4、拉管施工工艺工法

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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。

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