述得知:回拖阻力F=A+PI.5PE给水管外壁顶部与定向穿越孔顶壁之间摩擦力的计算F=1.2493000.2=74.96(kN)6PE给水管首端迎泥浆面法兰盲板静水压力P1的计算Pl=121.23.14(1/2)*9.8=9.2316(kN)

29、7.PE给水管的曲面状外壁与定向穿越孔中泥浆之间摩擦力2的计算PE给水管左半侧曲面外壁向静水分压力Px的计算由Px=yhx得:P左x=1.2(0.5/2) 3000.5=45(t)=441(kN)PE给水管左半侧曲面外壁z向静水分压力P的计算由Pz=得:上+下=1.2(0.5/2) 3000.5=45(t)=441(kN)PE给水管左半侧曲面外壁静水总压力P的计算由P左总=(P左(P左).得:P=441/2+441=661.5(kN)PE给水管右半侧曲面管外壁静水总压力P的确定因为P左总=P右总,所以P右总=661.5(kN)PE给水管的外壁与定向穿越孔中泥浆之间摩擦力的计算2661.50.2=264.6(kN)8灌满水后PE给水管回拖力F计的计算因为F计=74.96+9.23+264.6=348.79(kN)9.PE给水管的管壁厚及管截面抗拉应力的核算PE给水管的管截面积A的计算A=3.141/4(0.50.0593) (0.50.0593)=0.175m2回拖PE给水管时管截面所受到的最大拉应力的计算348.79/0.175=1991 kN/ m2=1.991(MPa)给水管的管截面最大允许拉应力)的计算由可./n得o=22/1.5=14.667(MPa)回拖PE给水管时管截面抗拉应力安全性的