给水管道定向钻施工方案

1 编制依据 ............................................... 1 2 工程概况 ............................................... 1 2.1工程地质 .......................................... 1 2.2水文条件 .......................................... 2 2.3施工内容 .......................................... 2 2.4管材 .............................................. 2 3 施工方法 ............................................... 2 3.1工艺流程 .......................................... 2 3.2施工工序 .......................................... 2 4 施工进度计划 ........................................... 6 5 机械设备配备 ........................................... 6 6 人员配置 ............................................... 7 7 质量保证措施 ........................................... 8 8 安全保证措施 ........................................... 8 9 冬季施工措施 ........................................... 8 10 施工范围内地下管线保护措施 ............................ 9

1 编制依据

（1）现场踏勘场地情况。 （2）给水管道施工图纸。 （3）*********详勘报告。

（4）国家有关规范、规定以及质量检验评定标准、技术要求。 （5）《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》。 2 工程概况 2.1工程地质

拟建道路南侧道路紧邻纬六路，北侧紧邻纬十六路，西侧紧邻经七路，东侧紧邻经十路。场地地貌单元属乌鞘岭南坡的断陷低地—秦王川盆地。建筑场地原为农田耕地及荒地，场地大部分地段地势开阔平缓，自然地面局部起伏较大，地面高程1925.10~1940.10m。本工程地处“秦王川”盆地，为一断陷盆地，该盆地为古生物地层，其上沉积了早白垩纪和新老第三纪红色砂砾岩层，在红色砂砾岩之上又沉积了30～40余米的黄土及以砂、碎石为主的一套风成及冲积—洪积层。

根据勘探揭露，拟建场地地层结构自上而下主要由耕植土、黄土状粉土、粉细砂及砾砂构成，各地层岩性描述及分布特征综述如下：

1）素填土①（Q4ml）：该层分布于部分道路场地，部分挖方地段未分布，揭露层厚0~3.0mm，浅黄色，成分以黄土状粉土及砂土为主，含少量砾砂及植物根系，均匀性一般，稍密，干燥，局部地段成分以粉细砂或砾砂为主，为新近回填土，工程性能较差，层厚不均匀。

2）黄土状粉土②-1（Q4al+pl）：分布于整个场地，层厚0.3~4.7m，层面埋深0~9.2m，层面标高1920.0~1940.1m。浅黄色，以粉粒为主，混大量粉细砂，该层土质不均匀，摇振反应中等，光泽反映无，干强度低~中等，韧性低，随孔深增加含水量稍有增大，稍湿，稍密~中密。与砾砂②-3层呈互层状交替沉积。

3）细砂②-2（Q4al+pl）：该层仅少部分勘探孔中有分布，呈透镜体状分布，厚度0.6~4.6m，层面埋深0.3~4.0m，层面标高1924.10~1939.50m。浅黄色~灰黄色，矿物成分以长石、石英、云母等为主，均匀性一般，含少量砾石颗粒，稍湿，稍密~中密。

4）砾砂②-3（Q4al+pl：分布于整个场地，层厚0.5~8.6m，层面埋深0~9.0m，层面标高1918.20~1938.50m。青灰色，粗粒粒径以1-8mm为主，约占总重的40%~60%，颗粒多呈棱角状，颗粒母岩成分主要为中风化的砂岩、石英岩、大理岩等，充填物主要为粗砂，稍湿，稍密~中密。 2.2水文条件

本工程境内水资源极为缺乏，基本上没有地表水，地下水储量少、埋藏深、水质较差，主要为秦王川盆地潜水，储存于盆地东西两侧古河道第四系砾岩及砂碎石中，主要补给为沟谷潜流和降水补给，潜水埋深一般小于50m，含水层厚度不超过10m。

