福田区彩田路(福中三路-深南大道)市政燃气管道更新改造工程定向钻工程
编 制 人：
审 核 人：
审 批 人：
编制单位：编制日期：
施 工 方 案 深圳市燃气工程有限公司 二〇一二年七月三日
一． 工程概况
福田区彩田路(福中三路-深南大道)市政燃气管道更新改造工程定向钻施工有2段。第一段施工地点位于深圳市福田区彩田路深南立交北侧，根据设计要求铺设Φ200mmHDPE燃气主管道一条，长度70米横穿彩田路；第二段位于福中三路上，根据设计要求铺设Φ2500mmHDPE燃气主管道一条，长度35米横穿福中三路。车流量大，交通极度繁忙，采用常规开槽埋管法对交通有极大的影响。根据工程要求，采用非开挖定向钻敷设该段管道。与开挖相比具有施工速度快，不破坏路面，不影响交通，不污染环境等优点。与顶管法相比由于采用了先进的导向仪器，铺管精度高，施工安全可靠，施工速度快等优点。
二． 施工组织
1． 施工现场管线平面布置示意图及剖面示意图（见附图1-1、1-2；2-1、
2-2）
2． 施工组织
根据工程的具体情况和以往的施工经验，施工队伍工作岗位设置如下：
（1）项目经理 1人 工程总负责
（2）技术负责 1人 负责工程中的技术工作
（3）机长 2人 负责施工组织
（4）安全．质检员 1人 负责安全和质量检验工作
（5）钻工 4人 负责机械操作和辅助工作
（6）机械维修工 1人 负责机械养护和维修
（7）材料员 1人 负责各种材料的采购
3． 主要机械设备及其性能参数
（1） GBS－10型导向钻进铺管钻机性能参数
转数（R／MIN） 0－130
扭矩（N.M） 0－2400
最大给进力（KN） 100
最大回拉力（KN） 200
射流压力（MPA） 0－36
水泵流量（L／MIN） 0－80
（2） 钻具
钻杆直径（MM） 60
钻杆长度（M） 3.0
导向钻头直径(MM) 98
扩孔钻头直径(MM) 220mm、280mm、320mm、480mm、550mm、
施工技术方法
1． 现场勘察
现场勘察的主要目的是查明工作区内的地下管线的分布情况，走
向．深度，以及覆盖土的性能，为施工作好准备，确保施工安全。
在该项顶管工程施工中，我公司采用RD4000地下管线探测仪，对
电力，电信，有线电视，自来水等地下公用设施进行详细探测，并做好探测记录，结合各企事业单位保留的原始资料，彻底做好施工前的准备工作，确保施工生产安全。
2． 测量、设计
（1） 首先确定好要铺管线的走向，用经纬仪在走向上每隔1米设置一
个标记，在标高突变处增设标记，测出标记点的标高及标记点距
基准点之间的距离。
（2） 测量出周围可见管线的标高。
（3） 根据测绘结果绘制出地下管线分布图（见附图一），结合工程实
际要求设计出待铺管线轨迹，绘制出铺管剖面图（见附图二），
确定铺管深度。
3．泥浆的选择及配比
（1）.泥浆选型：细分散泥浆；
（2）.泥浆在非开挖施工中的作用：
①冷却钻具；②软化地层；③排除岩粉、钻渣；④形成泥皮与减少漏
失；⑤对孔壁土体起到压力平衡作用。
（3）.泥浆配方（以API膨润土为例）：
膨润方：6—8%；Na2CO3：2—5%（加量为膨润土重量的百分数）；水；
Na—CMC纤维素：0.3—0.4%；水解聚丙烯酰胺：HPAM（水解度30%，
分子量200—500万，在泥浆中起选择性絮凝作用）。
（4）.泥浆性能指标设计：
粘度：20—25S 比重：1.05— 1.15
PH值：8—10 失水量：＜15ml/30min
