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中水北小河穿越

日期:2012年2月28日 13:50

中水北小河穿越

拉管施工方案

编制人 王远峰

北京隆科兴非开挖工程有限公司

 第1章 编制依据及编制原则

1.1 编制依据

1、《北京市城市东北部绿化带再生水一期工程北五环(望京北路~机场高速公路)再生水管线第二标段施工图》2005J148-SS00ZS0502ZS02、2005J148-SS00ZS0502ZS03。

2、《工程测量规范》(GB50026-93)

3、《CSTT水平定向钻进管线铺设工程技术规范》(2002)

4、《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004

5、《市政基础设施工程资料管理规程》(DBJ01-71-2003)

6、《市政基础设施工程质量检验与验收统一标准》(DBJ-90-2004)

7、《埋地高密度聚乙烯排水管道工程技术规程》(CECS164)

8、《北京市给排水管道工程施工技术规程》(DBJ01-47-2000)

9、《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)

10、《建设工程施工现场安全防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准》(DBJ01-83-2003)

11、《北京市市政工程施工安全操作规程》(DBJ01-56-2001)

12、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)

13、《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)

14、相关洽商、现场地下管线

1.2 编制原则

1、遵守设计意图,保证拉管施工段管线与球墨铸铁管之间的高程连接,保持原位高程不变。

2、遵循施工、设计及相关规范标准要求,坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性与实事求是相结合。

3、质量目标明确,施工中采用先进技术和设备,严格管理,保证措施完善,确保工程质量达到优质工程标准。

4、安全目标明确,安全措施可靠,制度完善,确保施工安全。

5、工期目标明确,统筹部署,合理高效安排施工进度,科学划分施工区段,协调统一,确保工期顺利实现

第2章 工程概况

2.1 工程简介本工程为北京市城市东北部绿化带再生水一期工程北五环路(京承高速公路~望京北路)再生水管线第二标段的北小河穿越。本标段原设计穿越北小河采用垂直穿越,过河后线路再折向北;施工用地均属于首都高速公路发展有限公司产权。经过相关单位协商,改为夹角穿越,减少对五环沿线绿化景观的破坏,降低施工风险。采用非开挖水平定向拉管施工起点桩号3+690,终点4+130。铺设再生水管道的管材为DN630PE管,总长度为186米,本工程须在北小河南侧的钻机附近开挖拆卸钻头坑1个,在北小河北侧开挖管线坡道坑1个。铺管地层土层为粉质粘土与砂土层,施工段有地下管线,管道最大覆土深度10米,河床部分管顶覆土4米。本次拉管施工的特点为单段距离较长,穿越地层中有砂层,穿越河流风险较高。

2.2主要工程量

2.2.1地下物调查用管线仪复测管线的种类、走向、位置与深度,共探测1116m2。经过对现场现况管线情况调查,虽然施工区域现况管线较少,但广告牌基础及2条污水对本次施工有较大影响。

2.2.2钻机辅助坑、管线坡道坑开挖、支护 钻机辅助坑尺寸:长×宽=3×2.5m,深度H=2.5米(具体位置见附图1)。管线坡道坑静空尺寸:长×宽=10.0×2.0~2.5m,最大深度H=2.5米,马道放坡坡度S=0.12(具体位置见附图1),坑边线放坡1:0.5。所有坑采用放坡开挖。

2.2.3 非开挖导向钻机铺管本工程计划使用非开挖技术铺设DN630mm再生水管线,总长度为186米。施工需用较多的水,并产生大量泥浆约810立方,无法全部回用,大部分需外弃。