场地内无常年性地表径流，仅在暴雨季节形成暂时性洪流汇集在低洼沟槽中自北向南排泄。场地地下水资源贫乏，水位埋深较深。

根据区域水位地质资料，地下水埋深在20m~50m。地下水水位随季节变化，年变化幅度1~2m。 2.3施工内容

给水管道横穿纬十四路、纬十二路、纬十路、纬八路。 2.4管材

给水管道采用聚乙烯（PE）管材；管径：DN200。 3 施工方法 3.1工艺流程

测量放线→三通一平→钻机就位→安装调试→磁方位角测量→试钻→制浆→导向孔→预扩孔→管线回拖→清理场地 3.2施工工序

(1)测量放线

1）依据要求，复测入、出土点标高及距离，增补穿越中心及出、入点引桩。 2）用白灰线放出入土侧，出土侧各种设备操作停放区及进场道路。 (2)三通一平

1）出、入土点两侧基本清理平整，从交通道路到两侧达到穿越设备进场条件。

2）工作坑：出入土点各挖一个工作坑，规格为长×宽×高=1.5m×1m×1m。

3）泥浆坑：出入点工作坑旁各挖一个泥浆坑，规格为长×宽×高=2m×1m×1.5m。

4）施工用电：20Kw发电机一台，配有专业人士使用。 5）施工用水：采用洒水车运输至施工部位。 （3）钻机就位

钻机就位后进行系统连接、试运转，保证设备正常工作，各系统运转正常后试转，各种参数正常后按次序钻进。根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置，确定钻杆造斜度，入土角应不超过15°。由拖车头牵引钻机进入工作场，根据穿越中心线及入土角，调整钻机就位，钻机就位后，控向室相应就位。

钻机的安装质量和稳固性的好坏是成孔质量好坏的关键，因此必须认真细致的反复进行，直至符合要求后方可进入下道工序。

（4）安装调试

钻机安装在工作坑旁边，管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定，钻杆中心与管道轴线应一致。确定拉管机方位后，应固定好钻孔机。

（5）磁方位角测量

在导向孔开钻前，要认真做好穿越中心线的磁方位角测量。用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量（一般情况下，出、入土侧各取两个点），然后将各组数据进行分析对比，排除由于那些由于磁干扰而错误的数据，确定正确的磁方位角数值。

（6）试钻

钻机安装好后，应试钻运转并检测运转后的机座轴线及坡度是否有变化，借以检查钻机安装的稳固性和固定可靠程度。各设备、人员、材料准备就位后，启动钻机，钻入1-2根钻杆，检查各设备及计算机反馈数据是否正常。试钻时，还应检查各泥浆系统之间的联接是否有渗漏、泥浆排污沟是否畅通。

（7）制浆

1）根据穿越曲线设计参数，制订泥浆性能参数，泥浆在导向孔阶段，就应尽可能将孔内泥砂携带出孔外，维持孔壁的稳定，减少钻进的阻力，提高钻进的速度。

2）制浆在开钻前3小时完成，以利于泥浆材料充分水化。

（8）导向孔

按非开挖定向穿越技术规程逐步进行。非开挖定向穿越施工技术是在不开挖地表的情况下，用导向钻进技术，将一个无线电发射器（探头）置入钻头盒内，导向钻进过程中，地面接收仪随时显示钻头的深度、倾角、温度等数据。施工技术人员在地面导航仪的引导下，从起点向终点钻出一个与设计轨迹相吻合的导向孔，然后用合适的挤扩钻头回扩成孔，利用定向钻机把管线拖入孔中，完成铺设任务。具体如下：

1）在开钻之前，认真调试和保养钻机，使钻机的各项性能达到最佳。尽可能多准备钻机配件和泥浆泵配件。

2）孔壁的稳定性致关重要，在钻导向孔的过程，提高泥浆的质量，保持孔壁的稳定性。

3）在司钻操作时，应密切观察表压与地层地质的对应关系，熟悉并掌握井底钻具的旋转与推进速度，准确完成控向员发出的指令，保证钻头钻进全过程的穿越精度；利用对讲机及时联系，以避免施工过程中出现偏差。