泥皮厚度：1—2mm 胶体率：＞95%
含砂量：＜ 4%
（5）.泥浆配制程序及注意事项：
①把膨润土预先浸泡24个小时；
②把膨润土按比例加入水中配制基浆；
③其它化学处理剂必须以溶液的形式加入泥浆之中；
④泥浆的性能只有在碱性的环境中才能保持稳定，因此应定期测量泥浆的PH值，向泥浆中加入Na2CO3或NaOH，保持PH值在8—10中间。
⑤施工期间应始终保持泥浆性能稳定，严禁突然大量向泥浆内放入清水。向泥浆中加水时应缓慢进行，细水长流，同时也应按比例添加其它化学处理剂溶液。
4．机械安装
根据设计走向和深度将钻机连接好后放到设计好的位置，调整好角度，用地锚将其固定。
5． 基坑施工
下管坑和接收坑的开挖按附图1所示进行。
6． 导向孔施工
（1） 导向孔施工是整个工程的关键，要严格按设计和操作规程施工。
（2） 因为土层比较坚硬方向改变比较困难，应尽量增加导向段的长度
和测量的次数，随时监视钻头的倾角和左右偏差，及时调整。
（3） 由于地层中石英的含量较高，采用优质膨润土及化学泥浆做冲洗
液。
（4） 由于该处管材为纯PE管，其弯曲半径较小，管道轨迹只要满足
HDPE管的最小弯曲半径和管道的埋深要求即可。
7． 扩孔
导向孔施工完毕后，卸下导向钻头，接上挤密式扩孔钻头、分动器、钻杆进行逐级扩孔。扩孔时要根据实际情况调整扩孔级别及次数，从现场开挖断面进行土质分析，该地层为含有较高石英颗粒的红壤层，这样，我们按每立方水加入50kg膨润土制作泥浆材料，在扩孔过程中循环注入，保持钻孔稳定，并且用DN380mm钻头扩孔完成后，如钻头扭矩小于2000N.M，便可拉管，否则，需重复扩孔，以保证管道回拖顺利。
8． 管道拉入
在扩孔工作完成后，安装拉管头，确保管头与钻具的连接坚固紧密，
防止在回拖过程中因人为因素造成的管头脱落或管道内渗水，在准备工作做好后，将管道拉入预先扩好的孔内，施工结束，清理现场．退场
9．施工工艺流程图
四． 施工质量保证措施
1． 质量保证体系
2． （1）（2）（3） 导向孔每钻进3. 0米测量一次，如果发现偏差应及时调整，并增加 测量次数，以确保导向孔在设计范围内。
（4） 探测人员要认真学习导向仪使用手册，探测过程中对钻头在孔内的 位置和趋势应准确判断，引导钻头沿设计轨迹前进。
（5） 司钻应严格按照探测员的指令时行操作，遇有异常情况应及时停
钻，与探测员研究解决，不得擅作主张。
（6）
（7）
（8） 扩孔时采用二级扩孔，精心配制泥浆，确保成孔质量。 拉管时管道端部要做加强防护，以防止管道被刮伤。 施工人员要认真学习有关文件，施工设计和有关施工技术规范，增 强质量意识。
（9） 施工前都要对操作人员时行技术交底，强调质量标准和质量要求。
（10） 强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作，全部施工
人员应积极配合，认真做好施工记录，保证每一道工序按规范进行。
五． 文明施工与安全注意事项
1． 严格执行安全生产制度，安全员跟班现场检查，发现不安全因素及时解决。
2． 明确分工，统一信号，专人负责电器电路。
3． 严禁在设备运转时进行维修保养。
4． 横穿公路时注意来往车辆，注意安全。
5． 工作坑周围设围栏，夜间设标识。
6． 机械传动及工作区内应设安全标识。
7． 通过测量以及和有关部门联系，彻底摸清要穿越路段原有地下管线，防 止施工中对其造成破坏。
