本工程主要采用定向钻进拖拉法施工，主要工艺流程:施工准备→控制井施工→定向轨迹设计→管道轴线测量放样→钻机定位→试钻→控向钻导向孔→多级扩孔→回拉管材→注浆填充→现场清理→撤场。

1、施工准备

PE管抗外压能力强(能承受较大拉力)、柔韧性好(能较好地适应沉降,抗震能力强)、单位质量轻(在牵引过程中可减小与孔壁的摩擦力),非常适合牵引施工。为确保工程质量,管道材料必须满足各项设计要求,主要有:

A、管道外观颜色一致，内壁光滑平整,管身没有裂缝,管口无破损、裂口或变形等缺陷 。

B、管道的端面应平整(与管的轴线垂直),轴向不得有明显的弯曲突出小于（5mm）,管道插口外径、承口内径的尺寸及圆度应满足设计要求。

C、管材外壁应有统一的标识（生产企业、产品名称、公称直径、环刚度及生产日期等）内压强度及刚度应符合现行国家标准有关材料要求.

D、管材经检测单位合格。

2、定向钻孔轨迹设计

定向钻孔轨迹由两部分组成 : 造斜段直线段、曲线段、水平直线段（与管道排水坡度一致）等组成；造斜段是钻杆进入敷管深度的过渡段 ,直线段是管道穿越障碍物的敷设段 。

(1)、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。

(2)、定向钻孔轨迹的形态取决于穿越起点(A 点)、穿越终点 (B 点) 、敷管深度( h) 、造斜段曲率半径( R1、R2)等参数 ,其中    R1    由钻杆最小曲率半径 (Rd)和敷管深度( h) 决定 ,根据经验 Rd≥1000d (d 为钻杆直径 ,50 mm) ; R2由所敷管的弯曲半径决定。

2.1、入土角不宜超过15 º，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20º

2.2、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，土质越软弱，a角越小，a角取值一般在1.5 º～3.0 º。

2.3、分段牵引施工要点：

工程中一次牵引敷设管线最大长度为按实际地形而定，但不得超过设计规范要求 ,当敷设长度过大或受场地等外界因素影响时牵引机械不足以一次完成拖管工作 ,这时需要采取分段牵引施工。AB    段的导向孔打通以后先用 É200 的回扩头回扩一次 ,然后把回扩头推至 AB 段中点 O ;在 O 点挖坑 (2 m ×4 m ×6 m) ,换上钻头沿曲线钻进至 M 点出土 ,顺次回扩拖管 ,完成 AO 段管道的敷设 ;后退23 m 以点 N 作为入土点沿曲线钻进至 O 点 (确保达到预定深度) ,然后换上     回扩头顺着原孔推至P 点出土 ,顺次回扩拖管 ,完成 OB段管道的敷设 。

2.4、工作坑施工：

每段牵引需要挖掘 2 个工作坑 ,即入口工作坑和出口工作坑 ,平面尺寸为Ф3米，深度3.5米左右的圆形工作坑，均可利用已有设计的窨井,待窨井底板浇筑完成后,达到设计强度后即可进行拖拉管施工 。入口工作坑用于检测钻杆的钻进角度和旋转扭动等工作状态 ,出口工作坑是回拖时提供排水管入洞的工作坑。管道洞口处理要有密封措施,防止渗漏。

2.5、工作坑围护

工作坑四周采用一砖挡土墙进行支护，支护墙采用24墙进行砌筑，人工将基坑四周修圆顺后用M7.5水泥砂浆砌筑24cm厚挡土墙，砌筑高度在1.5米～2米，具体视基坑深度而定，砌筑挡土墙前应按要求用水将砖湿润，保证砖与水泥砂浆的粘结强度。砌筑圆形挡土墙主要是靠土体的撑力而形成拱力，因此挡土墙砌筑时要与土体紧密结合，与土体不得有空隙现象。杜绝挡土墙一侧受力不均而破坏挡土墙的整体拱力。

3、管道轴线测量放样

   根据图纸，组织相关施工技术人员至施工现场进行实地踏勘

3.1、施工测量及准备工作：

3.1.1、根据甲方的交桩记录及有关本工程的测绘资料，检查施工现场的控制桩、导线点、水准点是否正确、松动等并及时做好攀线桩等保护措施，若发现问题及时汇报，测放临时水准点时，闭合偏差必须≤12K1/2mm，达到精度要求，并报请监理复核后方可采用。                              

