某某國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建項(xiàng)目污水處理工程(有計(jì)算過(guò)程)

1、杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建項(xiàng)目污水處理工程（場(chǎng)外污水管道及泵房改造） 拖拉管施工專項(xiàng)方案編制人：審核人：批準(zhǔn)人： 一、工程概括 工程名稱：杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建項(xiàng)目污水處理工程（場(chǎng)外污水管道及泵房改造） 建設(shè)單位：杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)有限公司 設(shè)計(jì)單位：杭州天元建筑設(shè)計(jì)研究院 監(jiān)理單位：浙江江南工程管理股份有限公司 施工單位：浙江宇達(dá)建設(shè)有限公司 本工程范圍為杭州市蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)到坎山北泵站DN500壓力污水管，管道總長(zhǎng)約4.4Km，管道沿線有拖拉管3處、倒虹管3座、排泥井7座、排水檢查井5座、排泥閥門井1座，流量計(jì)井1

2、座。一般管段采用DN500的鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管，管道規(guī)格為DN500，PN1.0；拖拉管采用DN500的PE100-1.0Mpa（SDR17）管  2、本泵房位于杭州市蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)，泵房為原機(jī)場(chǎng)污水處理廠的格柵集水井，進(jìn)水管為原來(lái)機(jī)場(chǎng)DN800的重力污水進(jìn)水管，出水管為DN500的 污水壓力管，管道沿道路向南最終進(jìn)入坎山北泵站。泵房改造電氣部分包括：照明、動(dòng)力以及室外電氣。 2、地質(zhì)概況 根據(jù)附近工程的地質(zhì)情況拖拉管段主要為粉沙土。 二、施工方案 1、泥漿配比 根據(jù)穿越地層地質(zhì)為粉砂土,結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)

3、及相關(guān)知識(shí)配制以下泥漿配比表： 2-11#拖拉管回拖力理論估算 根據(jù)穿越的長(zhǎng)度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁厚，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分析最長(zhǎng)處穿越如下： 已知：管線直徑    =500mm 壁厚    =24mm 管線長(zhǎng)度   L=70m 入土角    a r=9° 出土角    a c=7

4、76; 則：回拖力Fmax=F摩+F自 =32145+8440 =40585N =4T 其中：1管道在洞內(nèi)自重產(chǎn)生的摩擦阻力 F自=f*P0*L=0.35×344.5×70 =8440N 其中：P0=1000g(D2  -d2  )÷4     =1000×0.98×10-  6  ×9.8×3.14×(50

5、02  -4522  )÷4 =344.5Nm     2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力  =3.14×0.5×19.5×15×70 =32145N 公式說(shuō)明： 為固相含量系數(shù)(1040)( 取15) 為泥漿的切應(yīng)力(19.5pa) f為管道和孔壁之問(wèn)的摩擦系數(shù)(0.20.6)(f取0.35) P0為每米管道的重量(Nm) 為管密度 =0.

6、98×103kgm3 g為重力加速度 g=9.8Nkg D為PE管外徑 D=500mm L為管道長(zhǎng)度(m)  L=70m d為PE管內(nèi)徑 d=D-2×=500-2×24=452mm 2-2、2#拖拉管回拖力理論估算 根據(jù)穿越的長(zhǎng)度、入土角、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁厚，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分析最長(zhǎng)處穿越如下： 已知：管線直徑    =500mm 壁厚   

7、60;=24mm管線長(zhǎng)度   L=93m 入土角    a r=9° 出土角    a c=7° 則：回拖力Fmax=F摩+F自 =42707+11213 =53920N =5.3T 其中：1管道在洞內(nèi)自重產(chǎn)生的摩擦阻力 F自=f*P0*L =0.35×344.5×93 =11213N 其中：P0=1000g(D2&#

8、160; -d2  )÷4     =1000×0.98×10-  6  ×9.8×3.14×(5002  -4522  )÷4 =344.5Nm 2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力 =3.14×0.5×19.5×15×93 =42707N 公式說(shuō)明： 為固相含量系數(shù)(10

9、40)( 取15) 為泥漿的切應(yīng)力(19.5pa) f為管道和孔壁之問(wèn)的摩擦系數(shù)(0.20.6)(f取0.35) P0為每米管道的重量(Nm) 為管密度 =0.98×103kgm3g為重力加速度 g=9.8Nkg D為PE管外徑 D=500mm L為管道長(zhǎng)度(m)  L=232m d為PE管內(nèi)徑 d=D-2×=500-2×24=452mm  2-3、3#拖拉管回拖力理論估算 根據(jù)穿越的長(zhǎng)度、入土角

10、、出土角、曲率半徑、以及管材的管徑、壁厚，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分析最長(zhǎng)處穿越如下： 已知：管線直徑    =500mm 壁厚    =24mm 管線長(zhǎng)度   L=123m 入土角    a r=9° 出土角    a c=7° 則：回拖力Fmax=F摩+F自 =56484+14830 =713

