CN114992385A - 一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，包括施工前准备；导向孔施工：扩孔施工；清洗孔施工；布管和焊接；管线回拖与连接；管周围注浆回填。本发明将拖拉管技术应用到大直径长距离管线的敷设中，提高了施工效率和施工质量，减少了对地表构筑物、交通、行人的影响。
Description
技术领域
本发明涉及拖拉管技术领域，特别是涉及一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法。
背景技术
近年来，随着城市更新的逐渐加快，社会、交通、环保、排水等问题愈来愈受到人们的关注，在城市输水管道施工中，传统的开挖沟槽敷设管道对交通、绿地、植被以及周边建筑物等均会造成破坏和不良影响，同时长距离沟槽开挖会拖长工程建设周期。随着施工技术的发展和城市内部区域限制开挖施工的政策、法规的陆续出台，使得非开挖施工技术受到人们的关注，如拖拉管技术。
传统的开挖沟槽后铺设管道大面积土方开挖会造成大面积环境污染，开挖时会对泄洪渠造成破坏，产生内涝风险，对场地要求高；顶管施工和浅埋暗挖施工虽然施工距离可以满足本工程需要，但施工成本高、速度慢，且大直径管道作业条件受限，施工精度不易控制，易产生安全风险；夯管施工仅适用于短距离管道施工，且施工精度低；拖拉管具有施工速度快，对场地要求低，机械化程度高，精度可控等优点。
目前拖拉管技术多用于短距离小直径的管道施工，在长距离大直径钢制输水管道施工领域应用较少，且长距离管道拖拉前管道铺设等待拖进过程需占用大量地面空间，大面积影响地面建构筑物及相关设施的正常使用条件。在这种情况下，可利用本发明实现大直径长距离钢制输水管道的安全、优质、快速施工，且减少了对地表构筑物、交通、行人的影响。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，使其将拖拉管技术应用到长距离大直径管道的敷设中，以减小对地表构筑物、交通、行人的影响，提高施工效率和质量，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，包括以下步骤：
S1、施工前准备；
S2、导向孔施工：使用水平定向钻设备钻孔，通过可视化信号探测设备导向，控制入钻角度及曲率半径，按设计轨迹从入钻点至出钻点钻出导向孔；
S3、扩孔施工：在钻杆前端由小到大分级安装扩孔器，对导向孔进行逐级扩孔，将导向孔扩为施工孔；
S4、清洗孔施工；
S5、布管和焊接：将钢制输水管道按设计长度划分为数个分管，每根分管焊接完成后并列布置；
S6、管线回拖与连接：管线回拖的同时完成各分管的连接；
S7、管周围注浆回填。
作为本发明的一种改进，所述步骤S1具体包括：
S11、测量放线：采用全站仪或GPS放出拟敷设管线的中心线、入钻点、出钻点，在入钻点、出钻点及沿线管中心线上每隔5米设置标示桩，并在中心线上标示穿越障碍和交叉管线的位置，利用水准仪测出逐桩控制高程，并在标示桩上采用红油漆标注清楚；
S12、场地布置：根据临时用水与临时用电的接驳点、设备进出路线、材料码放位置、钻机位置、钻液混合设备位置、钻液存储位置、工作坑位置，做好围挡、安全标示和交通疏导工作，同时场地内设置泥浆池，以便于施工时泥浆循环，泥浆池大小根据泥浆用量确定，泥浆池位置不位于穿越中心线上；
S13、钻孔泥浆配置：将水、膨润土和聚合物按掺和比例混，所述掺和比例根据其地质清况及现场试验确定；
S14、钻机选型：确定管道回拖力计算值，按照管道回拖力计算值的1.5-3.0倍进行钻机型号选取；
S15、地锚箱埋设、钻机就位：根据管道中心线及设计图给定的入钻点位置确定钻机方位、地锚箱位置，并在地面做好标识线，在钻机前埋置4m×2m×2m钢地锚箱，使地锚箱顶面与现状地面平齐，以方便钻机安装调平，并在地锚箱四周浇注C20混凝土加固地锚，地锚前后各加固1500mm宽，左右各加固1200mm宽，钻机与地锚箱固定牢固，确保钻机钻杆中心与管道轴线在一条直线上。
进一步地，所述步骤S13中钻孔泥浆的采用循环泥浆。
进一步地，所述步骤S6具体包括：
S61、将第一节分管的首端端部密封并通过回拉头、扩孔钻头、分动器与钻杆连接；
S62、回拖第一节分管至第一节分管的尾端与第二节分管首端接近处，停止回拖；
S63、将第一节分管尾端与第二节分管首端连接，继续回拖；
S64、重复步骤S62和S63直至所有分管连接完成并全部回拖至施工孔内。