  （1）通视条件下的测量：使用交汇法引测入口工作坑、出口工作坑，置径纬仪至A点，后视B点，作B、A直线的延长线，并在入口和出口工作坑，后部定出一点C、D保证C、A、B、D在图一条轴线上。

（2）不通视条件的测量：引出A、B两点后，根据导线法以及平移法定出C、D、A点。

3.1.2、管道施工标高控制：由于本工程主要穿越迎宾路，在拖拉过程中如何控制好（C～A点、B～D点）成孔标高是保证管道标高的质量关键。一般钻机导杆长度为3m左右，引在出口工作坑和入口工作坑外恻到钻机停靠位置沿导线点方向加设临时高程点控制桩，控制桩可用木桩或钢筋，控制桩间距应不大于3m，桩顶标高用水准仪进行抄平，在施工前计算好桩顶至钻头的高差，导向钻孔时手持雷达探测仪置于桩顶以控制好钻头的高程。

4、定向钻机钻进技术方案        

定向钻机的主要部件有轮式钻机、操作系统、动力站、液压系统、钻头、钻杆等,按照安装使用规范进行安装。钻机运到现场后须先锚固稳定,并根据预先设计的钻机倾斜角进行调整,依靠钻机动力将锚杆打入土中,使后支承和前底座锚与地层固结稳定。钻杆轨迹的第一段是造斜段,控制钻杆的入射角度和钻头斜面的方向,缓慢给进而不旋转钻头,就能使钻头按设计的造斜段钻进。钻头到达造斜段完成处后便进行排水管流水段(即AB直线段)的钻进:旋转钻头并提供给进力 ,钻头就能沿水平直线钻进。钻头上装有带信号发射功能的探测仪器在钻进过程中通过地面接收仪器接收探头发出的信号,经译码后便可获知钻头深度、顶角、工具面向角、探头温度等参数,根据所接收的数据调整钻头操作参数,使钻进按照流水线标高路线前进,到达出口检查井后完成钻孔工序。