2.2.4 焊接PE管本工程采用PE管,采用热熔焊接工艺,在地面焊接,每10米焊接一次,共需焊接18道口。

2.2.5 PE管外注浆加固 具体注浆量以实际发生量为准,不小于25.5m3。

2.2.6PE管道打压试验 186米长的管线打压试验。

2.3场地工程地质条件及地下水情况

2.3.1 地形地貌施工现场位于北京市朝阳区北五环南侧、广顺桥东侧的五环绿化带内,距北五环永中35米,区域内地势起伏不大。

2.3.2 地层情况(1) 0~2.0米 为杂填土。(2)2.0~6.0米 为粘质粉土。(3) 6.0~8.0米 为粉质粘土。(4) 8.0~10.0米 为粉砂。(5)10.0~12.0米 为粘质粉土。

2.3.3 地下水情况穿越区域内有地下水。

第3章 施工组织

3.1 人员组织针对本工程规模、特点和技术要求,结合现有项目部人员构成,组织施工经验丰富、责任心强的施工负责人,配备技术水平高、曾参与过国家重点非开挖工程的专家负责技术工作。选配操作技术水平高的专业施工队,成立工作坑支护、拉管施工等专业施工班组,确保工程的高效与高质量按期完成。具体组织机构如下:项目经理 牛顺宝 生产副经理 黄小虎 技术负责人 王远峰 工 长张业平 材料员王金仓 技术员刘 丹 质检员聂小爽 安全员牛顺宝 坑制作队 拉管队每支专业队人员构成如下表: 工作坑开挖、支护队 拉管施工队管理人员 3 2 测量工 2 2 电 工 2 2 焊 工 2 2 机械工 2 2 壮 工 6 20

3.2 施工准备熟悉施工图纸,领会设计意图。深入现场进行实地勘察,了解地层土质、地下管线和地上构筑物调查,与设计图纸和变更部分进行比较,如产生与设计意图、地貌变化以及地下管线、构筑物相冲突的地方,应及时与此相关单位联系分析、解决问题;保证工程安全、顺利的开展。对现场设备安拆、进出场道路等各项施工辅助工作,在施工前进行场地调查,如发现实际需要、需求与供给不能满足要求时,需要拆迁、业主等单位协调时,应及时联系解决问题,保证工程安全、顺利的进行。开工前对所有施工管理人员和各专业施工班组,开展专项工程的交底会议,进行各项工序的工程技术交底和安全交底。

3.3 水电需求供电负荷功率P=30KW,由1台45KW发电机组供应。用水量Q=3m/小时,由水车供应。

3.4 所用主要机械设备和仪器序号 设 备 名 称 规 格 数 量 1 导向钻机 DDW-210 1套 2 导向钻具 ф73mm 300米 3 泥浆泵 BW-250 1台 4 导向仪 Eclipse 1台 5 对讲机 Motorola 2对 6 全站仪 索佳Ⅲ 1套 7 水准仪 AL-300 1台 8 扩孔钻头 ф760 1套 9 扩孔钻头 ф250、ф480、ф660 1套 10 泥浆泵 3KW,10m3 8台 11 运输车辆及吊车 16T 1台 12 泥水分离器 ZX-200 1台 13 水箱 5m×1.7m×1.5m 2个 14 挖掘机 EX220 1台 15 热溶焊机 DHJ-630 1套 16 灌浆泵(上海人民泵) 3KW,45m3 3台 17 注浆泵 JZB-2 1台采用DDW-210型导向钻机施工,其工艺参数: A.转数: 20-50r/min B.给进力:230kN C.回拖力:230kN D.扭矩:9000N.m 所有设备提前进行保养;进场前检验,保证施工期间运行状态良好。设备进场后进行现场调试。

3.5 主要材料完成材料厂家资质的报验与审核工作。管材各种物理尺寸误差应符合设计及施工规范要求后方可施工。工程主要材料根据施工计划,合理安排材料进场,核对进场时间与数量组织。PE管运输、堆放应符合施工规范的要求。应小心轻放、排放整齐、避免油污,不得受剧烈撞击及尖锐物品碰触,管材吊装不得采用金属绳索,不得抛、拖、摔。堆放高度≤1.5米。 本工程所用主要管材为PE100的DN630给水用聚乙烯管材(指定厂家),管节长10米,共19节(190米)。注浆用SDR11系列DN20PE(PE80)给水盘管280米。 PE管标识用φ10钢筋186米。

