管道工程定向钻施工方案专家论证.docx
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管道工程定向钻施工方案专家论证
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管道工程定向钻施工方案专家论证
同乐路电缆管道定向钻专项施工方案
第1章总体概述
编制依据
（1）《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY/T4079-95）；
（2）《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（GJJ33-2005）；
（3）《水平定向钻法管道穿越工程技术规程》（CECS382-2014）；
（4）设计图纸、勘察报告等。
工程概况
本工程是为确保电力通道畅通，在同乐路（罗文大道-沙井大道）（现更名为下津路）实施电力排管和部分过路定向钻工程，路线长度3000米，为6+1管道模式，检查井采用直线敞开井，过路井采用三通敞开井，井室采用砖砌。
在穿越新村大道东侧人行道时与天然气管道交叉，设计垂直间距约4米，采用定向钻穿越过路，采用6+1管道模式，为6根MPPФ180*12管+1根MPPФ110*10管，长度约140米。
图定向钻6+1管道模式
地质情况
定向钻穿越所在路段为同乐路K1+520-K1+660段，场地内无断裂构造通过，未发现滑坡、崩塌、塌陷等不良地质作用，属稳定建筑场地。
土质为粘土，黄红色、棕黄色为主，硬塑，局部为可塑，细小裂隙较为发育，粘性强，韧性好，干强度高，切面光滑，土质较为均匀，含铁锰质氧化物。
属中等压缩性土。
施工部署
根据施工要求，定向钻井位前后各需开挖一个工作坑和接收坑。
在新村大道西侧人行道设置一个工作坑，在新村大道东侧人行道设置一个接收坑。
在工作坑前方还需要停放施工机械以及导管拆装施工操作面，需占用10m×4m的地方做工作坑、接收坑的施工操作空间。
施工前在同乐路两侧绿化带采用人工开挖，探出天然气管道埋深，以确定管道在道路中间的埋深。
第二章施工进度计划及工期保证措施
施工进度计划
穿越天然气管道的定向钻部分约140米，施工用时约10天。
施工进度保证措施
（1）合理进行施工组织和调度，搞好各施工段和各施工环节之间的衔接，减少不必要的延误。
（2）加强施工质量的管理，力争各工序一次报验一次各格通过，避免因质量问题返工造成工期延误。
（3）搞好施工用机械的保障工作。
根据生产计划，做好机械的调配的计划，按计划及时组织进场，避免出现停工待料现象，保证工期目标的实现。
（4）加强质量管理，严格控制每一道工序的施工质量，避免返工。
第3章机械设备、材料、人员投入计划及保证措施
机械设备投入
表机械设备投入计划表
序号
机械名称
规格型号
数量
备注
1
钻机
JS8030型
1
2
潜水泵
Φ150
2
3
泥浆泵
Φ150
2
4
导向仪
1
5
经纬仪
1
6
挖机
75
1
7
装卸车
10t
1
8
自卸汽车
3
9
发电机
1
10
插入式振动棒
3
材料投入计划
管材计划980米
施工队伍部署
表劳动力安排表
序号
工种
工种人数
备注
1
劳务队负责人
1
2
安全人员
1
3
机操工
4
4
普工
5
合计
11
第四章施工准备情况
技术准备
（1）认真审核图纸及设计说明。
（2）做好施工技术及安全交底。
（3）对拟穿越地段进行踏勘，查明该地段建筑基础、地下障碍物及地下公用管线的种类、位置、埋深、走向以及管材、尺寸。
再利用管线探测仪进一步确定地下各种管线的走向及深度。
最后根据燃气单位的管位交底进行复核。
（4）查明拟穿越地段的土层结构、分布特征和工程地质性质。
（5）场地平整、确定钻机位置、入土点、出土点以及造斜段长度等。
施工场地准备
（1）图纸审核及原地貌复测，发现图纸有误或现场与设计不符的及时上报相关人员进行复查。
（2）材料准备：
管材按施工进度进场，采取限额领料制度。