钻进操作的注意事项：

(1)、钻杆的上、下接头应对正边缓慢给进动力边慢转上扣不得拧得过紧。

(2)、不允许使用弯曲和有伤的钻杆。

(3)、钻进速度不宜过快,应根据地层条件合理调定给进力。

(4)、造斜顶进时,每次顶进尺度控制在0.5m左右为好,曲线要缓。

(5)、钻杆内不得进脏物,以免堵塞钻头喷嘴。

(6)、当机油

压力报警指示灯亮时说明油压不正常,要进行检查。

(7)、当机油堵塞报警指示灯亮时要更换机油滤芯。

(8)、改变水泵排量时先摘开离合器,不得带速换档。

(9)、在水泵较长时间不工作的情况下应将其变速箱挂空档 ,然后合上离合器 ,以保护分离轴承。

(10)、按规范开动钻机后不要马上用全负荷钻进,而应先进行试运转,待确定各部分运转正常后方可开始钻进。

4.1、定向钻机的选择：

工程中采用的定向钻机为（ZT-35），其最大回拖力为 3430 kN ,远大于管与土体之间的摩擦力 ,满足要求 。管材强度及接头强度见检测报告。

60P45A主要技术参数

4.1.1、扩孔器的选择：Φ860mm牙轮式扩孔器 或Φ600mm凸轮式扩孔器 

4.1.2、管材的选择：牵引管材选用Φ400、Φ600PE100管。

4.1.3、钻井液的选择：“易钻”高造浆率/低滤失量膨润土

产品描述：易钻是一种高造浆率，添加特制干粉聚合物的200目钠基彭润土。在钻探过程中，它能够有效地保持钻孔的完整性。

推荐用途：易钻是特别为倾斜钻进或水平钻进而设计制造的。可以用于各种类型的淡水泥浆循环钻进，也可以作为用于顶管施工的润滑剂。

4.2、施工机械的安装调试

定向钻机安装应符合下列要求：

(1)、钻机应安装在管道中心线延伸的起始位置；

(2)、调整机架方位应符合设计的钻孔轴线；

(3)、按钻机倾角指示装置调整机架，应符合轨迹设计规定的入土角，施工前应用雷达探测仪复查或采用测量计算的方法复核；

(4)、钻机安装后，起钻前应用锚杆锚固，满足钻机回拉力支撑要求。土层坚硬和含水率低时，宜用直锚杆；土层较软时，宜采用螺旋锚杆。

雷达探测仪的配置应根据机型、穿越障碍物类型、探测深度和现场测量条件及定向钻机类型选用，使用前应符合以下要求：

(1)、操作人员必须经过培训并具有掌握仪器原理、性能、适用范围、操作方法的知识和技能；

(2)、雷达探测仪在施工前应进行校准，合格后方可使用；

4.3、钻头位置监测：

钻机配有一手雷达探测仪,用以确定钻头位置及各项数据,监测钻头是否偏离设计轨迹。在造斜段钻头每钻进10cm就测一次钻头的位置,在平敷段则每隔20cm监测一次。如果发现偏离轨道,就通过调整钻头斜面的方向进行纠偏,但纠偏不能太急(应该在几根钻杆长度内完成纠偏),也不要过度 。

4.4、回拉扩孔：

钻头到达出口工作坑后钻进工作完成,但是孔径还没有达到敷设要求,因此需要采取多次扩径，直至扩孔到预定孔径。扩孔的最终直径为管道外径的1.1～1.3倍，具体操作为:卸下钻头,在钻杆尾端连接回扩头,开动钻机旋转、回拉扩头进行扩孔。回拉过程中须不断加接钻杆(始终保持钻杆不能没入孔洞中),扩头回拉到达接驳坑后卸下的回扩头,再在出口工作坑的钻杆尾端接上大一号的回扩头,如此扩孔到预定孔径。

在钻杆回拉扩孔过程中,需通过钻杆注入膨润土浆,以减少摩擦,降低回转扭矩和回拉阻力,同时膨润土浆还有固壁、防止孔洞塌方和冷却钻头的作用。旋转回扩头切削下来的泥土与膨润土浆混合形成泥浆后流到出口工作坑的集浆坑里,实现了将土排出的目的。集浆坑里设泥浆泵,用以把泥浆抽到泥浆池。

定向钻进及扩孔应按地层条件配制泥浆，泥浆性能指标的调整应符合下列要求：

（1）粘度应能维护孔壁的稳定，并将钻屑携带到地表；

（2）泥浆的失水量控制，一般地层30min内泥浆的失水量宜控制10～15ml；水敏性易坍塌和松散地层失水量宜控制5ml以下；

（3）泥浆的PH值应控制在8～10之间。

护孔泥浆应在专用的搅拌器中配制，并具有足够的供应量，从钻孔中返回的泥浆应及时外运，满足工程文明施工和环保要求处理。

护孔泥浆压力应视不同扩孔阶段分别选用泥浆压力和流量。 

4.5、回拉敷设管道：

成功扩孔到预定孔径后便可回拉敷设管道，在回拉前要进行管道的接连,即用热熔法将PE管连接成与成孔长度相当的管道之后,将管道与扩孔器相连,经回拉将管道牵引进孔洞内。

回拉管道前应检查管道连接的热熔焊接质量，待焊接自然冷却后，检查合格方能进行回拉管道。

回拉管材施工中，操作人员应密切注意钻机回拉力、扭矩变化，采取措施尽可能减少摩擦阻力。现场记录按附录—表4要求填写。

4.6、PE管的焊接：

将要连接的两根管子保持水平状态,并清除其表面的杂物,将电热熔带及锁紧扣带放在管道连接部位并用夹钳把锁紧扣带扣紧,然后把热熔机与电热熔带相接,设定加热时间后启动热熔机(绿灯亮),当热熔机的红灯亮时电热熔过程完成。关掉电源,再一次用夹钳扣紧锁紧扣带并保持一定的冷却时间(约15min),冷却后松开锁紧扣带。如此类推将管道焊接成需要敷设的长度,为拖管做好准备。