3.6 工艺流程图

3.7 进度安排本次施工使用1台水平导向钻机施工,累计工作18日。开挖钻机工作坑和下管坡道坑2天,钻机就位、焊管和钻导向孔8天,扩孔、拉管8天。

第4章 主要施工方法

4.1 测量控制由专业测量人员按照设计图纸和测绘成果,将管线位置与工作坑位置测放到施工现场。工作坑开挖完毕后,复测坑位,测放管道轴线、高程及导向孔出入点。测量控制及实施按国家及北京市相关规程执行。以上施工需经现场质检员及监理复检无误后,再进行下一步施工。

4.2 物探调查与钻进轨迹设计物探实施按按国家及北京市相关规程执行。根据设计图纸、物探调查成果及管线变更部分的图纸确定钻进轨迹。平面钻进方向由测量人员在地面进行标定,钻进深度由测量人员在地面标注,钻进坡度由技术人员提供。平面位置、钻进深度、钻进坡度施工人员严格控制,对各数据进行书面交底。

4.3 工作坑开挖本工程设钻机辅助坑一座,管线坡道坑1个。根据设计图纸、现场的地形及占用地产权单位的要求,本施工段在五环绿化隔离带内,穿越土层由上至下分别为:0~1.0米回填土;以下为粘质粉土、砂土,坑施工区未见地下水。钻机辅助坑与管线坡道坑深都为2.5米,开挖采用人工与机械结合,坑侧壁按坡度的高:宽=1:0.5的坡度(在确保安全的前提下,可根据地层适当调整)放坡施工,马道放坡坡度S=0.12(具体见附图)。坑口1米范围内不允许堆土。人工清理边坡,保持坡面平整,坡度一致,无突出尖棱物。工作坑周围设置栏杆,栏杆横杆为两道φ48钢管,立杆φ48钢管,立杆间距1.5m,栏杆高1.2m,并在栏杆间挂护网、悬挂安全警示标志。为防止施工用水灌入工作坑内,在坑四周围砌24cm厚的挡水墙,挡水墙高出现场地面20cm。在钻机辅助坑及下管坡道坑槽底各设置1个直径0.5米,深0.5米的集水井。在集水井内放置泥浆泵。

4.4 钻进泥浆配制与控制钻进中使用定向钻专用泥浆,钻液配合比一般为:膨润土22%、钻液宝1%、水75%、2%膨润土重量的纯碱。根据返浆情况按比例添加纯碱等泥浆添加剂,调节泥浆的黏度、比重等指标,控制泥浆的流量及压力。为防止泥浆中固体颗粒物质堵塞导向钻具及扩孔钻头上的水眼,水较干净的自来水或经过滤的其它水源。扩孔回拖管道时钻进泥浆需要量大,应预先拌制不少于20m3的泥浆供扩孔回拖使用,存放于泥浆池内,根据使用量随时补充。为减少泥浆的用量、合理使用资源,对泥浆进行重复利用,须用一台泥分水泥器将钻进导向孔时的泥水混合物与回扩拉管时的泥水混合物,由坑内泥浆泵送入泥水分离器,对泥水混合物进行分离工作,即将原土从混合物中脱离出来,使泥浆回到混合前的状态,使泥浆又可以参加钻进施工以达到重复利用泥浆、节约使用泥浆。施工现场位于绿地内,经泥水分离器分离出的泥土须用渣土车外运,弃用泥浆须用泥浆车外运。