（3）施工前在同乐路两侧绿化带采用人工开挖，探出天然气管道埋深，以确定管道在道路中间的埋深。
第五章主要施工方法
水平定向钻施工工艺流程
水平定向钻施工流程图
适用范围及优势
适用范围
地质条件:
除了流沙层以外的所有土质都能进行拖拉管施工。
优势
（1）顺利穿越障碍。
采用“拖拉管”技术，可控制方向、避绕地下障碍物，河流、湖泊、公路、铁路、闹市区、建筑物等不再成为铺设管线的障碍。
（2）减少对已建基础设施的破坏且不影响城市交通。
水平定向钻机在路面下钻孔铺管，不需要破坏路面，使已建的街道免遭开膛破肚之苦。
也不影响河流航运或地面的交通秩序。
（3）加快施工进度。
采用“拖拉管”技术，钻杆自动装卸，效率更高、安全性更好，可以加快施工进度、缩短周期，管线埋藏越深，这种优势越明显。
施工方法
工作井、接收井开挖
工作坑、接收坑必须高质量完成，工作坑、接收坑均设计为椭圆形，按比例设置坡度（依管材所铺深度而定），避免管材在入坑时损坏，根据实际开挖和地层情况确定如何护壁。
工作坑、接收坑外形尺寸根据现场施工条件和实际铺管深度而定。
设计轨迹线
导向孔轨迹线设计是在管线剖面图基础上，设计出钻孔的最佳曲线。
根据甲方结合实际情况设计的各点标高和入出土点位置设计轨迹线。
尽可能离开现有管线，保证钻机导轨中线和设计轨迹线在同一垂直面上。
钻机按设计轨迹线校正、固定安放。
钻液的配置
钻液的好与坏对于拉管施工的成败起到了极关键的作用。
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地排出孔外，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。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
本工程按以往施工经验和对类似地区地质情况的了解，配置钻进液。
钻液由水、膨润土和聚合物组成。
水是钻液的主要成份，膨润土和聚合物通常称为钻液添加剂。
钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。
为改善泥浆性能，有时要加入适量化学处理剂。
烧碱（或纯碱）可增粘、增静切力、调节PH值，投入烧碱量一般为膨润土量的2%。
根据以上理论，本工程的钻液配合比确定为：
膨润土20%，转液宝1%，水75%，2%膨润土重量的烧碱。
设备就位
钻孔机安装在工作坑旁边，管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定，钻杆中心与管道轴线应一致。
确定拉管机方位后，应固定好钻孔机。
此时根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置，确定钻杆造斜度，入土角应不超过150。
钻机安装好后，应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。
钻机的安装质量和稳固性的好坏是成孔质量好坏的关键，因此必须认真细致的反复进行，直至符合要求后方可进入下道工序。
将泥浆系统与钻机相连，水电系统接入,施工前对管线穿越范围及周边的建筑物进行详细的调查，防止地下障碍对工程实施造成影响；下锚前应在浅层地下管线前面开探槽，以免对地下管线造成破坏。
导向孔的施工
导向孔施工是成孔的关键，根据已设计轨迹线确定导向孔的入土点和入射点角度。
认真测量和科学选取穿越轴线的方位角，使钻孔接近设计轨迹线。
导向孔钻进过程中，注意井眼的返浆情况并做好记录。
以便准确判断钻进过程中的地质情况，为预扩孔提供可靠数据，导向孔的施工是否符合设计要求，直接影响工程成功。
根据钻进过程中记录的数据仔细分析所钻进的线路中是否存在回填土，以便及时调整施工工艺及应对措施。
另外，在导向孔施工过程中，导向技术人员确保曲线偏移不能超越规定设计范围，每根钻杆间的角度变化也要得到严格控制，确保导向孔高质量完成。
扩孔