4.7、PE管道的加固：

回拉管道过程中要牵引的管线很长,为了保证在牵引过程中不会出现拉断管和因泥浆排出不及时而压扁管的情况,在回拉前要作以下处理：利用PE管比钢管内径小两档，在PE管外部用钢管进行护管。在钢套管外部绑上钢筋，技术处理如下:

a.顺管外沿用4根6号钢筋紧抱管两端,管则用1根8号钢筋拉住管两端,在管外围每隔10m采用6号的钢筋环形抱住外沿的4根钢筋,确保拖管的整体性,防止断管。为了保证这5根纵向受力钢筋能够整体受力,将钢筋都焊接在封板上,8号钢筋与封板用玻璃胶封口,防止漏水。

b.分别在A、B点开挖一深坑,让泥浆自由流到坑里,并用泥浆泵抽出。

4.8、PE管接头形式：

对接熔化焊接头：对接熔化焊接头适用于直径大于40mm的管子,是PE材料最通用的连接形式,甚至PE膜材和板材也使用熔化压力焊拼接。在同样的密封和工作压力下,其具有良好的经济性。该接头由管材与同材质的管件熔合组成,与母材同材质、等强度,焊接形成的翻边具有良好的加强作用。但内翻边会减小管道的实际流通直径增大介质的流动阻力。

4.9、对接熔化焊接头施工工艺：

（1）、清理管端；

（2）、将管子夹紧在熔焊设备上,使用双面修整机具修整两个焊接接头端面;

(3)、取出修整机具,通过推进器使两管端相接触,检查两表面的一致性,严格保证管端正确对中；

(4)、在两端面之间插入210℃的加热板,以指定压力推进管子,将管端压紧在加热板上,在两管端周围形成一致的熔化束(环状凸起)；

(5)、一旦完成加热,迅速移出加热板,避免加热板与管子熔化端摩擦;

(6)、以指定的连接压力将两管端推进至结合,形成一个双翻边的熔化束(两侧翻边、内外翻边的环状凸起);熔焊接头冷却至少30min。值得注意的是,加热板的温度都由焊机自动控制在预先设定的范围内。但如果控制设施失控,加热板温度过高,会造成溶化端面的PE材料失去活性,相互间不能熔合。良好焊接的4″管子焊缝能承受十几磅大锤的数次冲击而不破裂,而加热过度的焊缝一拗即断。

4.10、钢套管施工：

套管采用无缝钢管，全部采用埋弧焊焊接接口。焊接工艺按照GB50236-97现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范执行，焊缝按设计及监理工程师 的要求进行超声波探伤及X射线拍片检查，如有不合格，立即进行返修至合格，施焊焊工先行进行考试，合格后持证上岗操作，也可选用HDPE管，但环刚度必须达到1200KN/㎡。

4.11、闭水试验：

试验按《给排水管道工程施工及验收规范》进行。闭水前，管道内应先灌水24h，使管道充分浸透，闭水试验的水位，应在试验上游管道内顶以上2m，如上游管内顶至检查口的高度小于2m，闭水试验水位可至井口为止，渗水测定时间不小于30min观测水位下降，经计算试验合格，试验时通知监理工程师和有关单位到场，并做好试压记录。指标为：DN400mm：1.84m3/km.d；DN600mm：1.76m3/km.d

4.12、土方、泥浆工程：

工程中泥浆运用较多，按照现场施工条件和江苏省关于环境保护的有关精神文件，采取积极有效的措施（如砌筑泥浆池等），在施工过程中使泥浆不外流，不影响环境。

对于在施工过程中需要对土方进行处理时，将对处理处对原地面进行一次全面实地测量，确定填挖深度。保证填土厚度控制在松土30cm，压实厚20cm左右。

一般土方处理过程如下：测量基准标高样桩→机械推平→人工整理，首先由测量组人员根据水准点测放出平整要求标高，并设置样桩，推土机整平土方时由专人指挥，随时控制标高，最后由人工修理。对于多余土方将外运至业主指定地点。

4.13、检查井、砌筑及回填：

     管道拖拉就位后，清理控制井，砌筑检查井窨井。管道与检查井墙接头处应安放遇水膨胀橡胶止水圈等止水材料。控制井外侧回填时，先回填中粗砂至管顶以上0.5m，分层浇水密实。造斜段以及管道外壁必须注浆充填密实。