4）导向孔钻进至一定长度后，启动泥浆处理系统，对泥浆池内的返浆进行净化。在确保储浆罐中的泥浆数量不影响钻进的情况下，将净化后的泥浆输送到制罐中配制新浆。

5）在导向孔钻进过程中，使用优质高效的泥浆添加剂改善泥浆的各项性能指标；使用DCI控制系统对钻头准确定位，确保钻头出土位置准确。

导向孔钻进时钻具头部只安装略大于钻杆外径尺寸4cm的矛式钻头，对正既定孔位，检测对中误差达到规范要求，即可开动钻机钻进导向孔。钻进时人力扳拉推进要持力均匀，匀速前进。并应根据给进阻力的大小，判定地层内是否有硬物或土层的变化，以确定注水机给水压力和给水量。

钻进时，当地层含水较大地层为砂层或粉质砂粘土，应不注水钻进，当地层较硬或无地下水时，则应提高注水压力。注水主要是起润滑和冷却钻具，减少钻进阻力作用。

当遇有硬质障碍物时应缓慢持力给进，当不能钻穿通过时，应记录钻具长度，确定障碍物的具体位置。如地面条件允许可从地面下挖探洞人工下去处理。地面条件不允许时，则只有整体偏移钻孔轴线。一般单个的硬物通过持续的压力注水

钻进和搅磨即可通过，此时给进力应均匀不可强推进，防止钻孔偏移。障碍物的位置在钻进过程中应详细记录。钻进宜按上坡方向进行，以利排水和最后出土，并有利于保证钻孔质量。

导向钻进是非开挖定向钻进铺管的关键环节。导向钻按设计的深度、标高，随时监控，适时调整。钻进中采用轻压、慢转，注意控制钻头温度，切不可使探头过热。施工中，施工员、质量员应全过程控制，桩位、管道走向、管道位置等及时复测，确保污水管道施工符合设计要求。

（9）预扩孔

导向孔完成后，必须扩大至适合成品管敷设的直径。导向孔钻进至接收坑，经测量检验，偏差在允许范围内时，卸下矛式钻头换装鱼尾式或三叉式扩孔钻头，开动回拉钻机进行逐级扩孔，试泥浆，确定扩孔器没有堵塞的水眼后开始扩孔。扩孔时人工给进要均匀，匀速回拉。同时注水机要连续适量注水，通过钻具搅拌孔内泥土造泥浆，用以保护成孔孔壁，保保持孔壁稳定，同时起到润滑作用。

一般情况下，扩孔器是在钻机对面的钻头出土处连接在钻杆上，再回拉进入导向孔，随着扩孔器的回扩，要在其后不断的加接钻杆。根据导向孔与适合成品管铺设的直径差异大小和地层情况，扩孔可一次或多次进行。为防止扩孔器在扩孔过程刀头磨掉和扩孔器桶体磨穿孔而造成扩孔器失效，扩孔器采用高硬度耐磨合金作为扩孔器的切削刀头，扩孔器桶体表面堆焊上耐磨合金，提高整个扩孔器的强度和耐磨性，保证扩孔器能够胜任一次完成预扩孔作业。

根据现场地质情况，采用刮刀式扩孔器。扩孔器尺寸为铺设管径的1.2～1.5倍，这样既能够保持泥浆流动畅通又能保证管线的安全、顺利的拖入孔中。扩孔时地层土质较软时宜快速给进回扩，地层土质较硬时要匀速缓慢进行。

施工过程中，注意地下水位的变化，钻进施工时是否正常，注意土质变化及拉管机的压力，出现异常及时采取措施。在每级扩孔过程中，为防止扩孔跑偏轨迹，采用回拖扩孔。扩孔时为保证管道可以顺利回拖，要使钻孔直径达到管径的1.3倍以上，并用泥浆护壁，防止钻孔坍塌，保证土体对管壁无损坏。