扩孔过程中,要依次加大回扩头,经过多次扩孔,最终成孔直径一般比管子外径大200mm（或是管径的倍）。
管子在孔中是处于悬浮状态,管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑,这样既减少了回拖阻力,又保护了管子外表面。
回拖管线时HDPE管前部套有管帽,以防止孔内泥浆进入管内。
在扩孔器和管子之间要加一个旋转接头,使扩孔器旋转而管子不旋转。
回拖速度的控制也很重要,回拖过程中,要注意观察出土、拉力是否正常。
为防止地面沉降,每一级扩孔采用均匀旋转回拉和高压水射流相结合的方法。
回拖管材
当钻孔清孔达到铺管要求后，需进行回拖前准备，复查管材质量以及搬运过程中有无损伤，管材焊（连）接是否符合规定要求，检验完毕后，方能铺设，操作人员控制钻机的拉力和速度，确保所铺设管材不受损害。
穿越天然气管道的控制措施
图定向钻穿越天然气示意图
（1）施工前，对于施工范围内管线的管龄、口径、埋深、走向等情况进一步的调查和确认，将调查结果报业主、设计、监理和相关部门确认备案。
（2）定向钻穿越时，降低推进速度，严格控制定向钻掘进机方向，减少纠偏，特别是大量值纠偏；
（3）在探头进入与燃气管道水平距离5米范围前，提前通知项目人员及燃气单位，确定探头的方向及深度是否与设计相符，由管理人员旁站监督穿越燃气管道。
（4）定向钻距地面6米，与天然气管道垂直距离4米。
（5）在定向钻穿越期间，加强对管外壁触变泥浆参数和工艺的管理。
使管外壁形成完整的泥浆润滑套，减少顶进过程中管外壁与土体之间的扰动，从而减少地表沉降。
（6）定向钻掘进施工过程中，必须保证定向钻上方土层的稳定，以确保定向钻掘进施工的安全，从而不危及定向钻上方的道路、天然气管道。
为此施工过程中必须采取相应的监控保护措施，并通过监测数据的反馈，及时对定向钻掘进施工参数进行调整，使施工工艺最优化，将定向钻施工过程中及定向钻完成后的地表最大变形量控制在允许的范围内。
（7）回拖产品管线时，先将扩孔工具和管线连接好，然后，开始回拖作业，并由钻机转盘带动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖，产品管线在回拖过程中是不旋转的，由于扩好的孔中充满泥浆，所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样即减少了回拖阻力。
图定向钻与天然气管道垂直距离示意图
图定向钻机示意图
防地面沉降措施
（1）管道拉通后，为了避免地面沉降，需要进行注浆加固。
由于受场地条件限制，本次采用孔内注浆的加固措施。
（2）拉管施工前在管前端连接两根与管同长度的∮25钢管,与管一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。
到达终点后，解除∮25钢管与管的连接，在两根钢管前面各加一根6ｍ长同直径的注浆花管。
（3）移动拉管机到接收坑，和∮25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（），从而置换触变泥浆，补充管周围的空隙。
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，注浆过程也就全部结束了。
（4）在注浆施工时应注意：
1）根据实际情况每3-6米注浆一次，根据计算注浆量一定大于泥浆量，注浆时尽量保持不要间断。
2）当花钢管拖入地面时一定要用堵头堵死，防止浆液从花管前端流出。
卡钻处理措施
同正常清洗导向孔一样，从出土点将钻杆、清孔器推入导向孔，注入高粘度泥浆对导向孔已扩段反复清洗，直至清孔后的钻机扭矩减至钻杆空钻时的数值，此时启动入土点侧的钻机，对被卡钻具进行旋转推拉，在出、入土点侧钻机的相互配合下，将被卡钻具从出土点侧退出，解卡完成。
值得注意的是反向洗孔法解卡过程中，泥浆将起到至关重要的作用，解卡成功与否，取决于泥浆性能，如：
携砂、润滑、护壁等，要适时对返出泥浆进行化验，并即使调整泥浆的配比。
