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4、拉管施工工艺工法简介:
拉管施工,又称顶管施工,是一种非开挖的地下管道安装技术,主要用于铺设地下管道、电缆或通讯线等。这种技术在城市地下管道建设、旧管道更换、建筑物内部管道穿越等方面有着广泛的应用。
拉管施工工艺主要包括以下步骤:
1. 确定路径:首先根据施工需求,通过GPS定位或地质雷达等工具确定管道的铺设路径。
2. 管道准备:根据预设路径,制作拉管,通常是用PVC、PE或者其他高密度聚乙烯材料制成,内壁光滑,便于施工。
3. 管道安放:在施工区域开挖一个小孔,将拉管放入,然后通过牵引设备慢慢向预定位置拉伸。
4. 导航系统:在拉管中安装导航系统,如导向绳、导向器等,确保管道的准确位置。
5. 管道填充:在拉管内部填充泥土或其他填充物,以保持管道的稳定。
6. 管道连接:到达目的地后,将拉管的两端密封,连接上需要铺设的管道或电缆。
7. 测试:铺设完成后,进行压力测试和漏气测试,确保管道的完整性和安全性。
8. 回填:完成测试后,回填土壤,恢复地面。
拉管施工工艺工法的优点是无需大规模开挖,对环境影响小,减少噪音和振动,缩短工期,节省成本。但需要精确的导向技术和设备,对操作人员的技术要求较高。
4、拉管施工工艺工法部分内容预览:
图3 施工工艺流程图
按设计轴线,结合坐标定位与相对定位法,将管道轴线标示与既有的路面等设施上。
6.2.2 地下管线的探测
在施工范围内通过现场调查、查阅资料、探测等手段调查清楚地下管线的分布情况。
DLT 5785-2019 水电水利工程化学灌浆材料试验规程.pdf6.2.3 钻孔曲线设计:
1)满足规范要求的最小曲率半径。即:R=1500D。
2)满足穿越公路和河流安全规范要求;
3)选择最佳主力穿越层位。综合考虑入土角、出土角、曲率半径等因素,根据本工程综合考虑以上因素,确定导向轨迹。
4)定向钻孔轨迹线段由造斜直线段、曲线段、水平直线段(与管道排水坡度一致)等组成,为保证水平直线段精度要求,造斜段水平距离L可按图4计算确定。
图4 定向钻孔轨迹计算示意图
5)入土造斜段与管道直线段之间及管道直线段与出土造斜段之间,至少应有一根钻杆长度达到管道直线段坡度要求。
6)入土角不宜超过10°,出土角按导向钻杆及拖拉管材允许曲率半径较大值确定,一般不宜超过20°。
7)相邻两节钻杆允许转向角根据土质条件,钻杆长度、材料等因素确定,土质越软,а角越小,а角的取值一般在1.5°~3.0°。
2 回拖力计算及最大拖拉长度
1)管道回拖力计算按图5所示进行计算:
图5 回拖力计算示意图
式中 Pt――回拖力(KN)
Py――扩孔钻头迎面阻力(KN)
Pf――管周摩阻力(KN)
Dk――扩孔钻头外径(m),一般为管道外径1.3~1.5倍;
D――管道外径(m)
Ra ――迎面土挤压力(Kpa)在上海地区,粘性土Ra在50~60Kpa;砂性土在80~100Kpa;
L――管道长度(m)
f――管周与土的摩擦系数(Kpa),在上海地区,粘性土f在0.3~0.4Kpa,砂性土在0.5~0.7Kpa;
2)定向钻孔拖拉法施工,最大拖拉长度宜控制在表1范围内:
表1 最大拖拉长度控制表
采用特殊、有效的成孔及减摩措施时,最大拖拉长度可适当增加。
在拉管施工机械的前部,开挖一个可供临时储存泥浆的基坑,基坑深度在2m以内,宽度在1.5m左右,长度在8m左右即可。
6.2.5 钻机就位及试运转
按施工布置图将钻机及附属配套设备安放在预定位置,进行系统连接、试运转,保证设备正常工作。施工由4000×2000×1500的钢板箱作为地锚,必要时装满沙子提高其稳定性,将钻机前端固定在地锚箱上。
2)导向钻头连接钻杆。
3)转动钻杆测试探头发射是否正常。
4)回转钻进2m左右。
