PE管道定向钻穿越公路工程施工方案

PE管道定向钻穿越公路工程施工方案第一章工程概况与穿越条件1.1项目定位本段PE管道为某市环城高压天然气主管，管径dn450，SDR11，PE100，设计压力1.6MPa，定向钻穿越里程K3+520～K3+765，水平长度245m，最大覆土深度12m，穿越对象为双向六车道国道G318，日均车流量3.2万辆，限速80km/h，路权归某市公路事业发展中心。1.2场地工程地质0～3m杂填土（γ=18.5kN/m³，φ=12°）；3～8m粉质黏土（γ=19.2kN/m³，φ=18°，Cc=0.45）；8～14m中砂（γ=20kN/m³，φ=32°，渗透系数5×10⁻²cm/s）；14m以下为强风化泥岩（单轴抗压强度σc=2.8MPa）。地下水位埋深2.1m，高水位期7—9月。1.3既有设施风险路基坡脚两侧各埋设Φ800雨水混凝土管（埋深2.5m）、DN300钢质燃气管（PE防腐，埋深1.2m）、144芯移动光缆（硅管，埋深1.0m）。路肩外5m处有10kV直埋电缆（埋深0.8m）。1.4法规与许可《公路安全保护条例》第29条、《某市公路路政许可实施细则》第15条、《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423—2013）第5.2.4条。须取得“涉路施工许可证”“动土作业票”“临时占道交通组织方案批复”。第二章总体施工部署2.1目标值工期：日历天12天（不含手续）；质量：一次验收合格率100%，焊缝无损检测一次合格率≥98%；安全：零死亡、零重伤、零交通责任事故；环保：泥浆回收率≥90%，废浆固化后含水率≤60%，施工噪声昼间≤70dB。2.2组织机构项目经理部下设“四部两室”：工程部、质安部、协调部、物资部、泥浆实验室、应急值班室。关键岗位：注册岩土工程师1人、一级建造师（市政）1人、注册安全工程师1人、RTⅡ级无损检测人员2人、交通疏导员4人。2.3施工顺序手续办理→测量放线→临建搭设→导向孔钻进→预扩孔→管线回拖→注浆封孔→路面恢复→检测验收→竣工资料移交。第三章交通组织与围挡3.1占道范围入土侧：路基外15m设2m×20m设备平台，需占用应急车道6m；出土侧：路基外12m设2m×15m平台，占用硬路肩4m。3.2交通分流模型采用“同侧压缩+对向分流”模式：白天保持双向四车道通行，夜间23:00—05:00压缩为双向两车道，限速60km/h，摆放1200×200×80mm水马320只，LED箭头灯12组，防撞桶48只。3.3审批流程施工单位提前15日向市交警支队提交《占道施工交通组织方案》→交警5日内现场踏勘→修改方案→组织专家评审→取得《占道施工许可证》。3.4应急预案遇交通事故3分钟内由现场交通疏导员上报122及项目部应急值班室→10分钟内启动应急车道开放→30分钟内完成事故现场清理。第四章定向钻设备与配套选型4.1主机美国VermeerD330×500，额定推拉力150t，最大扭矩54kN·m，动力335kW，满足φ800mm扩孔需求。4.2泥浆系统配2台15m³钢制泥浆罐、1台355型离心机、1台45kW射流混浆器；泥浆泵选用6×8型，最大排量3.2m³/min，压力8MPa。4.3钻具组合φ127mmS135钻杆300m→φ193mm牙轮导向钻头→φ350mm飞旋切割式扩孔器→φ600mm桶式扩孔器→φ750mm挤扩器→φ850mm刮刀式扩孔器。