定向钻施工监测措施
现场施工中，要求通过适当的监测手段，随时掌握周边环境的变化以及定向钻通过路面的稳定状态，为设计和施工提供信息。
通过反馈，及时修改，优化支护方案，改善施工工艺，预防事故；同时，监测资料还可作为检验和评价支护结构稳定性的依据。
结合本工程实际，监测项目主要内容如下:
（1）定向钻通过路线的路面水平位移监测。
（2）定向钻通过路线的路面沉降监测。
（3）目测巡视。
对处于定向钻施工影响范围内的路面直接埋设监测点进行监测，监测点固定好后，用全站仪测得监测点的初始坐标。
由于定向钻的施工过程中受挤土效应，施工定向钻会产生相应位移，故在定向钻施工路线通过的路面直接进行水平位移监测，路面位移监测点设置要求为纵向间距20m。
同时在定向钻施工影响范围内的路面还需要进行沉降监测，对判定路面沉降具有重要作用。
在定向钻施工路线通过的路面直接埋设监测点用水准仪直接测定其标高，通过其监测判定钻进安全具有重要意义。
路面沉降监测点设置要求为纵向间距20m。
采用仪器进行监测是基坑监测不可缺少的重要手段，但由于仪器监测毕竟有限，不可能覆盖基坑变化的所有地方，因此，作为补充，由有经验的工程师定期进行现场目测巡视检查是非常必要。
（1）施工工况
1）定向钻施工后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异；
2）场地地表水地下水排放状况是否正常；
3）定向钻周边地面有无超载。
（2）周边情况
1）周边建筑有无新增裂缝出现；
2）道路（地面）有无裂缝沉陷；
（3）监测设施
1）基准点，监测点完好状况；
2）监测元件的完好及保护情况；
3）有无影响观测工作的障碍物；
巡视检查以目测为主、可辅以钎、锤量尺放大镜等工具以及摄像、摄影等设备进行。
电缆井的施工技术措施
（1）由挖掘机开挖出基础，然后由人工平整并浇筑砼地板。
（2）人工砌筑电缆井墙体，墙体宽24cm。
（3）电缆井圈梁使用现浇方式进行。
浇筑时振捣密实，严禁漏振。
（4）盖板全部预制，安装时采用机械吊装，人工配合。
（5）混凝土构件的制作工艺流程
钢模制作→刷脱模剂→钢筋制作安装→混凝土的浇筑→脱模→养生→集中堆放
第六章应急救援预案
施工现场生产安全事故应急救援指挥系统
成立施工现场生产安全事故应急救援指挥部
（1）现场总指挥：
（2）项目部分管安全负责人、项目部门负责人任小组成员。
现场抢救小组（组长：
）
医疗救治小组（组长：
）
后勤服务小组（组长：
）
现场保卫小组（组长：
）
应急预案响应程序：
事故应急救援系统的应急响应程序按过程可分为接警、响应级别确定、应急启动、救援行动、应急恢复和应急结束等几个过程。
（1）接警与响应级别确定
接到事故报警后，按照工作程序，对警情做出判断，初步确定相应的响应级别。
如果事故不足启动应急救援体系的最低响应级别，响应关闭。
（2）应急启动
应急响应级别确定后，按所确定的响应级别启动应急程序，如通知应急中心有关人员到位、开通信息与通信网络、通知调配救援所需的应急资源（包括应急队伍和物资、装备等）、成立现场指挥部等。
（3）救援行动
有关应急队伍进入事故现场后，迅速开展事故侦测、警戎、疏散、人员救助、工程抢险等有关应急救援工作，专家组为救援决策提供建议和技术支持。
当事态超出响应级别无法得到有效控制时，向应急中心请求实施更高级别的应急响应。
（4）应急恢复
救援行动结束后，进入临时应急恢复阶段。
该阶段主要包括现场清理、人员清点和撤离,警戒解除、善后处理和事故调查等。
（5）应急结束
执行应急关闭程序，由事故总指挥宣布应急结束。
施工现场生产安全事故应急救援
指挥系统各应急小组职责
（1）应急指挥领导小组职责：
建筑工地施工现场发生生产安全事故时，负责指挥工地事故现场抢救工作，向各应急小组下达抢救指令任务，协调各小组之间的抢救工作，随时掌握各组最新动态并做出最新决策，第一时间向110、119、120、监理部、安全监督部门、公安部门求援或报告灾情，应急领导小组成员应轮流值班，值班者必须住在工地现场，手机24小时开通，发生紧急事故时，在项目部应急组长抵达现场前，值班者即为临时救援组长;