进一步地，所述步骤S4清洗孔施工的具体方法为：扩孔完毕后用Φ1000mm 的扩孔器进行洗孔两次，此时若扭矩和拖力达到能够实施回拖的参数，完成清洗孔；若扭矩和拖力未达到能够实施回拖的参数，调整泥浆配方，重复洗孔，直至扭矩和拖力达到能够实施回拖的参数。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、将拖拉管技术应用到大直径长距离管线的敷设中，克服现有的拖拉管施工只能进行小直径短距离管线施工的缺陷；
2、提高施工效率和施工质量；
3、减少了对地表构筑物、交通、行人的影响。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明提供的一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法的施工流程示意图。
图2是分管在布管作业区的布置示意图。
图3是分管之间连接的施工示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3，本发明提供一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，包括以下步骤：
S1、施工前准备，具体包括：
S11、测量放线；
采用全站仪（或GPS）放出拟敷设管线的中心线、入钻点和出钻点，在入钻点、出钻点及沿线管中心线上每隔5米设置标示桩，并在中心线上标示穿越障碍和交叉管线的位置，然后利用水准仪测出逐桩控制高程，并在标示桩上采用红油漆标注清楚。
S12、场地布置；
根据临时用水与临时用电的接驳点、设备进出路线、材料码放位置、钻机位置、钻液混合设备位置、钻液存储位置、工作坑等临设位置，并做好围挡、安全标示和交通疏导工作。同时场地内应设置泥浆池，以便于施工时泥浆循环，其大小应根据泥浆用量确定。且不应位于穿越中心线上。
S13、钻孔泥浆配置，需要说明的是，本实施例中钻孔泥浆采用循环泥浆。根据地层条件、穿越管道直径和长度，制定合理的泥浆体系，选择合适的造浆材料。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的排出孔外，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，在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力，残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。同时，泥浆是导向钻进的关键因素，可以减小“多接一”完成后启动时的摩擦力。
泥浆由水、膨润土和聚合物按一定比例混合组成。其掺和比例根据其地质清况及现场试验确定。且钻孔过程中必须保证泥浆连续供应且质量稳定，施工过程中需加大泥浆性能检测频率，提前备足添加剂，以保证及时调整与补充泥浆。
S14、钻机选型；
根据G50424-2007《油气输送管道穿越工程施工规范》、GB50262-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》、美国燃气管道研究会的计算方法和美国材料试验学会ASTM计算等方法对管道回拖力进行计算，将计算结果对比分析，确定回拖力的计算值，然后根据规范要求回拖力可按设计回拖力计算值的1.5-3.0倍进行选取，此值作为钻机选型的主要依据。
S15、地锚箱埋设、钻机就位。
根据管道中心线及设计图给定的入钻点位置确定钻机方位、地锚箱位置，并在地面做好标识线。在钻机前埋置4m（L）×2m（W）×2m（H）钢地锚箱，使地锚箱顶面与现状地面平齐，以方便钻机安装调平，并在地锚箱四周浇注C20混凝土加固地锚，地锚前后各加固1500mm宽，左右各加固1200mm宽。钻机进场后，对钻机进行组装，将钻机安放在地锚箱上，钻机与地锚箱固定牢固，确保钻机钻杆中心与管道轴线在一条直线上。钻机安装完成后将泥浆、水电系统与钻机相连，完成后进行试钻运转并检测运转后的机座轴线及坡度是否有变化，借以检查钻机安装的稳固性和固定可靠程度。
S2、导向孔施工：使用水平定向钻设备钻孔，通过可视化信号探测设备导向，控制入钻角度及曲率半径，按设计轨迹从入钻点至出钻点钻出导向孔。
S3、扩孔施工：在钻杆前端由小到大分级安装扩孔器，对导向孔进行逐级扩孔，将导向孔扩为施工孔。
S4、清洗孔施工。
扩孔完毕后，用Φ1000mm 的扩孔器进行洗孔一遍至两遍，直至扭矩和拖力达到可以回拖的参数。若成孔不好可根据情况调整泥浆配方，增加洗孔遍数。