4.4回拖保护采用1.2D的“钢管+塑料”复合防护：套入φ600mm钢质套管12m（回拖侧出土点），内部填充1:3水泥砂浆，防止PE管外层划伤。第五章泥浆设计与循环管理5.1泥浆配方基浆：水+6%钠基膨润土+0.3%CMC+0.2%PACLV+0.5%润滑剂；加重浆：基浆+15%重晶石（ρ=1.25g/cm³），用于砂层；黏土抑制浆：基浆+1%KCl+0.5%聚胺抑制剂，用于黏土地层防膨胀。5.2性能指标塑性黏度25～35s（马氏漏斗），动切力8～12Pa，API滤失量≤10mL，pH8～9，含砂量≤0.5%。5.3循环流程“钻机→泥浆泵→钻杆→孔底→环空→泥浆槽→振动筛→除砂器→离心机→净浆罐→射流混浆→再泵送”，实现90%回用。5.4废浆处置设置40m³废浆池，加5%水泥+2%固化剂搅拌，48h后含水率58%，经检测重金属、石油类满足《危险废物鉴别标准》后，运至市固废中心填埋。第六章测量与导向控制6.1控制网采用1980西安坐标系，三等导线闭合差≤1/55000，高程采用1985国家高程基准，四等水准闭合差≤20√Lmm。6.2导向仪美国DigiTrakF5磁导向仪，深度精度±1%，倾角精度±0.1°，每根钻杆（3m）记录一次，数据实时上传云端。6.3轨迹设计入土角10°，出土角8°，曲率半径150D=67.5m，实际取600m平缓曲线；穿越段最低点距路面12m，满足规范≥6m要求。6.4纠偏标准水平偏差≤±1%孔深，竖向偏差≤±0.5%孔深；超差立即回抽5m重新导向，禁止“强行纠偏”。第七章管道焊接与检验7.1焊接工艺采用全自动热熔焊机（德国MSA450.14），焊接温度210±10℃，加热时间140s，冷却时间≥12min，翻边对称，高度2～3mm。7.2焊缝检验100%外观检查+10%超声波抽检（按《燃气用聚乙烯管道焊接技术规则》TSGD2002）；翻边切除4条试样，测定拉伸强度≥22MPa。7.3拉管头制作dn450管端套入16mm厚Q345B钢制拉管头，长1.2m，内部坡口30°，氩弧焊打底，外圈8道加强筋，焊缝UTⅡ级合格。第八章预扩孔与回拖施工8.1分级扩孔φ350mm→φ600mm→φ750mm→φ850mm，每级扩孔回拉速度≤1.2m/min，泥浆排量2.8m³/min，旋转压力6～8MPa。8.2回拖力计算按《GB50423》附录C：F=πDLμγH+πD²/4·ΔP其中L=245m，D=0.45m，μ=0.35，γ=20kN/m³，H=12m，ΔP=0.2MPa，计算得F=480kN，安全系数150t/48t=3.1，满足要求。8.3回拖操作（1）提前24h把管道就位，避免“冷管”弯曲半径不足；（2）拉管头与钻杆采用150t卸扣连接，回拖速度0.8m/min，匀速泵注泥浆3.0m³/min；（3）每回拖30m暂停2min，让泥浆充分填充，防止“塌孔抱管”；（4）出土后预留12m管道做后续阀井安装。第九章路面与附属恢复9.1路面结构原路面4cmSMA13+6cmAC20+20cm水泥稳定碎石（5%水泥）+20cm石灰粉煤灰碎石（6:14:80）。9.2恢复流程切割2m×2m试块→铣刨10cm→喷洒0.5kg/m²粘层油→铺筑6cmAC20→碾压8遍（初压80℃，终压≥65℃）→3d后钻芯，压实度≥97%，平整度≤3mm/3m。9.3标线与护栏采用热熔型反光标线，厚度2.0mm，玻璃珠撒布量250g/m²；护栏立柱恢复4根，采用GrA4E型，打入深度1.4m，间距2m。