4.5 管道焊接 PE管每节长度10米,焊接方法为热熔焊接,PE管在地面先行将所有管线焊接完毕,在下管坡道坑内与拉管头连接在一起。管道焊接严格遵守热熔焊机生产企业和管材生产企业的焊接指导参数规定。冬季施工遵照热熔焊机生产企业和管材生产企业的冬季焊接指导意见,做好焊接前、焊接中、焊接后的每一步工序。焊接前先用洁净棉将管道连接面上的污物擦净;调整焊机夹具,保证两对接管道四周的错边量不大于壁厚的10%;精确控制热熔连接工具的温度值及温度分布;调整焊机铣刀,使管材的加热面结构符合焊接工艺要求。焊接过程中,注意控制热熔焊机的加热时间、电流、加热温度和施加的压力以及保压冷却时间,确保连接强度,防止焊缝出现裂纹及断开。每个焊缝须有质检员确认。 焊接检验在现场有条件的情况下,先挖一条深1.2米的沟,将所有管线放入沟内,然后回填,再按标准的水压试验程序进行打压,合格后才能进行后续拉管施工。如受场地限制,无法进行打压试验或焊接质量良好可省略。

4.6导向孔钻进先将钻机由吊车吊入坑内,并放到适当的位置。使钻机轴线与管线中线重合,调整钻机桅杆与水平面夹角,误差在要求范围内。钻机底座安装应平稳,定位地锚确保钻机安放可靠。集水井内泥浆排放系统连接正常。预先在现况地面测放再生水管位(轴线),每5.0米一个,标志点明显且不宜破坏。控制点附近加密,每1.0米一个。钻机就位后,各种机具连接完毕即可开始导向孔施工。导向孔的左右方向控制,是靠预先在现况地面测放再生水管位(轴线)点控制,每钻进0.5m根据导向仪的参数调整一次钻进方向;导向孔的高程控制,采用预先在现况地面测放再生水管位(轴线)点的高程与导向仪显示的深度相比较,每控制点上导向钻头的标高准确,结合导向仪倾角显示,控制钻进坡度,避免猛纠,保持钻杆直顺。一般导向孔的左右方向与高程同时控制,保证导向孔与设计轨迹相同。并做好相关施工记录。

4.7 回扩、拉管回扩拉管施工顺序为:扩孔→制作拉管头→连接管道→边扩孔边拉管→拉管。当导向钻头到达下管坡道坑后,停止泥浆供应,确认导向钻头出露位置(轴线和高程),误差符合设计及施工规范后卸下导向钻头,依次采用Φ250mm、Φ480mm、Φ560mm、Φ760mm扩孔钻具进行扩孔,最后以Φ760mm扩孔钻具带管回拖。分级扩孔时检查返浆,根据返浆情况,及时调节配比、外加剂的使用量等措施调节泥浆的黏度、比重等指标来满足地层变化引起的泥浆要求;扩孔速度适宜,保证成孔质量。施工过程形成记录为后绪施工做指导。每次分级扩孔至钻机坑后,卸下扩孔钻头,连接拉鼻子后将钻杆再次送回下管坡道坑。分级扩孔完毕后,依次按如下顺序连接:Φ73钻杆、Φ760mm扩孔钻具、分动器、拉管头、PE管。拉管前24小时将拉管头与PE管的连接完毕;拉管前所有PE管线应焊接完毕,保证不漏水、焊缝强度符合使用要求;拉管前应考虑注浆管路的布设与保护钢筋的布设。拉管时根据钻机的回拖力与钻机的扭矩控制回拖的速度、泥浆的压力、流量。拉管须连续作业,实行24h小时换班制,保证拉管一次完成,杜绝无故停机。

4.8保护再生水管线拉管施工无法在管顶以上0.5m铺设中水管线标志带,因此在拉管施工时,在管顶铺设一根Ф10的钢筋,随管拖入孔内。钢筋须做防腐,防腐采用刷环氧酶沥青漆2遍。

