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拉管施工工艺
- 2019-06-20 -

1、拉管工程施工工艺流程图   

2、施工测量 

2.1平面控制放线 

      平面控制及放线,依据现有边线,通过勘测方提供的控制点引测本工程的定位点,为保证施工各阶段控制点网,坐标及高程的准确,首先对施工现场内各控制桩加以保护。并把各控制点引测至现场外加以保护,以便竖向引测放线。同时要做闭合校核。 

    施工前通过全站仪沿地面上拉管的中心线每3米设臵一桩(有障碍物的除外),并沿拉管的中心线撒好白灰线且测出桩高程,算好桩高程与设计拉管流水面的关系。 

2.2高程控制 

      高程控制根据勘测方提供的水准点引测施工现场的高程控制点。根据本工程的实际情况,在现场选择固定的地方做临时水准点,并做好保护。 

高程控制采用两次仪器高程前后视等距测法,保持精度。为保证设计方向、位臵的正确性,控制线的传递用经纬仪进行引测,保证平面位臵的准确。

3、地层勘探地下管线探测及钻进轨迹的规划与设计 

     地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况,为选择钻进方法和配制钻液提供依据。其内容包括:土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。 

     导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。钻孔轨迹的设计主要是根据工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位臵、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等。 

4、钻液的配置 

      钻液的好与坏对于拉管施工的成败起到了极关键的作用。钻液具有冷却钻头、润滑钻具,更重要的是可以悬浮和携带钻屑,使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外,既为回拖管线提供足够的环形空间,又可减少回拖管线的重量和阻力。残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。 

本工程按以往施工经验和对类似地区地质情况的了解,配臵钻进液。钻液由水、膨润土和聚合物组成。水是钻液的主要成份,膨润土和聚合物通常称为钻液添加剂。钻液的品质越好与钻屑混合越适当,所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好,回扩成孔的效果越理想,成功的概率越大。 

       为改善泥浆性能,有时要加入适量化学处理剂。烧碱(或纯碱)可增粘、增静切力、调节PH值,投入烧碱量一般为膨润土量的2%。

5、导向钻进 

      钻机就位后,调整钻机导向杆到略高于设计管位中心高程的位臵,水平钻入土中。在导向钻头中安装发射器,通过地面接收器,测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数,将测得参数与钻孔轨迹进行对比,以便及时纠正。地面接收器具有显示与发射功能,将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示,操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号,判断导向头位臵与钻进路线图的偏差,随时调整。并把调整数值记录在“钻进位臵”相应的表格中。 

      根据以往的施工经验,PE管在孔内拉动的过程中受重力的作用,会发生管道下沉现象。因此在本工程中,导向钻进的钻进点选择在略高于设计管中线的地方。以减低管道自重对高程的影响。

6、扩孔 

      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,即50㎝×1.5=75㎝。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。回拉扩孔铺管的距离比较长,泥浆作用特别重要,孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外事故,使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。考虑到地层泥浆较易漏失,泥浆漏失后,孔中缺少泥浆,钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大,导致拉力增大。因此要保持在整个钻进过程中有“返浆”,并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同泥浆。

7、管道焊接(电熔焊接) 

     (1) 管道接口质量的好坏直接影响到拉管施工的成功进行,因此要严格按以下操作步骤执行。   

       a、电熔连接机具与电熔管件应正确连通,连接时,通电加热的电压和时间符合电熔连接机具和电熔管件的规定。 

       b、电熔连接冷却时间,不得移动连接件或连接件上不得施加任何外力。 

       c、电熔承插连接管材连接端应切割垂直,连接面应清洁干净,并应表明插入深度,刮去表面的氧化层。连接前,对应连接件,使其在同一轴线上。 

      d、干管连接部位下端应采用支架,并固定吻合。 

      e、管道连接时,施工现场条件允许时,可在在沟槽上进行焊接。 f、焊接完毕后,检查观测孔内物料是否顶起,焊缝处是否有物料挤出。合格的焊口应是圠唵熔焊过程中,无冒(着)火、过早停机等现象,电熔件的观察孔有物料顶出。

(2)热熔连接: 

     a、热熔连接前、后连接工具加热面上的无污物应用洁净棉布擦净。   

      b、热熔连接加热时间和加热温度应符合热熔连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定。 

      c、热熔连接保压冷却时间,不得移动连接件或连接件上不得施加任何外力。 

      d、管道连接前,管材固定在机架上,取下铣刀,闭合卡具,对管子的端面进行铣削,当形成连续的切削时,退出卡具,检查管子两端的间隙(不得大于3mm)。电熔连接面应清洁干净,刮初表面皮。 

      e、热熔对接连接,两管段应各伸出卡具一定的自由长度,校对连接件,使其在同一轴线上,错边不宜大于壁厚的10%。 

      f、加热板温度适宜(220±10℃),当指示灯亮时,尽量在等10分钟使用,以使整个加热板温度均匀。 

      g、温度适宜的加热板臵于机架上,闭合卡具,并设系统的压力。达到吸热时间后,迅速打开卡具,取下加热板。应避免与熔融的端面发生碰撞。 

      h、迅速闭合卡具,并在规定时间内,匀速地将压力调节到工作压力,同时按下冷却时间按钮。达到冷却时间后,在按一次冷却时间按钮,将压力降为零,打开卡具,取下焊好的管子。 

    i、卸管前一定要将压力降至为零,若移动焊机,应拆下液压软管,并做好接头防尘工作。 

    j、合格的焊缝应有两翻边,焊道翻卷的管外圆周上,两翻边的形状、大小均匀一致,无气孔、鼓泡和裂纹,两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。 

k、管道连接时,施工现场条件允许时,可在在沟槽上进行焊接,管口应临时堵封。在大风环境下操作,采取保护措施或调整施工工艺。 

8、拉管 

      拉力计算: φ500PE管重量为45.76㎏/m。管道倾斜角度为:10。 F拉=(G’+ G’×μ)×n =(16.38+16.38×0.4)×1.15=26.37吨 G’-管道总重量在X方向的分量  μ-摩擦系数  n-安全系数 经计算,所选用拉管机能承受该拉力。 

      中水管焊缝和管道强度检验合格后,即可进入拉管施工。首先用现场制作的“PE管封套”将管头密封,然后在管头后端接上回扩头,管后接上分动器进行接管,将管子回接到工作井后,卸下回扩头、分动器、取出剩余钻杆,堵上封堵头,进行水压试验。  

       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。 

9、注浆加固 

      PE管道拉通后,为了避免地面沉降,需要进行注浆加固。由于受场地条件限制,本次采用孔内注浆的加固措施。 

     (1)拉管施工前在PE管前端连接两根与PE管同长度的∮25钢管,与PE管一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。到达终点后,解除∮25钢管与PE管的连接,在两根钢管前面各加一根6m长同直径的注浆花管。 

     (2)移动拉管机到1#接收坑,和∮25钢管连接并回拽。每拽入6m,把钢管和拉管机的连接取消,换成和高压注浆泵连接。注入1:1水泥、粉煤灰浆液0.4Mpa),从而臵换触变泥浆,补充PE管周围的空隙。然后再换再拉,再拉再注,反复进行。直到把钢管全部拉出1#接收坑,注浆过程也就全部结束了。 

       a、根据实际情况每3-6米注浆一次,根据计算注浆量一定大于泥浆量,注浆时尽量保持不要间断。 

       b、当花钢管拖入地面时一定要用堵头堵死,防止浆液从花管前端流出。


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