8． 严禁工作时间内喝酒，以及酒后作业，
9． 在拉管过程中，用泥浆车将排除孔内的泥浆及时抽走，较粘稠的泥浆或余土装袋密封，用货车运离现场。
六、应急措施：
在定向钻施工过程中，常常会遇到很多意料不到的问题，我们主要针对在拉管过程中遇到的几个问题，分别采用不同的措施。
（1）卡钻
在遇到回填地层或者是含石头、砾石比较多的地层中，由于在扩孔或者在拉管过程中，在钻孔内，钻头受力不平衡，会在孔内产生很大的摆动，所以在这样的地层中拉管，我们应当用低转速较慢回拖管道，如遇到卡钻，可停止钻头转动，使钻头在孔内前头移动几个来回，在进行管道回拖。
（2）牵引钻具断裂。
由于钻杆的长期使用以及在孔内的受力不均匀，很容易造成钻具的弯曲或断裂，所以在每次施工前，都应认真检查，将不能用的钻具及时更换，但即使是这样，我们也难免避免在孔内受到硬物划伤或因受力集中而断裂，如果在管道的回拖中出现这种情况，我们应该先检查具体在孔内的断裂位置，如有条件，我们可以在管道尾部重新连接拉管头，用钻机或大型吊机从尾部拔出已拉进孔里的管道，实践证明，这种方法非常有效。如果孔内已入土大部分管材，为不划伤管材，我也可以在计算好的位置，挖人工竖井，将短裂的钻杆连接好，完成整个回拖任务。
（3）抱孔
当遇到地层中含沙较高时，我们通常会遇到这种情况，当孔内大量的沙在回拖管道过程中，因不能及时的排除孔内而堆积在一起时，就容易阻塞管道回拖，而产生抱孔，所以，在遇到这种地层时，我们应当及早将泥浆配好，在泥浆产生化学效应时，伴随扩孔注入孔内，这样，在扩孔完成后，泥浆液体就可以使石英颗粒悬浮在整个孔内，具有很好的流动性，同时，大量的膨润土也能保持钻孔的稳定，这样在管道回拖中，孔内的泥浆在排出的同时也带走了很多石英颗粒。
福田区彩田路(福中三路-深南大道)市政燃气管道更新改造工程定向钻工程
编 制 人：
审 核 人：
审 批 人：
编制单位：编制日期：
施 工 方 案 深圳市燃气工程有限公司 二〇一二年七月三日
一． 工程概况
福田区彩田路(福中三路-深南大道)市政燃气管道更新改造工程定向钻施工有2段。第一段施工地点位于深圳市福田区彩田路深南立交北侧，根据设计要求铺设Φ200mmHDPE燃气主管道一条，长度70米横穿彩田路；第二段位于福中三路上，根据设计要求铺设Φ2500mmHDPE燃气主管道一条，长度35米横穿福中三路。车流量大，交通极度繁忙，采用常规开槽埋管法对交通有极大的影响。根据工程要求，采用非开挖定向钻敷设该段管道。与开挖相比具有施工速度快，不破坏路面，不影响交通，不污染环境等优点。与顶管法相比由于采用了先进的导向仪器，铺管精度高，施工安全可靠，施工速度快等优点。
二． 施工组织
1． 施工现场管线平面布置示意图及剖面示意图（见附图1-1、1-2；2-1、
2-2）
2． 施工组织
根据工程的具体情况和以往的施工经验，施工队伍工作岗位设置如下：
（1）项目经理 1人 工程总负责
（2）技术负责 1人 负责工程中的技术工作
（3）机长 2人 负责施工组织
（4）安全．质检员 1人 负责安全和质量检验工作
（5）钻工 4人 负责机械操作和辅助工作
（6）机械维修工 1人 负责机械养护和维修
（7）材料员 1人 负责各种材料的采购
3． 主要机械设备及其性能参数
（1） GBS－10型导向钻进铺管钻机性能参数
转数（R／MIN） 0－130
扭矩（N.M） 0－2400
最大给进力（KN） 100
最大回拉力（KN） 200
射流压力（MPA） 0－36
