橫向鉆孔清管施工技術方案一、工程概況1.1項目背景本工程為市政排水管道橫向鉆孔清淤施工項目，主要針對城市主干道下方DN800-DN1500鋼筋混凝土排水管道進行非開挖清淤作業(yè)。管道埋深3.5-6.8m，服役年限15-25年，存在淤積物堵塞、管道內(nèi)壁結垢及局部結構性缺陷等問題。本次施工需在不中斷交通、不破壞路面結構的前提下，通過橫向鉆孔技術實現(xiàn)管道清淤及修復預處理。1.2主要工程量序號施工內(nèi)容單位工程量備注1橫向?qū)蚩资┕320含出入土點2擴孔作業(yè)次12分級擴孔至φ300mm3機械清淤m385含淤泥固化處理4管道檢測m320CCTV檢測+聲吶檢測5泥漿處理m3210含脫水干化1.3地質(zhì)條件根據(jù)勘察報告，施工區(qū)域土層分布自上而下依次為：①素填土：厚度0.5-1.2m，松散狀態(tài)②粉質(zhì)黏土：厚度1.8-3.5m，可塑狀態(tài)，滲透系數(shù)1.2×10??m/s③中砂層：厚度2.0-4.5m，中密狀態(tài)，標準貫入擊數(shù)15-22擊④石灰?guī)r：中風化，埋深5.8-8.5m，單軸抗壓強度35-50MPa地下水位埋深3.2-4.8m，對鉆孔施工有一定影響，需采取降水措施。二、施工總體部署2.1施工流程graphTDA[施工準備]-->B[測量放線]B-->C[工作井施工]C-->D[降水系統(tǒng)布置]D-->E[導向孔施工]E-->F[分級擴孔]F-->G[清淤設備安裝]G-->H[機械清淤作業(yè)]H-->I[管道檢測]I-->J[泥漿處理]J-->K[場地恢復]2.2施工平面布置作業(yè)區(qū)劃分：設置鉆孔作業(yè)區(qū)、清淤區(qū)、泥漿處理區(qū)、材料堆放區(qū)四個功能分區(qū)，各區(qū)之間設置2m寬環(huán)形通道臨時設施：布置集裝箱式辦公室1間（20ft）、材料倉庫1間（15㎡）、泥漿沉淀池3級（總容積50m3）水電布置：采用380V三相五線制供電，配置250KVA柴油發(fā)電機作為備用電源；施工用水接自市政消火栓，安裝DN50水表2.3施工進度計劃總工期：45日歷天關鍵線路：工作井施工→導向孔鉆進→擴孔作業(yè)→清淤施工→管道檢測進度控制點：導向孔施工：第5-10天擴孔作業(yè)：第11-18天機械清淤：第19-30天竣工驗收：第45天三、主要施工技術措施3.1施工準備3.1.1技術準備組織圖紙會審，編制專項施工方案并組織專家論證進行施工測量放線，建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)對施工人員進行技術交底，重點培訓導向孔軌跡設計、擴孔參數(shù)控制等關鍵技術編制應急預案，組織防汛、觸電、坍塌事故應急演練3.1.2設備準備設備名稱型號規(guī)格數(shù)量用途水平定向鉆機XZ3201臺導向孔鉆進及擴孔泥漿泵BW-2502臺泥漿循環(huán)系統(tǒng)清淤機器人ROV-3001臺管道內(nèi)機械清淤管道CCTV檢測儀P3001套管道內(nèi)部檢測泥漿分離系統(tǒng)ZJ2001套泥漿凈化處理全站儀TS-601臺導向孔軌跡測量降水井設備Φ200mm4套地下水位控制3.2工作井施工采用Φ1200mm鋼筋混凝土沉井作為工作井，具體施工步驟：基坑開挖：直徑3.5m，深度2.5m，坡比1:0.5，采用鋼板樁支護沉井制作：分兩節(jié)澆筑，第一節(jié)高2.0m，第二節(jié)高1.5m，混凝土強度C30下沉施工：采用排水下沉法，配備2臺Φ150mm井點降水設備，控制下沉速率≤0.5m/d封底處理：采用C25混凝土封底，厚度300mm，設置Φ100mm集水井3.3導向孔施工3.3.1軌跡設計設計參數(shù)：入土角：12°-15°出土角：8°-10°曲率半徑：≥30m（根據(jù)管徑確定）最大偏差：水平≤50mm/100m，垂直≤