S5、布管和焊接：将钢制输水管道按设计长度划分为数个分管，每根分管焊接完成后，在布管作业区内并列布置。
S6、管线回拖与连接：管线回拖的同时完成各分管的连接，具体包括：
S61、将第一节分管的首端端部密封并通过回拉头、扩孔钻头、分动器与钻杆连接；
S62、回拖第一节分管至第一节分管的尾端与第二节分管首端接近处，停止回拖；
S63、将第一节分管尾端与第二节分管首端连接，继续回拖；
S64、重复步骤S62和S63直至所有分管连接完成并全部回拖至施工孔内。
S7、管周围注浆回填。
移动拉管机到接收坑，和Φ100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），从而置换触变泥浆，补充钢管周围的空隙。然后再换再拉，再拉再注，反复进行。直到把钢管全部拉出接收坑。最后进行出入钻基坑回填。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、施工前准备；
S2、导向孔施工：使用水平定向钻设备钻孔，通过可视化信号探测设备导向，控制入钻角度及曲率半径，按设计轨迹从入钻点至出钻点钻出导向孔；
S3、扩孔施工：在钻杆前端由小到大分级安装扩孔器，对导向孔进行逐级扩孔，将导向孔扩为施工孔；
S4、清洗孔施工；
S5、布管和焊接：将钢制输水管道按设计长度划分为数个分管，每根分管焊接完成后并列布置；
S6、管线回拖与连接：管线回拖的同时完成各分管的连接；
S7、管周围注浆回填。
2.根据权利要求1所述的一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11、测量放线：采用全站仪或GPS放出拟敷设管线的中心线、入钻点、出钻点，在入钻点、出钻点及沿线管中心线上每隔5米设置标示桩，并在中心线上标示穿越障碍和交叉管线的位置，利用水准仪测出逐桩控制高程，并在标示桩上采用红油漆标注清楚；
S12、场地布置：根据临时用水与临时用电的接驳点、设备进出路线、材料码放位置、钻机位置、钻液混合设备位置、钻液存储位置、工作坑位置，做好围挡、安全标示和交通疏导工作，同时场地内设置泥浆池，以便于施工时泥浆循环，泥浆池大小根据泥浆用量确定，泥浆池位置不位于穿越中心线上；
S13、钻孔泥浆配置：将水、膨润土和聚合物按掺和比例混，所述掺和比例根据其地质清况及现场试验确定；
S14、钻机选型：确定管道回拖力计算值，按照管道回拖力计算值的1.5-3.0倍进行钻机型号选取；
S15、地锚箱埋设、钻机就位：根据管道中心线及设计图给定的入钻点位置确定钻机方位、地锚箱位置，并在地面做好标识线，在钻机前埋置4m×2m×2m钢地锚箱，使地锚箱顶面与现状地面平齐，以方便钻机安装调平，并在地锚箱四周浇注C20混凝土加固地锚，地锚前后各加固1500mm宽，左右各加固1200mm宽，钻机与地锚箱固定牢固，确保钻机钻杆中心与管道轴线在一条直线上。
3.根据权利要求2所述的一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，其特征在于，所述步骤S13中钻孔泥浆的采用循环泥浆。
4.根据权利要求1所述的一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：
S61、将第一节分管的首端端部密封并通过拖拉头、扩孔钻头、分动器与钻杆连接；
S62、回拖第一节分管至第一节分管的尾端与第二节分管首端接近处，停止回拖；
S63、将第一节分管尾端与第二节分管首端连接，继续回拖；
S64、重复步骤S62和S63直至所有分管连接完成并全部回拖至施工孔内。
5.根据权利要求1所述的一种大直径长距离钢制输水管道多接一拖拉施工方法，其特征在于，所述步骤S4清洗孔施工的具体方法为：扩孔完毕后用Φ1000mm 的扩孔器进行洗孔两次，此时若扭矩和拖力达到能够实施回拖的参数，完成清洗孔；若扭矩和拖力未达到能够实施回拖的参数，调整泥浆配方，重复洗孔，直至扭矩和拖力达到能够实施回拖的参数。
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- 2022-05-30 CN CN202210599925.7A patent/CN114992385A/zh active Pending
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