5)开始按照造斜轨迹进行钻进。
7)按照造斜轨迹进行钻进。
2 导向孔施工应注意事项:
1)确定管线入土点与出土点的位置和深度。
2)做好测量放线工作。
按照设计要求,做好穿越管线的测量放线工作,放线时要做好放线基准点的确认工作,并使钻机、入土点、出土点在同一直线上。
3)掌握穿越段地层特性
导向孔施工前,应对穿越的地层进行分析,以掌握其工程地质特性,保证钻孔施工时技术参数的合理性。
4)导向孔施工时,要保证导航员与钻机操作人员的协调一致。
5)导向孔钻进时,要随时掌握导向孔实际轨迹线,以使导向孔轨迹与设计轨迹之间偏差在设计要求的范围内,发现偏差超标要及时纠正。
6)合理使用泥浆作冲洗液,确保钻孔成型及钻具的安全。
7)选用优质的碱性电池,保证导向仪有足够的工作时间,确保导向孔施工时一次性完成(见图6、图7、图8、图9)。
图6导向钻头入土 图7 导 向
图8 导向完成 图9 钻头分离
6.2.7 反向扩孔
1)卸下导向钻头,换上反扩钻头及分动器。
2)分动器后连接钻杆。
4)反扩钻头到达钻头工作坑后卸下反扩钻头及分动器,将前后钻杆连接起来。
5)按照扩孔级次重复施工步骤,直至最终孔径
分级实施扩孔,故预扩孔施工最终扩孔寸径比设计要求大一级扩孔,清孔,例:φ250mm、φ350mm、φ450mm、φ550mm、φ650mm、φ750mm、φ850mm。最终扩孔直径保证≥1.5倍的铺管直径,确保管线铺设通道通畅(见图10、图11、图12、图13、图14、图15)。
图10 安装扩孔器 图11 扩孔拉进(小管径、大管径需要提前分级扩孔)
图12 扩孔钻进、拖管 图13 扩孔钻进、拖管曲线
图14 扩孔、拖管到达接收坑 图15 扩孔头分离
6.2.8 反向拖拉管材
管道组焊完成,扩孔器清孔后,根据回拖力、扭矩的大小决定管道回拖.施工时记录回拖中的扭矩、拖力、泥浆流量、回拖速度等数值,回拖数据时实报告。
式中: F拉——计算的拉力(t);
L2——穿越管段的长度(m);
D——管子直径(m);
γ泥——泥浆的密度(t/m3);
δ1——管子的壁厚(m);
图16 造斜段拉杆收回(施工完成)
6.2.9 现场泥浆配置及处理
根据一般土质情况,确定泥浆配制方案,实施泥浆开钻,开钻前配制好优质泥浆。泥浆在定向穿越中起关键作用,需要针对不同的地层采用不同的泥浆,若地质情况复杂,则对泥浆要求比较高,为了对付不同的情况,需要将采取以下措施:
1)将施工用水存入水罐,在水中加入纯碱,加速粘土颗粒分散,提高水的PH值;
2)按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂《建设工程劳动定额 建筑工程-防水工程 LD/T 72.9-2008》,配出合乎要求的泥浆。
3)根据不同的地质条件,和不同的施工工序,确定加入不同的添加剂。
4)为了确保泥浆的性能,使膨润土有足够的水化时间,在用量不能改变的情况下,将采取增加泥浆储存罐的数量。
5)废泥浆的处理:在焊接场地挖一个废浆收集池,收集废泥浆,经沉淀之后处理;在钻机场地也挖一个的泥浆回收池,泥浆经过回收池沉淀后,再经过泥浆回收系统回收;回收不了的泥浆排送到指定的地方。
2 泥浆在各个施工阶段的配制方法:这些泥浆配制方案都是针对一般土质得出的,若地质条件改变,其配制方案也随之改变:
1)钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的物质携带出孔外,同时维持孔壁稳定较长的时间,保持孔内泥浆面,减少阻力,其基本配方是:7—8%预水化膨润土+0.2—0.4%增添剂+0.3%降滤失剂+0.2%固体润滑剂。两端砂层加0.2%单项压力封闭剂
施工时废浆的排放必须符合文明施工要求,采用泥浆排放车《塔桅钢结构工程施工质量验收规程 CECS80:2006》,随时处理施工中产生的泥浆。