水泵流量（L／MIN） 0－80
（2） 钻具
钻杆直径（MM） 60
钻杆长度（M） 3.0
导向钻头直径(MM) 98
扩孔钻头直径(MM) 220mm、280mm、320mm、480mm、550mm、
施工技术方法
1． 现场勘察
现场勘察的主要目的是查明工作区内的地下管线的分布情况，走
向．深度，以及覆盖土的性能，为施工作好准备，确保施工安全。
在该项顶管工程施工中，我公司采用RD4000地下管线探测仪，对
电力，电信，有线电视，自来水等地下公用设施进行详细探测，并做好探测记录，结合各企事业单位保留的原始资料，彻底做好施工前的准备工作，确保施工生产安全。
2． 测量、设计
（1） 首先确定好要铺管线的走向，用经纬仪在走向上每隔1米设置一
个标记，在标高突变处增设标记，测出标记点的标高及标记点距
基准点之间的距离。
（2） 测量出周围可见管线的标高。
（3） 根据测绘结果绘制出地下管线分布图（见附图一），结合工程实
际要求设计出待铺管线轨迹，绘制出铺管剖面图（见附图二），
确定铺管深度。
3．泥浆的选择及配比
（1）.泥浆选型：细分散泥浆；
（2）.泥浆在非开挖施工中的作用：
①冷却钻具；②软化地层；③排除岩粉、钻渣；④形成泥皮与减少漏
失；⑤对孔壁土体起到压力平衡作用。
（3）.泥浆配方（以API膨润土为例）：
膨润方：6—8%；Na2CO3：2—5%（加量为膨润土重量的百分数）；水；
Na—CMC纤维素：0.3—0.4%；水解聚丙烯酰胺：HPAM（水解度30%，
分子量200—500万，在泥浆中起选择性絮凝作用）。
（4）.泥浆性能指标设计：
粘度：20—25S 比重：1.05— 1.15
PH值：8—10 失水量：＜15ml/30min
泥皮厚度：1—2mm 胶体率：＞95%
含砂量：＜ 4%
（5）.泥浆配制程序及注意事项：
①把膨润土预先浸泡24个小时；
②把膨润土按比例加入水中配制基浆；
③其它化学处理剂必须以溶液的形式加入泥浆之中；
④泥浆的性能只有在碱性的环境中才能保持稳定，因此应定期测量泥浆的PH值，向泥浆中加入Na2CO3或NaOH，保持PH值在8—10中间。
⑤施工期间应始终保持泥浆性能稳定，严禁突然大量向泥浆内放入清水。向泥浆中加水时应缓慢进行，细水长流，同时也应按比例添加其它化学处理剂溶液。
4．机械安装
根据设计走向和深度将钻机连接好后放到设计好的位置，调整好角度，用地锚将其固定。
5． 基坑施工
下管坑和接收坑的开挖按附图1所示进行。
6． 导向孔施工
（1） 导向孔施工是整个工程的关键，要严格按设计和操作规程施工。
（2） 因为土层比较坚硬方向改变比较困难，应尽量增加导向段的长度
和测量的次数，随时监视钻头的倾角和左右偏差，及时调整。
（3） 由于地层中石英的含量较高，采用优质膨润土及化学泥浆做冲洗
液。
（4） 由于该处管材为纯PE管，其弯曲半径较小，管道轨迹只要满足
HDPE管的最小弯曲半径和管道的埋深要求即可。
7． 扩孔
导向孔施工完毕后，卸下导向钻头，接上挤密式扩孔钻头、分动器、钻杆进行逐级扩孔。扩孔时要根据实际情况调整扩孔级别及次数，从现场开挖断面进行土质分析，该地层为含有较高石英颗粒的红壤层，这样，我们按每立方水加入50kg膨润土制作泥浆材料，在扩孔过程中循环注入，保持钻孔稳定，并且用DN380mm钻头扩孔完成后，如钻头扭矩小于2000N.M，便可拉管，否则，需重复扩孔，以保证管道回拖顺利。
8． 管道拉入