（2）现场抢救小组职责：
根据事故发生的情况、类别，立即采取紧急措施，尽一切可能抢救伤员及被困人员，同时做好抢救组成员自身保护，配齐必要的劳动保护用品、装备、防护用具和抢救机械设备。
救助人员应严格执行安全操作规程，确保抢救行动过程中的人身安全和财产安全。
（3）医疗救治小组职责：
对抢救出的伤员，视情况及时采取急救处置措施，如人工呼吸、输氧、心脏博击、紧急止血包扎等，伤重者尽快送到指定医院抢救。
（4）后勤服务小组职责：
负责交通运输车辆、抢救设备的调配和使用，紧急救援物资的征集、调配、分发，人员的食品、饮水的供应;
（5）现场保卫小组职责：
负责施工现场的安全保卫，保护事故现场，阻止与抢救无关人员进入施工现场，当事故有危及周边单位和抢救人员的险情时，组织人员和物资的疏散工作;
应急救援器材
（1）应急救援小组应配备医疗急救器材。
（2）通讯器材：
电话、手机、报警器、电脑、传真机、打印机等。
（3）交通工具：
工地必须常备一辆值班车。
（4）灭火器材：
灭火器材日常按要求就位，紧急情况集中使用。
应急救援知识培训
（1）应急小组成员在项目部安全教育时必须接受事故应急救援知识培训。
（2）培训内容：
伤员急救常识、灭火器材使用常识、各类重大事故抢救常识等，务必使应急小组成员在发生重大事故时能较熟练地履行抢救职责。
（3）培训时间：
每年应进行一次不少于2小时的培训。
通讯联络
项目部必须把紧急报警电话110、火警电话119、急救电话120、应急领导小组成员名单及手机号码、当地政府安全监督部门电话号码明示在施工现场位置，施工现场应急救援指挥部成员、现场保卫人员、各班组作业人员应熟知这些号码。
序号
姓名
职务
电话
备注
1
全面负责施工安全
2
负责现场施工安全
应急救援预案的响应及事故报告
工程施工现场发生生产安全事故后，五分钟内指挥部成员应到位并立即展开应急救援工作。
除立即组织抢救伤员、采取有效措施防止事故扩大并保护好事故现场、做好善后工作外，还应按下列规定报告有关部门：
（1）轻伤事故：
应由项目部在24小时内书面报告上级部门。
（2）重伤事故：
项目部应在2小时内报上级主管部门、安全生产监督部门，填报
《事故快报表》，并在4小时内到达事故现场;
（3）死亡三人以上的重大、特别重大事故：
公司应立即报告当地市级人民政府，同时报告市安全生产监督管理局、工会组织、人民检察机关和监督部门，公司安全生产第一责任人应在接到项目部报告后4小时内到达事故现场;急性中毒、中暑事故，应同时报告当地卫生部门;易燃易爆物品爆炸和火灾事故，应同时报告当地公安部门。
第七章质量保证措施
1、坚持施工、生产自觉控制质量的工序管理；
2、坚持严格的监督制度，确保工序合格；
3、遵守标准、规范、设计图纸和技术说明书的要求；
4、按时作好记录，提交必要的文件；
5、认真按实填写施工记录和各种技术资料表格；
6、发现与图纸变化较大的现象应及时通知监理工程师，必要时请设计院及业主前往工地现场研究解决，确保工程质量。
第八章安全生产措施
1、设立施工围栏，做到封闭施工，立警告牌。
2、开工前通知燃气单位协助交底及日常巡查，确保与相关管线的安全施工距离。
3、开展精神文明和法制教育，提高全员思想素质，做到遵纪守法，及时清理施工现场，降低施工噪音，减少垃圾污染，加强现场堆放。
第九章文明施工保证措施
1、工人操作地点和周围必须清洁整齐，做到活完脚下清，工完场地清。
2、余土在运输过程中，要做到不洒、不漏、不剩，如有洒、漏要及时清理。
3、施工现场不准乱堆垃圾及余物。
应在适当地点设置临时堆放点，并定期外运。
清运渣土垃圾及流体物品，要采取遮盖防漏措施，运送途中不得遗撒。
4、根据工程性质和所在地区的不同情况，采取必要的围护和遮挡措施，并保持外观整洁。
5、施工机械设备应考虑降尘措施。
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