5、工程质量验收

一般规定施工中对每道关键步骤的施工质量进行检验，建设单位或监理机构应对施工质量进行监督和检查，按照备案制要求验收。

5.1、管材接口焊接质量应符合下列要求：

   （1）对接热熔焊焊缝焊接力学性能不低与母材。

   （2）对接热熔接后应形成凸缘，且凸缘形状大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂缝；接头具有沿管材整个圆周平滑对称的翻边，翻边最低处不低于管材外表面；对接错边量不大于管材壁厚的10%，且不大于3mm；

   （3）管道内壁凸缘必须处理平整。

5.2、管材质量检验

（1）检查数量：外观质量全数检查；热熔焊缝焊接力学性能试验每200个接头不少于1组；当单位工程中接头数量不足于200个，做1个接头热熔焊缝焊接力学性能试验。

（2）检查方法：观察；检查焊接力学性能检测报告；

上述检验中若有不合格的则应加倍抽检，加倍检验仍不合格时应停止焊接，查名原因进行整改后方可进行焊接。

5.2.1、管道接口应不渗漏泥水，可抽检进行闭水试验。

5.2.2、窨井处管道口连接密封牢固，洞口不渗漏泥水。

5.2.3、管道水力坡度符合设计要求。窨井处管道平面位置、管内底标高应进行测量，允许偏差应符合下表规定：

五、安全施工措施

1、为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，根据国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施。 

2、建立安全保证体系，除企业已有的机构外，工地设立安全管理机构，工程项目设立安全小组、班组设安全员，形成一个健全的安全保证体系，工地的安全管理机构负责工地日常的安全工作，定期组织安全检查，对不符合要求的

要及时发出整改通知，指导工程项目部和班组安全员的工作，对违章作业者进行批评教育和处罚。 

3、优化安全技术组织措施，包括以改善施工劳动条件，防止伤亡事故和职业病为目的的一切技术措施，如积极改进施工工艺和操作方法，改善劳动条件，减轻劳动强度，消除危险因素，机械设备应设有安全装置。

4、为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，根据国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施。 

5、建立安全保证体系，除企业已有的机构外，工地设立安全管理机构，工程项目设立安全小组、班组设安全员，形成一个健全的安全保证体系，工地的安全管理机构负责工地日常的安全工作，定期组织安全检查，对不符合要求的

要及时发出整改通知，指导工程项目部和班组安全员的工作，对违章作业者进行批评教育和处罚。 

6、优化安全技术组织措施，包括以改善施工劳动条件，防止伤亡事故和职业病为目的的一切技术措施，如积极改进施工工艺和操作方法，改善劳动条件，减轻劳动强度，消除危险因素，机械设备应设有安全装置。

7、机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保用品，严禁操作人员违章作业，管理人员违章指挥。 

8、施工中所有机械、电器设备必须达到防护标准，自制设备、设施应通过安全检验，一切设备应经过工前性能检验合格后方可使用，并由专人负责，严格执行交制度，并按规定定期检查保养。 

9、凡进入现场的一切人员，均要戴安全帽，正确使用“三宝”。要配合公司安全月检工作，工程项目部要实行周检，项目点要日检，施工中应抽检，及时消除安全隐患。 

10、严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，每月定期进行安全教育，加强工人的安全意识教育。 

11、在主要入口处挂醒目的安全防火宣传语牌。 

12、现场施工用高低压设备及线路，严禁电线随地走，所有电掣应有门、有锁，有危险标志。严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，现场采用“三相五线”制供电，执行“一机一闸一漏电保护开关”制度。所有电器设备及金属构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护，施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理。 

13、加强安全教育和监督，坚持经常性的安全交底制度，提高施工人员的安全生产意识，及时消除事故隐患。 

14、在施工过程中，对地面沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。 

15、所有施工人员均应掌握安全用电基本知识和设备性能，用电人员各自保护好自用设备的负荷、地线和开关箱，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。

16、配电系统分级配电，本电箱、开关箱外观必须完整、牢固，防雨防尘。 

17、多机作业用电必须分闸，严禁一闸多机和一闸多用，施工现场电缆、电线必须按规定架设，严禁拖地和乱拉乱搭。 

18、各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查。 

19、使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。