（10）管线回拖

当扩孔完成之后，应抓紧时间动用单斗挖出钻头出土侧的作业坑，装上麻花钻杆、切割刀、适当的扩孔器、旋转接头、U型环、穿越管进行回拖工作。检查

切割刀和扩孔器内各通道及泥浆喷嘴是否畅通，确信合格后方可进行回拖施工。回拖前，确保PE管焊缝和管道强度合格，用现场制作的“PE管封套”将管头密封。回拖过程中要认真观察泥浆运行情况及旋转接头、U型环、回拖头的连接情况，确保各部连接紧固。

施工时，拉管机操作人员要根据设备数据均匀平稳的牵引管道，切不可生拉硬拽。

一般情况下，扩孔器是在钻机对面的钻头出土处连接在钻杆上，再回拉进入导向孔，随着扩孔器的回扩，要在其后不断的加接钻杆。根据导向孔与适合成品管铺设的直径差异大小和地层情况，扩孔可一次或多次进行。确认在预扩孔过程完成后，孔内干净，没有不可逾越的障碍后，开始回拖管道，具体步骤如下：

1）管线组装、焊接、清管、试压完成后，在管端上一个回拖头，回拖耳鼻，确认连接可靠后才能用于管线回拖。

2）把钻杆、扩孔器、回拖万向节、回拖管线依次连接成一体，仔细检查每一个连接螺栓，确保每一个环节牢靠、可靠。

3）慢慢转动钻杆，并供给泥浆，确定万向节工作良好，扩孔器泥浆孔没有堵塞后开始拖管道。

4）在回拖过程中，安排专人巡线，防止管道在回拖过程中偏移翻转。 （12）清理场地

施工结束移走施工设备，恢复原有地貌，清理现场，及时从现场清除并运走所有不需要的工程废料和垃圾等，达到环保要求。 4 施工进度计划

（1）施工准备、设备进场：2014年12月20日—2014年12月21日 （2）给水管道定向钻施工：2014年12月22日—2015年1月5日 5 机械设备配备

机械设备配备表

序号 1 2 设备名称 DL320钻机 泥浆泵站 型号规格 数量 ZD-105 LT949-100 1 1 额定功生产率（kw） 能力 105 施工部位 备注 良好 水平定向钻 良好 泥浆

3 笔记本电脑 4 地磁导向仪 5 金地探测仪 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 泥浆罐 扩孔器 保护短节 钻 杆 排污泵 分动器 导向钻头 对讲机 汽车吊 挖掘机 发电机 双排 Cf-30 金地700 金地700 25m3 φ300 150T 6m 5kw 150T 无磁 EQ140 Pc-220 20KW 小解放 1 1 1 1 1 3 400m 2 2 1 6 1 1 1 1 5 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 导向 导向 探测 泥浆搅拌 扩孔 扩孔 钻孔 排水 拉管 导向 通讯 运输 开挖 6 人员配置

人员配置计划表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工 种 管理人员 技术人员 测量人员 安全人员 机 长 导向员 司钻员 司 机 辅助工 单位 人 人 人 人 人 人 人 人 人 数量 5 4 3 2 1 1 1 2 3 备注

10 7 质量保证措施

合 计 人 22 （1）施工技术人员必须按照有关要求进行检验工作，严格执行项目管理规定。并在工程施工前对地层情况及地下管线分布情况进行复核，确保准确，以避免施工时对其它管线造成破坏。