4.9处理管头当管道回拖至工作坑后,依次卸下分动器、拉管头。在坑内将与拉管冒连接的管头端部裁下,按设计长度保留管头的长度。

4.10PE管外壁与土体的间隙注浆在管道铺设完成后,PE管道外壁与钻孔孔壁土体有一定空隙,用高压注浆机将浆液通过注浆管注入空隙中,确保地表不发生沉降等情况。回拖拉管时,按每个注浆管头注40米间隙设计,在DN630mm管外携带5根SDR11系列DN20PE给水管(PE80),5根中有2根因距坑边较近,可在管线拉管结束后插入,其余3根须在DN630mm管外用10#铁丝每隔10米固定一次固定牢固, 随DN630mm管一起拉入。5根DN20PE给水管的长度分别为:186米段拉管时为:18米、68米、108米、68米、18米。 为提高注浆效率,注浆前须进行灌浆。 灌浆前,先将坑边孔口与PE管的缝隙的大部分用粘土、编织袋等封堵,每个孔口再预留DN20PE给水管1根作通气管。将通至中部的3根注浆管与切割泵分别相接进行灌浆,直至灌满。然后用粘土、编织袋全部封堵坑边孔口,通气管安装正常,继续进行灌浆,直至通气管出浆。再进行注浆。注浆时,分别用5根注浆管与注浆泵连接,分多次注入水泥浆,直至注浆机的注浆压力达0.2MPa即停止注浆。间隔1小时后再注浆,直至压力再次达0.2MPa。共反复3次后停止注浆。 本次工程,前期灌浆时浆液配比为水:灰=0.5,后期带压注浆的浆液配比为水:灰=1.5。浆液中可适量加入粉煤灰、砂土、缓凝剂等,具体添加量现场试验确定。因注浆为充填注浆,注浆量根据地层具体考虑,以注浆泵的泵压作为参考。

4.11管道试压 PE管焊接完成后,在现场有条件的情况下,先挖一条深1.2米的沟,将所有管线放入沟内,然后回填、做好后背,再进行打压实验,在打压实验完成并确认无误后,进行回拖准备。拉管结束,管外壁注浆后也须进行打压试验。管道打压试验分预试验阶段和主试验阶段两阶段进行,试验流程按以下程序进行。预试验阶段: (1)将试压管道内的水压降至大气压,并持续60min。此期间内禁止空气进入管道。 (2)缓慢将管道内水压升至试验压力并稳压30min,此段时间内如压力下降可注水补压,但不得高于试验压力。检查管道接口、配件等各连接处,有无渗漏现象,如有渗漏现象则停止试压,查明原因并采取修补措施后进行复检。 (3)停止注水补压稳定60min。当60min后压力下降不超过试验压力的70%时,则预试验阶段的结束;如果反之则停止试压,查明原因并采取修补措施后进行复检。主试验阶段: (1)上述预试验阶段合格后,讯速将管道泄水降压,降压量为试验压力的10%~15%,期间应准确计量降压所泄出的水量△V(L),按 △Vmax=1.2 V △P{(1/ Ew)+〖di / (enEp)〗}式中:V-试压管段总容积(L); △ P-降压量(MPa); Ew-水的体积模量(MPa),不同水温时Ew值可按《水压试验国标》表7.2.3采用; Ep-管材弹性模量(MPa); di-管材内径(m); en-管材公称壁厚(m);当△V大于△Vmin,停止试压,检查原因。泄压后应排除管内过量空气,再从预验阶段的第二步重新试验。(2)每隔3min记录一次管道剩余压力,应记录30min。当30min内管道剩余压力有上升趋势时,则试验合格。(3)30min内管道剩余压力无上升趋势时,则再持续观察60min。在整个90min内压力下降不超过0.02MPa,则试验合格。如果管道试验阶段上述2条件不能满足时,则水压试验结果不合格,应查明原因采取措施修补后再进行复检,直至合格。

