污水管道水平导向钻进法施工方案
一、工程概况：
1、工程概况
镇南路排水工程设计范围：北起江海西路，南至黄海西路，其中江海西路至长江西路段结合道路改建工程实施，长江西路至黄海西路段仅实施污水管道。污水管采用单侧布管，位于道路中心线下。污水接镇南路北段规划污水后由北向南排入规划红光河污水泵站中，再由泵站提升后沿已建镇南路西侧人行道往南排入黄海大道已建DN800污水主干管中。
其中，江海路起点～Ws11，Ws21～Ws26，Ws30～Ws31，Ws33～Ws34，Ws40～Ws44均实施牵引法施工。
牵引法施工的污水管道均采用PE100光壁压力给水管，压力等级1.25MPa，环刚度≥16KN/m2，管材满足《给水用聚乙烯（PE）管材国家标准》（GB-T13663-2000）。
2、工程地质
根据南通大地岩土工程公司勘察报告，土质以河口相粉土、粉砂为主，依据地基土的地质时代、成因、岩性和物理学性质，本场地的地基主体可分为5层，自上而下分序如下：
①层素填土（Q4）：杂色，灰色为主，松散～稍密，以粉土混少量粉质粘土为主，局部含少量碎砖、砂石等建筑垃圾，暗沟塘底部含少量淤泥，土质极不均匀。道路沿线均有分布。层底高程1.45～3.58m，层厚0.60～2.90m。
②层粉土夹粉质粘土（Q4）：灰黄色，中密为主，局部稍密，湿～很湿，干强度低，低韧性，摇震反应中等，无光泽，夹少量粉质粘土薄层，具水平层理，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程1.25～1.68m，层厚0.20～2.20m，为中等压缩性中等强度地基土，属中液限细粒土。
③层粉砂（Q4）：青灰色，中密，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程-2.36～1.35，层厚0.1～
3.90m，为中等压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。
④层粉砂（Q4）：青灰色，密实，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母
等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。层底高程-10.00～-3.32m，层厚
1.00～7.90m，为中低压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。
⑤层粉砂（Q4）：青灰色，中密，饱和，成分以石英长石为主，含少量云母等暗色矿物，土质欠均匀。道路沿线均有分布。该层为揭穿，为中低压缩性中等强度地基土，属含低液限细粒土的砂。
3、水文地质条件
根据地下水的赋存、埋藏条件及其水理性质，道路沿线揭示的地下水类型主要为孔隙潜水。孔隙潜水主要赋存于②～⑤层中。道路沿线孔隙潜水位稳定高程为2.70～2.74m，孔隙潜水水位呈季节性变化且受大气影响明显，年变化范围在1.50～3.50m左右，年变化幅度2.0m。本区历史最高水位高程为3.60m。
4、周边环境条件
道路沿线位于平原区，地下水位较高，地势开阔，道路沿线为居民区及厂区，无污染源存在。
二、编制依据:
1、编制目的：
为确保本项目水平导向钻进施工安全有序，避免安全生产事故的发生，完成项目安全生产目标，特制定本方案。
2、适用范围：
本方案适用于本项目污水管道牵引法施工的管理。
3、编制依据：
本次施工方案编写是依据中华人民共和国国家标准《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》及设计图纸、地质勘查报告进行。
三、施工计划：
四、施工方案：
1、准备工作
不开槽管道施工的关键是做好导向孔曲线的设计和地质勘察，导向孔的设计和施工受许多因素的制约，其中最主要的是施工现场的地上和地下条件，地上条件包括地形，地貌以及周围建筑物、道路、河流等：地下情况包括原有地下管线、地下水和地质结构等。经过前期的施工准备工作，对海南路沿线的地下管线、地下水、地质情况及现场施工场地的施工条件已基本掌握。
现场勘察内容包括：原有地下管线及设施的直径和埋深，原有电缆线路的走向等情况，并在地面作好标记，穿越地层的土质类型、含水量、透水性。
为了使施工过程中尽量不给交通安全、城市环境及周围群众正常生活带来影响，在不影响正常施工的前提下在施工现场周围(即出、入口和泥浆池周围)用挡板加以保护和隔离。
2、施工工艺流程
3、施工方案：
1）定向钻的入土点、出土点的位置选择：
根据规范要求，进、出孔直径洞口范围的土体应稳固，污水管道主体应保证平直，因此本项目入土点选择起点井沿管道延伸方向的反向40米处，出土点选择在终点井沿管道延伸方向40米处，根据现场勘察，入土点、出土点满足规范要求。
2）钻进轨迹设计：
①入土角、出土角的确定：
图中：α1——入土角
α2——出土角
A ——入土点
D ——出土点
B ——第一曲线段和直线段轨迹变化点
C ——直线段和第二曲线段轨迹变化点
h ——轨迹（铺管）深度
L1+ L2+L3——定向钻铺管水平长度
铺管深度根据规范要求h 取6m ，R1、R2取钻杆的最小弯曲半径1200D=1200*0.1=120m 。
则入土角、出土角计算如下：
α1=α2=2arctg h
R h -12=2arctg
。。 根据规范要求，本项目采用地面始钻式，入土角和出土角应分别8度至20度之间，计算所得的出土角和入土角符合要求。
L 1＝L 3=)h 2(1－R h =L2=140m 。
②管道轴向曲率半径要求：
因为牵引管是作为污水管道使用的，因此管道由起点向终点方向应具有一定的纵向坡度，不得出现弯曲情况，因此管道轴向曲率半径为∞。
3）终孔孔径、扩孔次数、管道回拖力、管材等的确定：
①终孔孔径的确定：
本次拖拉管道直径为800mm，成孔直径应不小于管材直径的1.5倍，计算可得成孔孔径不小于1200mm。
②扩孔次数的确定：
钻进钻头直径60cm，初次成孔直径60cm，根据扩孔钻头选择比空洞大1.5倍的原则，选取90cm的钻头进行一次扩孔，再选取120cm的钻头进行二次扩孔到成孔直径。
③管道回拖力的确定：
最大控制回拖力应满足管材力学性能和设备能力要求，总回拖阻力计算如下：
P = P l + P F
P l=πD k2R a/4
P F=πD0Lf1
式中：P——总回拖阻力(kN)；
P1——扩孔钻头迎面阻力(kN)；
P F——管外壁周围摩擦阻力(kN)；
D k——扩孔钻头外径(m)，一般取管道外径1.2—1.5倍；
D0——管节外径(m)；
R a——迎面土挤压力(kN/m2)；一般情况下，黏性土可取500～600kN/m2，砂性土可取800～1000kN/m2；
L——回拖管段总长度(m)；
f1——管节外壁单位面积的平均摩擦阻力(kN/m2)，可按给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008表6.3.4-2中的钢管取值；
总回拖阻力计算如下：
P=P l+P F=3.14*1.22*0/4+3.14*0.8*140*1.5=527.52kN
④管材的选择：
