拉管施工工藝

1、施工工藝流程圖

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2、施工測量

2.1平面控制放線

平面控制及放線,依據現有邊線,通過勘測方提供的控制點引測本工程的定位點,為保證施工各階段控制點網,座標及高程的準確,首先對施工現場內各控制樁加以保護。並把各控制點引測至現場外加以保護,以便豎向引測放線。同時要做閉合校核。

施工前通過全站儀沿地面上拉管的中心線每3米設置一樁(有障礙物的除外),並沿拉管的中心線撒好白灰線且測出樁高程,算好樁高程與設計拉管流水面的關係。

2.2高程控制

高程控制根據勘測方提供的水準點引測施工現場的高程控制點。根據本工程的實際情況,在現場選擇固定的地方做臨時水準點,並做好保護。

高程控制採用兩次儀器高程前後視等距測法,保持精度。為保證設計方向、位置的正確性,控制線的傳遞用經緯儀進行引測,保證平面位置的準確。

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3、地層勘探地下管線探測及鑽進軌跡的規劃與設計

地層勘探主要了解有關地層和地下水的情況,為選擇鑽進方法和配製鑽液提供依據。其內容包括:土層的標準分類、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵礫石情況等。

導向孔軌跡設計是否合理對管線施工能否成功至關重要。鑽孔軌跡的設計主要是根據工程要求、地層條件、地形特徵、地下障礙物的具體位置、鑽桿的入出土角度、鑽桿允許的曲率半徑、鑽頭的變向能力、導向監控能力和被鋪設管線的性能等。

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4、鑽液的配置

鑽液的好與壞對於拉管施工的成敗起到了極關鍵的作用。鑽液具有冷卻鑽頭、潤滑鑽具,更重要的是可以懸浮和攜帶鑽屑,使混合後的鑽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。

本工程按以往施工經驗和對類似地區地質情況的瞭解,配置鑽進液。鑽液由水、膨潤土和聚合物組成。水是鑽液的主要成份,膨潤土和聚合物通常稱為鑽液添加劑。鑽液的品質越好與鑽屑混合越適當,所製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處理劑。燒鹼(或純鹼)可增粘、增靜切力、調節PH值,投入燒鹼量一般為膨潤土量的2%。

根據以上理論,本工程的鑽液配合比確定為:膨潤土20%,轉液寶1%,水75%,2%膨潤土重量的燒鹼。

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5、導向鑽進

鑽機就位後,調整鑽機導向杆到略高於設計管位中心高程的位置,水平鑽入土中。在導向鑽頭中安裝發射器,通過地面接收器,測得鑽頭的深度、鴨嘴板的面向角、鑽孔頂角、鑽頭溫度和電池狀況等參數,將測得參數與鑽孔軌跡進行對比,以便及時糾正。地面接收器具有顯示與發射功能,將接收到的孔底信息無線傳送至鑽機的接收器並顯示,操作手根據信號反饋操縱鑽機按正確的軌跡鑽進。在導向鑽孔過程中技術人員根據探測器所發回的信號,判斷導向頭位置與鑽進路線圖的偏差,隨時調整。並把調整數值記錄在“鑽進位置”相應的表格中。

為了保證導向頭能嚴格按照操作人員發出的指令前進,需要在管道線路初步布點後對控制點進行加密加細。間隔3m設中線、高程控制點,用木樁做出明顯標誌,並在樁點周圍用混凝土砌出護墩加以保護。控制人員嚴格按照點位,操縱儀器。

根據以往的施工經驗,PE管在孔內拉動的過程中受重力的作用,會發生管道下沉現象。因此在本工程中,導向鑽進的鑽進點選擇在略高於設計管中線的地方。以減低管道自重對高程的影響。

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6、擴孔

根據現場地質情況,採用刮刀式擴孔器。擴孔器尺寸為鋪設管徑的1.2~1.5倍,即50㎝×1.5=75㎝。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。

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,使導向鑽進失去作用併為再次鑽進埋下隱患。考慮到地層泥漿較易漏失,泥漿漏失後,孔中缺少泥漿,鑽桿及管線與孔壁間的摩擦力增大,導致拉力增大。因此要保持在整個鑽進過程中有“返漿”,並根據地質情況的變化及時調整鑽液配比以產生的不同泥漿。

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7、管道焊接(電熔焊接)

(1) 管道接口質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行。

a、電熔連接機具與電熔管件應正確連通,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切割垂直,連接面應清潔乾淨,並應表明插入深度,颳去表面的氧化層。連接前,對應連接件,使其在同一軸線上。

d、幹管連接部位下端應採用支架,並固定吻合。

e、管道連接時,施工現場條件允許時,可在在溝槽上進行焊接。

f、焊接完畢後,檢查觀測孔內物料是否頂起,焊縫處是否有物料擠出。合格的焊口應是圠唵熔焊過程中,無冒(著)火、過早停機等現象,電熔件的觀察孔有物料頂出。

(2)熱熔連接:

a、熱熔連接前、後連接工具加熱面上的無汙物應用潔淨棉布擦淨。

b、熱熔連接加熱時間和加熱溫度應符合熱熔連接工具生產廠和管材、管件生產廠的規定。

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,當形成連續的切削時,退出卡具,檢查管子兩端的間隙(不得大於3mm)。電熔連接面應清潔乾淨,刮初表面皮。

e、熱熔對接連接,兩管段應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,錯邊不宜大於壁厚的10%。

f、加熱板溫度適宜(220±10℃),當指示燈亮時,最好在等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於機架上,閉合卡具,並設系統的壓力。達到吸熱時間後,迅速打開卡具,取下加熱板。應避免與熔融的端面發生碰撞。

h、迅速閉合卡具,並在規定時間內,勻速地將壓力調節到工作壓力,同時按下冷卻時間按鈕。達到冷卻時間後,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,應拆下液壓軟管,並做好接頭防塵工作。

j、合格的焊縫應有兩翻邊,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於所焊管子的表面。

k、管道連接時,施工現場條件允許時,可在在溝槽上進行焊接,管口應臨時堵封。在大風環境下操作,採取保護措施或調整施工工藝。

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8、拉管

拉力計算: φ500PE管重量為45.76㎏/m。管道傾斜角度為:10

F=(G+ G×μ)×n =(16.38+16.38×0.4)×1.15=26.37噸

G-管道總重量在X方向的分量 μ-摩擦係數 n-安全係數

經計算,所選用拉管機能承受該拉力。

中水管焊縫和管道強度檢驗合格後,即可進入拉管施工。首先用現場製作的“PE管封套”將管頭密封,然後在管頭後端接上回擴頭,管後接上分動器進行接管,將管子回接到工作井後,卸下回擴頭、分動器、取出剩餘鑽桿,堵上封堵頭,進行水壓試驗。

施工時,拉管機操作人員要根據設備數據均勻平穩的牽引管道,切不可生拉硬拽。

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9、注漿加固

PE管道拉通後,為了避免地面沉降,需要進行注漿加固。由於受場地條件限制,本次採用孔內注漿的加固措施。

(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管一同拉入土中並一同到達拉管設計終點樁號。到達終點後,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。

(2)移動拉管機到1#接收坑,和∮25鋼管連接並回拽。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。然後再換再拉,再拉再注,反覆進行。直到把鋼管全部拉出1#接收坑,注漿過程也就全部結束了。

a、根據實際情況每3-6米注漿一次,根據計算注漿量一定大於泥漿量,注漿時儘量保持不要間斷。

b、當花鋼管拖入地面時一定要用堵頭堵死,防止漿液從花管前端流出。


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