30mm/100m軌跡優(yōu)化：避開地下管線密集區(qū)，與既有管線保持≥1.5m安全距離3.3.2鉆進工藝先導孔鉆進：采用Φ127mm牙輪鉆頭，鉆進液采用膨潤土泥漿（配比：膨潤土8%、純堿0.5%、CMC0.2%）鉆進參數(shù)：鉆壓8-12kN，轉速40-60r/min，排量300-450L/min每鉆進1.5m進行一次測斜，采用電磁定位儀實時監(jiān)測導向孔糾偏：當偏差≤100mm時，采用自然糾偏法，調(diào)整鉆頭傾角0.5°-1°/次當偏差＞100mm時，采用楔形糾偏器，單次糾偏角度不超過2°糾偏段鉆進速度降低至正常速度的60%3.4分級擴孔施工采用三級擴孔工藝，具體參數(shù)如下：擴孔級別鉆頭規(guī)格擴孔速度泥漿排量扭矩備注一級擴孔Φ150mm1.2-1.5m/min450-550L/min8-12kN·m刮刀鉆頭二級擴孔Φ220mm0.8-1.0m/min600-700L/min15-20kN·m牙輪擴孔器三級擴孔Φ300mm0.5-0.7m/min800-900L/min25-30kN·m組合式擴孔器擴孔施工注意事項：擴孔方向與導向孔保持一致，避免反向擴孔每級擴孔完成后進行孔內(nèi)清潔，確保無沉渣堆積擴孔過程中監(jiān)測孔內(nèi)壓力，控制在1.2-1.5倍靜水壓力3.5機械清淤施工3.5.1清淤設備配置主設備：ROV-300型清淤機器人（功率7.5kW，最大作業(yè)半徑150m）輔助設備：高壓沖洗系統(tǒng)：工作壓力15-20MPa，流量80-120L/min螺旋輸送器：直徑200mm，輸送量5-8m3/h淤泥分離器：分離粒度≥0.5mm3.5.2清淤工藝預處理：向管道內(nèi)注入低黏度泥漿（黏度18-22s），浸潤淤積物采用高頻振動器松動固結淤泥，振動頻率30-50Hz分段清淤：按照50m為一個作業(yè)段，由下游向上游推進清淤機器人配備旋轉切削頭（轉速180r/min）和液壓抓斗每前進10m進行一次淤積量測量，確保清淤率≥95%清淤標準：管道底部淤積厚度≤5%管徑管道內(nèi)壁清潔度≥90%CCTV檢測無明顯沉積物殘留3.6泥漿處理系統(tǒng)采用"三級沉淀+機械脫水"處理工藝：一級沉淀池：尺寸5m×3m×2m，去除粒徑≥100μm的顆粒二級沉淀池：尺寸4m×3m×2m，投加PAC絮凝劑（投加量3-5g/L）三級沉淀池：尺寸3m×3m×2m，投加PAM助凝劑（投加量0.1-0.3g/L）脫水處理：采用板框壓濾機（過濾面積50㎡），處理后泥餅含水率≤60%水循環(huán)利用：處理后的清水（SS≤100mg/L）回用于鉆孔作業(yè)，回用率≥70%四、質(zhì)量控制措施4.1質(zhì)量標準導向孔精度：符合《水平定向鉆進管線鋪設工程技術規(guī)程》（CJJ/T304-2019）要求清淤質(zhì)量：達到《城鎮(zhèn)排水管道維護安全技術規(guī)程》（CJJ6-2009）一級標準泥漿性能：密度1.05-1.15g/cm3，黏度25-35s，含砂量≤4%4.2關鍵控制點軌跡控制：每5m進行一次測斜，數(shù)據(jù)實時傳輸至控制系統(tǒng)建立軌跡偏差預警機制，當偏差超限時自動停機泥漿配比：配備泥漿實驗室，每2小時檢測一次泥漿性能根據(jù)地質(zhì)變化及時調(diào)整膨潤土、純堿等添加劑用量清淤效果檢測：采用"雙檢測法"：CCTV檢測+聲吶檢測清淤前后進行管道斷面測量對比，計算清淤效率4.3質(zhì)量記錄導向孔鉆進參數(shù)記錄表（每米一記）擴孔作業(yè)檢查記錄表（每級一記）清淤量測量記錄表（每段一記）管道檢測報告（含影像資料）泥漿性能檢測報告（每2小時一記）五、安全生產(chǎn)保證措施5.1安全管理體系成立安全生產(chǎn)領導小組，配備專職安全員2名實行"三級安全教育"，特種作業(yè)人員持證上崗率100%編制《橫向鉆孔施工安全專項方案》，組織專家論證5.2專項安全