11、14N =7.1T 其中：1管道在洞內(nèi)自重產(chǎn)生的摩擦阻力 F自=f*P0*L =0.35×344.5×123 =14830N 其中：P0=1000g(D2  -d2  )÷4     =1000×0.98×10-  6  ×9.8×3.14×(5002  -4522  )÷4&#

12、160;=344.5Nm2管道在洞中的粘滯綜合摩擦阻力 F摩=DL =3.14×0.5×19.5×15×123 =56484N 公式說(shuō)明： 為固相含量系數(shù)(1040)( 取15) 為泥漿的切應(yīng)力(19.5pa) f為管道和孔壁之問(wèn)的摩擦系數(shù)(0.20.6)(f取0.35) P0為每米管道的重量(Nm) 為管密度 =0.98×103kgm3 g為重力加速度 g=9.8Nkg D為PE管外徑 D=50

13、0mm L為管道長(zhǎng)度(m)  L=232m d為PE管內(nèi)徑 d=D-2×=500-2×24=452mm 以上計(jì)算公式中，因整個(gè)過(guò)程管材受力較復(fù)雜且不斷變化，會(huì)受諸如：管材、壁厚、土質(zhì)、土層間隙、土層含水量及滲透性、泥漿原料、泥漿濃度、導(dǎo)向孔曲率半徑等等因素影響而出現(xiàn)不同的情況。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)初步估算，適時(shí)修正，才能順利完成施工。 從估算可知，本工程所需最大回拖力7.1T 小于ZT-35 非開(kāi)挖鉆機(jī)的回拖力35T，故可采用ZT-35水平定向鉆機(jī)施工。但必須在保證曲率半徑的前提下，施工現(xiàn)

14、場(chǎng)采取有效措施減少拖管阻力。 3、技術(shù)控制點(diǎn) （1）出入土角度大小適當(dāng)，不宜過(guò)大，以防止多級(jí)擴(kuò)孔后，管位發(fā)生上抬現(xiàn)象；（2）同時(shí)開(kāi)挖發(fā)送溝，提高管子進(jìn)孔的順暢性，降低管子在孔道頭上的側(cè)磨阻力；（3）采用鋼制錐形拖拉頭，提高抗拉強(qiáng)度，減小拉管阻力；（4）合理正確調(diào)配泥漿，泥漿粘度調(diào)制65s，PH=9,并根據(jù)不同地層拉力、扭矩情況，及時(shí)調(diào)整泥漿配比，有效提高泥漿粘度和流動(dòng)性；（5）針對(duì)粉砂土地層擴(kuò)孔必須采用逐級(jí)擴(kuò)孔，以利于穩(wěn)孔，擴(kuò)孔大小宜在700800孔徑；（6）管材回拖前向管內(nèi)注水，通過(guò)增加自重，抵消浮力，最大限度減小浮力差和側(cè)磨阻力。 4、施工過(guò)程 &#

15、160;4.1鉆機(jī)及配套設(shè)備就位:將鉆機(jī)就位管線穿越中心線位臵上，鉆機(jī)就位完成后，進(jìn)行系統(tǒng)連接、試運(yùn)轉(zhuǎn)，保證設(shè)備正常工作。   測(cè)量控向參數(shù):按操作規(guī)程標(biāo)定控向參數(shù)，為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，在管線中心線的不同位臵測(cè)取，且每個(gè)位臵至少測(cè)四次，進(jìn)行對(duì)比，并做好記錄。 4.2泥漿配制 泥漿是定向穿越中的關(guān)鍵因素，按本次穿越泥漿工藝要求及地質(zhì)情況編寫(xiě)配制方案，確定正確的混合次序，按不同的地質(zhì)層配制出符合要求的泥漿。由于穿越地段地質(zhì)情況比較復(fù)雜，對(duì)泥漿的要求比較高，為克服對(duì)付這種不利因素，我們將采取以下措施： 水源就近取用河水，用水泵輸送至水罐內(nèi)，在水

16、罐中沉淀、過(guò)濾后配漿。 按照確定好的配比用一級(jí)膨潤(rùn)土加泥漿添加劑，配出合乎要求的泥漿。 泥漿添加劑有：降失水劑、提粘劑和防塌潤(rùn)滑劑等。添加劑符合環(huán)保要求。 為了使膨潤(rùn)土有足夠的水化時(shí)間，在用量不改變的情況下，我們使用快速水化裝臵并增加泥漿罐數(shù)量，在此工程中使用1個(gè)配漿罐和2個(gè)泥漿攪拌罐。 泥漿在各個(gè)階段所起的作用如下： 鉆導(dǎo)向孔階段要求盡可能將孔內(nèi)的泥沙攜帶出孔外，同時(shí)維持孔壁的穩(wěn)定，減少推進(jìn)阻力； 預(yù)擴(kuò)孔階段要求泥漿有很好的護(hù)壁效果，防止地層坍塌，提高泥漿攜帶能力； 擴(kuò)孔回拖階段要求泥漿具有很好的護(hù)壁、攜砂能力；同時(shí)還有很