在扩孔工作完成后，安装拉管头，确保管头与钻具的连接坚固紧密，
防止在回拖过程中因人为因素造成的管头脱落或管道内渗水，在准备工作做好后，将管道拉入预先扩好的孔内，施工结束，清理现场．退场
9．施工工艺流程图
四． 施工质量保证措施
1． 质量保证体系
2． （1）（2）（3） 导向孔每钻进3. 0米测量一次，如果发现偏差应及时调整，并增加 测量次数，以确保导向孔在设计范围内。
（4） 探测人员要认真学习导向仪使用手册，探测过程中对钻头在孔内的 位置和趋势应准确判断，引导钻头沿设计轨迹前进。
（5） 司钻应严格按照探测员的指令时行操作，遇有异常情况应及时停
钻，与探测员研究解决，不得擅作主张。
（6）
（7）
（8） 扩孔时采用二级扩孔，精心配制泥浆，确保成孔质量。 拉管时管道端部要做加强防护，以防止管道被刮伤。 施工人员要认真学习有关文件，施工设计和有关施工技术规范，增 强质量意识。
（9） 施工前都要对操作人员时行技术交底，强调质量标准和质量要求。
（10） 强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作，全部施工
人员应积极配合，认真做好施工记录，保证每一道工序按规范进行。
五． 文明施工与安全注意事项
1． 严格执行安全生产制度，安全员跟班现场检查，发现不安全因素及时解决。
2． 明确分工，统一信号，专人负责电器电路。
3． 严禁在设备运转时进行维修保养。
4． 横穿公路时注意来往车辆，注意安全。
5． 工作坑周围设围栏，夜间设标识。
6． 机械传动及工作区内应设安全标识。
7． 通过测量以及和有关部门联系，彻底摸清要穿越路段原有地下管线，防 止施工中对其造成破坏。
8． 严禁工作时间内喝酒，以及酒后作业，
9． 在拉管过程中，用泥浆车将排除孔内的泥浆及时抽走，较粘稠的泥浆或余土装袋密封，用货车运离现场。
六、应急措施：
在定向钻施工过程中，常常会遇到很多意料不到的问题，我们主要针对在拉管过程中遇到的几个问题，分别采用不同的措施。
（1）卡钻
在遇到回填地层或者是含石头、砾石比较多的地层中，由于在扩孔或者在拉管过程中，在钻孔内，钻头受力不平衡，会在孔内产生很大的摆动，所以在这样的地层中拉管，我们应当用低转速较慢回拖管道，如遇到卡钻，可停止钻头转动，使钻头在孔内前头移动几个来回，在进行管道回拖。
（2）牵引钻具断裂。
由于钻杆的长期使用以及在孔内的受力不均匀，很容易造成钻具的弯曲或断裂，所以在每次施工前，都应认真检查，将不能用的钻具及时更换，但即使是这样，我们也难免避免在孔内受到硬物划伤或因受力集中而断裂，如果在管道的回拖中出现这种情况，我们应该先检查具体在孔内的断裂位置，如有条件，我们可以在管道尾部重新连接拉管头，用钻机或大型吊机从尾部拔出已拉进孔里的管道，实践证明，这种方法非常有效。如果孔内已入土大部分管材，为不划伤管材，我也可以在计算好的位置，挖人工竖井，将短裂的钻杆连接好，完成整个回拖任务。
（3）抱孔
当遇到地层中含沙较高时，我们通常会遇到这种情况，当孔内大量的沙在回拖管道过程中，因不能及时的排除孔内而堆积在一起时，就容易阻塞管道回拖，而产生抱孔，所以，在遇到这种地层时，我们应当及早将泥浆配好，在泥浆产生化学效应时，伴随扩孔注入孔内，这样，在扩孔完成后，泥浆液体就可以使石英颗粒悬浮在整个孔内，具有很好的流动性，同时，大量的膨润土也能保持钻孔的稳定，这样在管道回拖中，孔内的泥浆在排出的同时也带走了很多石英颗粒。