4.12 季节性施工措施为了保证冬季施工的正常运行,在整个施工过程中应严格遵守以下冬季施工措施。(1)人员、材料准备为搞好冬施工作,拟准备的物质有:工业用盐200千克,防火草帘500m2,保温岩棉套60米,彩条布200米,帆布200m2,电炉2个,架子管及扣件。组织进行泥浆制作人员、渣土搬运人员的岗位培训。每工作班组定员增加1-2人。(2)工作坑的制作措施基坑土方开挖暴露的给排水管采用防火草帘覆盖;坑外所堆的渣土不能及时回填、外运的要采用防火草帘覆盖保温。上下坑的梯子在两端要设置防滑装置,固定牢固。(3)导向钻进措施主机泵站的柴油机要添加防冻液与防冻机油,注意定时检查。泥浆泵如停止使用要放净腔体内的水,再次启动时要烤热机器,清除冻冰;如临时停机,主机在地面时,使泥浆在管路内循环。钻杆与钻头等机具要防止内部存水结冰。停机后要控净相关水管内的水,并采取保温措施。泥浆搅拌时加入1%左右的工业用盐,降低凝固点。废弃的泥浆要及时外运排放。地面泥水设专人清理,防止结冰。劳保用品要齐全,配备防滑水靴等冬季用具。工地准备大容量的电热水壶与存储容器备开水;对铁器的加温,用汽油喷灯;其他物品一般采用苫盖或电炉加温。增加储水水箱的容积;短距离供水,水管岩棉保温及覆盖;长距离供水,使用水车运输。(4)施工用电现场的电器设备做好防雨罩;电器设备由专业人员增加测试次数,合格后方可使用;专业人员经常检查电缆、电线的绝缘情况,发现破损及时维护,防止漏电;暴雪天气现场及时切断电源。(5)冬施安全要点冬施期间禁止用煤灶做饭,食堂与宿舍要有安全距离;火炉取暖要有审批制度,通风设施齐全,严防煤气中毒;杜绝电炉取暖。施工现场整洁、干净、无积雪;围挡设施固定牢固,设置醒目标志。登高作业器具齐全。上下工作坑的梯子在两端设置防滑装置,并固定牢固。 五、质量保证措施:

5.1 质量标准工作坑和下管坡道坑有足够的工作面。工作坑坡度符合要求。 PE管铺设的导向孔钻进、扩孔拉管偏差符合设计、甲方等单位验收要求。 PE管允许偏差表序 号 项 目 允许偏差(mm) 检验频率 范围 点数 1 轴线 ≤126 100m 2 2 高程 ≤126 100m 2

5.2 质量保证措施(1)质量保证应遵照设计、建设单位有关要求条款执行和实施。(2)为确保达到上述质量标准,实行质量三检制,在项目部质检员自检基础上,由我公司质检员检查,合格后与监理进行交接检,确保施工质量。(3)项目经理部成立以项目技术负责为首的质量管理小组,对整个工程质量负全面责任,质检员负具体检查责任。(4)班组长认真执行质量标准,按规程作业,对工序质量负责。(5)开工前,落实各级人员岗位责任制,做好技术交底,使每个施工人员对工程总体要求明确,对岗位职责、岗位技术要求及质量要求,有深刻了解,使人人都有很强的质量意识。(6)要积极配合建设、设计、 质检站对施工质量的检查验收,积极听取其意见和建议,有问题及时纠正。

六、安全生产、文明施工:

1、安全生产、文明施工应遵照国家有关条款执行和实施。

2、施工人员进入现场应戴好安全帽, 并接受入场教育,现场各种机电设备专人负责,非操作人员不得擅动设备。

3、作业时,一定要有专职安全人员在现场指挥协调。

4、工作坑在开挖和支护完成后,一定要注意观测,在保证安全的基础上,才可以下坑进行下一道工序。

5、电工、电焊工须持证上岗。

6、夜间施工要有足够照明。

7、现场交叉作业要注意相互配合,听从指挥,发现问题及时解决。

8、做好文明施工,保证现场卫生清洁。

所属类别: 应用技术

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