17、好的潤(rùn)滑能力，減少摩阻和扭矩。 粉砂土層成孔性差,采取的措施是：在泥漿中加入正電膠，形成“液體套管”，在提高粘度的同時(shí)加入定量的改性淀粉來(lái)控制失水，以便在孔道四周形成泥皮，穩(wěn)定孔道。 4.3鉆機(jī)試鉆 開(kāi)鉆前做好鉆機(jī)的安裝和調(diào)試等一切準(zhǔn)備工作，確定系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常、鉆桿和鉆頭清掃完畢，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行試鉆，鉆進(jìn)1-2根鉆桿后檢查各部位運(yùn)行情況，各種參數(shù)正常后按次序鉆進(jìn)。 4.4鉆導(dǎo)向孔 進(jìn)行管線導(dǎo)向孔鉆進(jìn)期間，建立穿越曲線數(shù)據(jù)庫(kù)，采集在控向過(guò)程中由控向系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的有關(guān)數(shù)據(jù)。如每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的前后點(diǎn)及正位值。 為了保證

18、采集數(shù)據(jù)的正確性，減少人為的數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤。我們將采取自編的小程序，使控向系統(tǒng)計(jì)算機(jī)生成的控向數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一、兩步的轉(zhuǎn)換后，自動(dòng)生成Excel文件，以保證控向數(shù)據(jù)的可打印性和傳輸性，減少人為錄入數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。 導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)是整個(gè)定向鉆施工的關(guān)鍵，本次穿越工程用ZT-35型水平定向鉆機(jī)實(shí)施。鉆導(dǎo)向孔的鉆具組合是：造斜鉆頭+S-73鉆桿控向?qū)Υ┰骄燃肮こ坛晒χ陵P(guān)重要，并直接關(guān)聯(lián)到管線穿越。開(kāi)鉆前仔細(xì)分析地質(zhì)資料，確定控向方案，泥漿與司鉆重視每一個(gè)環(huán)節(jié)，認(rèn)真分析各項(xiàng)參數(shù)，互相配合鉆出符合要求的導(dǎo)向孔，鉆導(dǎo)向孔要隨時(shí)對(duì)照地質(zhì)資料及儀表參數(shù)分析成孔情況，達(dá)到出土準(zhǔn)確，成孔良好。 4.5預(yù)擴(kuò)

19、孔 本次穿越采用逐級(jí)擴(kuò)孔預(yù)擴(kuò)孔： 導(dǎo)向孔完成，鉆頭出土后及時(shí)拆卸，裝上檢查合格的擴(kuò)孔器進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔，300、400、500、600、700，最后用清孔器清孔，清孔以慢穩(wěn)為主，切忌速度過(guò)快，同時(shí)，做好每一遍擴(kuò)孔的記錄，以便于下一級(jí)擴(kuò)孔借鑒，使擴(kuò)孔具有可追溯性，清孔完成后，需緊接拉管工序，中間不允許長(zhǎng)時(shí)間停留。4.6管線回拖 在回拖時(shí)連續(xù)作業(yè)，避免因停工造成阻力增大。管線回拖前要仔細(xì)檢查各連接部位，為保證回拖的順利，將采取以下措施： 連管回拖前，保證預(yù)制管線（至少出土點(diǎn)附近的50米管線）和穿越軸線的一致，減少管線進(jìn)入孔洞時(shí)的側(cè)向摩擦力，確保管道完好。 

20、;將熔接好的管材放到發(fā)送溝，保證管道盡可能與地面脫離，管道在溝中呈漂浮狀態(tài)，以減小回拖時(shí)的摩擦力。 回拖時(shí)增加高潤(rùn)滑泥漿，使泥漿象薄膜一樣附著于管道表層，起到保護(hù)作用。 在擴(kuò)孔回拖時(shí)，把扭矩控制在合理的范圍內(nèi)。扭矩過(guò)大，鉆桿卸扣困難，欲速則不達(dá)。因此把扭矩控制在適宜的范圍內(nèi)，保證擴(kuò)孔回拖順利。 回拖時(shí)注意加強(qiáng)兩邊聯(lián)系，時(shí)刻注意表盤的讀數(shù)。同時(shí)，做好每一遍擴(kuò)孔的記錄，以便于下一級(jí)擴(kuò)孔借鑒，使擴(kuò)孔、回拖具有可追溯性，保證擴(kuò)孔回拖的順利。 4.7地貌恢復(fù) 及時(shí)進(jìn)行鉆機(jī)場(chǎng)地的地貌恢復(fù)、剩余泥漿的處理和設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)。4.8作為定向鉆穿越專業(yè)化的施工隊(duì)伍，管道穿越項(xiàng)目部在施工中，將采取以下特別措施，