措施地下管線保護：施工前采用RD8000管線探測儀進行地下管線探測重要管線位置設置警示樁，開挖探坑驗證鉆進過程中采用管線預警系統(tǒng)，探測距離≥3m高處作業(yè)安全：工作井周邊設置1.2m高防護欄桿，掛密目安全網(wǎng)人員上下設置鋼制爬梯，梯寬0.6m，踏步間距0.3m作業(yè)平臺滿鋪5cm厚木板，承載力≥2kN/m2用電安全：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，設置三級配電兩級保護配電箱配備防雨棚，漏電保護器動作電流≤30mA水下設備采用防水電纜，絕緣電阻≥1MΩ5.3應急預案孔內(nèi)坍塌處理：立即停止鉆進，保持泥漿循環(huán)注入高黏度泥漿（黏度≥40s），必要時加入水泥漿（水灰比1:1）采用Φ159mm套管跟進支護觸電事故處理：立即切斷電源，使用絕緣工具解救傷員對傷者進行初步急救，撥打120急救電話查明觸電原因，采取防范措施六、環(huán)境保護措施6.1揚塵控制施工區(qū)域設置2.5m高圍擋，采用彩鋼板+防塵網(wǎng)雙層防護出入口設置洗車平臺（尺寸3m×5m），配備高壓沖洗設備易揚塵材料堆放采用密閉式倉庫，運輸車輛覆蓋篷布6.2噪聲控制高噪聲設備設置隔音棚，降噪量≥20dB(A)合理安排施工時間，夜間（22:00-6:00）禁止高噪聲作業(yè)施工場界噪聲限值：晝間≤70dB(A)，夜間≤55dB(A)6.3固廢處理清淤淤泥經(jīng)脫水后運至指定消納場，運輸車輛辦理準運證廢棄泥漿經(jīng)干化處理后，含水率≤60%方可外運生活垃圾集中收集，由環(huán)衛(wèi)部門定期清運七、施工監(jiān)測7.1監(jiān)測內(nèi)容地面沉降監(jiān)測：沿鉆孔軸線每10m設置一個監(jiān)測點，共設置15個采用水準儀測量，精度±1mm監(jiān)測頻率：施工期間1次/天，穩(wěn)定后1次/3天孔內(nèi)參數(shù)監(jiān)測：實時監(jiān)測鉆進壓力、扭矩、轉速、泥漿流量等參數(shù)設置參數(shù)預警值：鉆壓≤30kN，扭矩≤35kN·m7.2數(shù)據(jù)分析建立監(jiān)測數(shù)據(jù)臺賬，繪制地面沉降曲線當沉降量超過10mm時，采取如下措施：降低鉆進速度，減少對地層擾動調(diào)整泥漿配比，提高護壁效果必要時采用注漿加固地層八、驗收標準與流程8.1驗收標準鉆孔施工驗收：導向孔偏差：水平≤100mm，垂直≤50mm擴孔直徑：允許偏差+20mm，-5mm孔壁穩(wěn)定性：無明顯坍塌、縮徑現(xiàn)象清淤質(zhì)量驗收：管道內(nèi)壁清潔度：≥95%（CCTV檢測）淤積物清除率：≥98%管道過水能力：恢復至設計值的95%以上8.2驗收流程施工單位自檢合格，提交驗收申請報告監(jiān)理單位進行初驗，出具評估報告建設單位組織設計、勘察、監(jiān)理等單位進行竣工驗收驗收合格后簽署《橫向鉆孔清管工程驗收證書》九、施工組織管理9.1組織機構項目經(jīng)理：1人（持一級建造師證）技術負責人：1人（高級工程師職稱）施工員：2人，質(zhì)量員：1人，安全員：2人作業(yè)班組：鉆進班8人，清淤班6人，泥漿處理班4人9.2管理制度質(zhì)量管理制度：實行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢）關鍵工序?qū)嵭信哉颈O(jiān)理，留存影像資料質(zhì)量問題實行"四不放過"原則進度管理制度：每周召開進度協(xié)調(diào)會，分析滯后原因采用Project軟件進行進度跟蹤，關鍵線路延誤預警配備備用設備，確保關鍵工序連續(xù)施工成本管理制度：建立材料消耗臺賬，實行限額領料機械利用率考核指標≥85%泥漿回收率≥80%，降低材料成本十、結論與建議10.1結論本橫向鉆孔清管施工方案通過采用水平定向鉆進技術，結合機械清