（2）开工前，进行操作人员全员岗位培训，保证每个施工人员清楚工程具体情况和要求。掌握施工方法、材料特性以及各道工序的质量要求及其要点。

（3）工操作质量的巡视检查：在施工过程中，项目负责人必须经常进行巡视检查，对违章操作、不符合规程要求的施工操作应及时予以纠正。

（4）工序质量交接检查：工序质量交接检查是保证施工质量的重要环节，每一工序完成之后，都必须经过自检和互检合格，方可进行下道工序施工。

（5）如发生质量问题，立即与有关方面联系，并在规定时间内递交有关质量问题的详细报告。 8 安全保证措施

（1）设专职安全员，安全员要经常深入工地知道施工安全工作，把安全工作摆在议事日程上长抓不懈。

（2）建立领导安全值日制度，在安排施工进度的同时，安排好安全生产和认真检查安全生产的落实情况。

（3）开工前要组织职工进行安全生产教育，并做好安全生产记录，项目负责人和专职安全员应随时随地在施工现场，发现和处理不安全因素。

（4）进入工地现场人员要穿好工作鞋，穿好工作服，戴好安全帽。 （5）要严格按照操作规程进行施工，确保管道回拖一次成功。

（6）各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证，方能上岗。不准操作与证不相符的机械，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作。

（7）操作人员必须按照本机说明书规定和操作规程，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后检查保养制度。 9 冬季施工措施

结合冬季施工特点，认真分析本地区冬季施工易发事故类型、原因，辩识查找各类重大事故隐患及安全生产中的薄弱环节，对本地区重大事故危险源真正作

到心中有数并进行重点监管。强化上级对下级的层级监督和工作检查，加强对安全责任落实情况的监督检查，狠抓各项措施的执行和落实。具体措施如下:

（1）根据冬季施工方案要求，开展冬季施工安全生产知识的宣传、教育和培训，提高作业人员的自我防范意识和安全操作技能。

（2）根据气候变化，灵活安排不同工种工作，在遇到大风、雨、雪等恶劣天气时应立即停止室外作业，及时清除施工现场的积水、积雪，在采取有效的防冻、防滑措施后方可进行正常施工。

（3）加强作业人员生活区的管理，严禁明火取暖和乱拉、乱接电器，严防烟气中毒、火灾和触电事故。

（4）每日定向钻施工完毕，将定向穿越设备内泥浆、水清放干净，并用保温材料覆盖；早晨开启设备前，先用喷灯喷烤预热。 10 施工范围内地下管线保护措施

（1）根据物探反映施工场地内会遇到弱电、燃气、供水、排水等地下管线障碍物，施工前必须对附近地下情况做好充分的调查，如遇有障碍物，及时上报监理、业主，采取适当的处理措施，施工前加强与有关管线部门联系，掌握各种管线的位置和走向，开挖施工过程派专人监控。

（2）在施工准备阶段，了解管线的特征和情况，将各种管线的功能、平面布置，埋深、走向等管线特征全面掌握，详细记录各管线的产权单位、联系人、联系电话、意外处理措施。

（3）工程开工前安排专业人员对施工范围内原有地下管线及其它障碍物作全面探查，了解地下原有市政排水管道、供水供电、电力电信等管线的走向和位置，以及附近建筑物基础的位置和埋深，对应设计图纸，如地下管线或其它障碍物与设计管道相碰，则及时通知会场监理、业主和设计单位，决定合理的方案后才进行开挖施工。

（4）施工前，项目技术负责人应组织工程施工人员进行技术安全交底会，将各种管线的保护措施进行交底。施工工人、机械人员应服从工地管理人员的安排，有责任向有关人员详细了解地下管线的情况。

（5）施工准备阶段工程施工期间，还应根据了解到的各种管线的特征结合本部分的施工范围进行。

（6）在现场用木桩或灰线标志清楚，为日后管线恢复提供技术支持。 （7）对于开挖出的通信电缆采用在管槽顶部架立槽钢、电缆下放垫木板、用绳将电缆悬挂等方法进行保护。

（8）对其它管线等根据管线具体情况采取包裹、悬吊或预托的方法进行支持保护。所有管线位置，都将设立管线保护警示标牌，确保管线不被破坏。