第十章质量检验与验收10.1分段验收（1）导向孔：轨迹偏差、泥浆性能；（2）扩孔：孔径≥1.2D、塌孔率≤2%；（3）回拖：管道无划痕、椭圆度≤1.5%；（4）压力试验：1.5倍设计压力2.4MPa，稳压1h，压降≤1%。10.2第三方检测委托“省特检院”进行射线+超声波复合检测，出具《PE管道焊接质量报告》；对路面弯沉值检测，BZZ100标准车，弯沉≤0.6mm。10.3竣工资料包含：测量放线记录、泥浆日报、焊口编号图、无损检测报告、隐蔽工程验收单、交通疏解日志、废浆转运联单、路面恢复影像（含无人机正射影像）。第十一章职业健康安全11.1危险源清单旋转机械伤害、高压泥浆刺漏、交通碰撞、深基坑坍塌、高温中暑。11.2控制措施（1）钻机传动轴加1.5m防护罩，设置急停拉绳；（2）泥浆泵安全阀设定9MPa，每周标定；（3）车辆安装4G北斗盲区监控，倒车蜂鸣器≥105dB；（4）开挖深度≥1.5m设置1.2m临边护栏，横杆2道；（5）现场配2t冰块、藿香正气水200支，气温≥35℃停止11:00—15:00作业。11.3应急预案（1）触电：立即切断电源→心肺复苏→拨打120→记录；（2）泥浆刺漏：启动远程卸压→人员撤离30m外→穿戴防喷服堵漏；（3）交通事故：封道→摆好警示标志→拍照→报警→恢复。第十二章环境保护与文明施工12.1噪声控制夜间禁止扩孔作业，发电机加20mm阻尼隔音棉，场界噪声≤65dB。12.2扬尘控制设备平台硬化10cmC20混凝土，配备2台雾炮机，每2h喷洒一次，PM10在线监测≤0.15mg/m³。12.3水土保持泥浆池底部铺0.5mmHDPE防渗膜，边缘30cm上翻，搭接1m焊接；施工完毕回填种植土，播撒狗牙根草籽50g/m²，30d覆盖率≥90%。第十三章进度计划与资源配置13.1横道图Day1手续复核、临建；Day2设备就位、泥浆调试；Day3导向孔；Day4—Day6四级扩孔；Day7管道焊接、试压；Day8回拖；Day9注浆封孔、场地初清；Day10路面恢复；Day11第三方检测、竣工资料；Day12验收、撤场。13.2劳动力项目经理1、技术负责1、机长2、钻工8、焊工4、泥浆工4、信号工2、交通疏导4、安全员2、杂工6，合计34人。13.3主要设备定向钻机1、挖掘机2、吊车1、焊机2、泥浆泵2、振动筛1、离心机1、水车1、货车3、交通警示车2。第十四章成本控制要点14.1材料损耗率PE管≤1%，膨润土≤3%，柴油≤5%，通过“单车核算+二维码加油”实现。14.2机械台班采用“两班倒+设备租赁”模式，D330×500月租28万元，提前2d退租返还1.2万元/日。14.3签证管理现场签证必须“当日发生、当日影像、当日确认”，超过48h视为无效；签证单统一使用甲方格式，编号连续。第十五章竣工移交与质保15.1移交清单（1）竣工图DWG+PDF各一份；（2）焊口电子台账（含编号、坐标、探伤链接二维码）；（3）压力试验视频（带时间水印）；（4）质保书：PE管50年、热熔焊口10年、路面2年。15.2质保响应接到通知2h内到场，24h内提出方案，72h内修复完成，否则按2000元/天支付违约金。15.3运维培训对业主运营部8人进行4h现场培训，包含：（1）PE管常见缺陷识别；（2）光纤预警系统数据判读；（3）应急封堵工具（dn450夹管器）实操。第十六章常见问题与排错指南16.1导向信号丢失原因：强电电缆干扰；解决：降低探头深度至8m，更换16Hz低频线圈，加设1m深屏蔽管。16.2回拖力突增原因：塌孔或砂层液化；解决：暂停回拖，加大泥浆黏度至45