天然气管道定向钻穿越铁路施工方案Word格式.docx
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二、编制依据
1、《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》；
2、《输气管道工程设计规范》502512003;
3、《油气输送管道穿越工程设计规范》50423-2007；
4、《石油天然气建设工程施工质量验收规范输油输气管道线路工程》（4208-2008）;
5、《油气输送管道穿越工程施工验收规范》（50424-2007）。
三、施工部署
1、施工准备
协调准备：
我方已与有关部门协商完毕，途中管线各项协调问题已基本到位。
场地施工准备：
（1）勘察现场：
勘察并复测入土点、出土点标高和水平距离；
对穿越现场的周围建筑物、地形面貌、河床情况、土壤状况、水源进行考察；
对穿越钻机等设备的场地大小进行测量确认；
如果雨季多雨地面松软，由于需放置重型设备，场地必须进行修垫后才能放置钻机、发电机、钻杆、泥浆罐等设备。
（2）查明地下设施：
咨询当地有关部门在穿越中心线上是否有电讯、电力、供水、输油、燃气等地下线路设施，并用信号探测器沿穿越路线全线进行探测。
（3）检验水质情况：
取附近水源化验，看水质能否满足泥浆制浆的要求。
（4）穿越出、入土点的施工场区的道路应确保畅通，能满足大型施工车辆的正常通行，否则应对施工便道进行整修。
施工便道的修筑可通过挖掘机平整、铺设砂石和铺设钢板或管排等方法，做到三通一平。
设备进场及调试：
确定入土点，将钻机就位在穿越中心线位置上，钻机就位调试完成后，进行系统连接、试运行，保证设备正常工作，进行设备调试运转，同时严格按控向系统调校程序对定位系统进行调校。
2、施工组织机构
3、人员配置
班组
人数
人员
职责
联系电话
项目管理组
X
现场管理、协调、指挥等
现场人员、机具、材料调配等
技术指导等
工艺组
X（焊工）
以下人员空白
吕道焊接、试压寺
X（导向）
定向钻施工
序号
机械设备
型号
数量
用途
1
定向钻机
-25A型
定向钻施工（一组）
2
—18型
定向钻施工（二组）
3
管线探测仪
雷迪8000
探测地下设施
4
车辆
轻型普通货车
运输
5
全自动电熔焊机
管道焊接
6
热熔焊接机
315型
7
空压机
/
管道吹扫、试压
8
压缩空气油水分离器
10
管道吹扫、试压过滤
9
压力表
150
管道试压
四、施工总进度计划
项目名称
时间
工期
（天）
投入人员
（个）
投入资源
总进度计划
2014.1.08至2014.1.14
27
详见六、各项资源需要量计划
现场勘踏、地下物探
2014.1.08
管线仪一台
管道焊接、试压自检
约300米
2014.1.08至2014.1.09
热熔焊接机一台、空压机一台、试压表两块
管道试压约300米
2014.1.10
空压机一台、试压表两块
工作坑开挖
定向钻施工两处，共
2014.1.11至2014.1.14
16
定向钻机两台
泥浆处理、地貌恢复
2014.1.14
五、各项资源需要量计划
类别
型号规格
单位
备注
材料
聚乙烯燃气管
11100315
米
300
甲供
示踪线
4.0
机具及各项物资
台
一组
二组
「轻型普通货车
辆
块
警示牌
雪糕筒
个
警戒带
200
管理人员
施工人员
23
六、施工流程
本次定向钻穿越。
具体施工流程详见图1~图3
图1、定向钻穿越平面示意图:
图2、定向钻穿越平面示意图:
管材摆放位置
图3、定向钻穿越施工流程示意图:
1、泥浆配置
（1）泥浆的混配
1水源：
配制泥浆用水应尽量保持低含沙量，可将水泵放置在水位相对较深的位置，同时备足相应的水龙头。
为预防沙石抽入搅拌水缸内，现场设一水罐，搅拌缸内的水必须经水罐加碱调和值后方可使用。
2加料：
现场禁止采用割袋方式加料，应在加料斗设置过滤网，严格控制编织袋线，塑料布等进入泥浆马达。
3过滤：
泥浆进入高压泥浆泵前设置过滤网和过滤器，每班至少清洗过滤器、过滤网一次，并做好交接班记录。
4场地：
泥浆罐高压泥浆泵四周挖排水沟，利于排浆排水，泥浆场地禁止铺垫碎石，以防止碎石带人罐内造成严重后果，当班人员应控制上罐人员，防止脚底将场地碎石，线绳等带人罐内。
（2）为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，增加泥浆储存罐和泥浆快速水化装置，在造斜段使用的泥浆中加入适量的润滑剂，能降低孔壁的摩擦系数，防止管道粘卡。
（3）防止冒浆预案
1在施工过程中，密切注意泥浆压力变化，在正常情况下泥浆压力应小于300。
当泥
浆压力突然出现增大的情况，立即停止钻进，回撤1—2米保持旋转和正常泥浆流量，过5—10分钟后，缓慢前行至泥浆压力突增处，缓慢钻进，待泥浆压力降至小于300
时，正常钻进；
当出现泥浆压力突然降低时，此时泥浆已泄露空洞，应快速钻进突破这个区域，到达下一个泥浆压力稳定的区域，保持空洞中的返降速度，这样可以避免泥浆憋出地面。
2在施工时发现有泥浆憋出地层的可能时，应调整泥浆添加剂，增加堵漏剂。
堵漏剂功能就是在缝隙中形成阻碍，是泥浆不能从缝隙中溢出。
当出现泥浆憋出地层时，此时正常作业，在泥浆憋出处，开钻一个泥浆倒流孔，将冒出的泥浆倒流到泥浆洞中。
避免再次憋出地面。
2、管线试压、吹扫
（1）强度试验
A.管道应焊接检验合格。
管道应在管道回拖前进行强度试验。
B.本次试验管道长度约为300m。
C.试压用的压力表已经校检合格，精度不低于1.5级，并不少于2块，压力表满刻度
1.0。
D.压力试验介质为压缩空气，工作温度不超过40C。
E.将空气压缩机出口接至试压管道接口上，向管道内加入压缩空气；
强度试压压力为设计压力的1.5倍，即0.6。
当达到试验压力0.6后，稳压1小时后，观察压力计不应少于30分钟，全部无漏气现象为合格；
试验时所发现的缺陷，应在试验压力降至大气压力时进行修补，修补后应进行复试；
若发现有漏气处可放气后进行修理，修理后再次试验，直至合格。
（2）气密性试验
A.试验用的压力计应在校检有效期内，其量程应为试验压力的1.5-2.0倍，其精度等级不得低于1.5级；
弹簧压力表精度应为0.4级。
B.严密性试验应在强度试验合格后进行。
强度试压合格的管道，可将试验压力降至管道设计的1.15倍，即0.46后进行气密性试验，待管道内试验介质的温度、压力稳定后开始记录试验参数。
气密性试验持续时间不应少于24小时，每小时记录不小于1次，当修正压力降小于133为合格。
修正压力降按下式确定：
△P'
=（H11）-（H22）
其中：
△P'
-修正压力降（）
H1、H2-试验开始和结束时的压力计读数（）
B1、B2-试验开始和结束时的气压计计数（）
t1、t2-试验开始和结束时的管内介质温度「C）
（3）吹扫
本穿越工程管线将与全线连接后分段（约500米每段）吹扫，具体参见吹扫试压方案＜
3、导向孔钻进施工
导向孔应根据设计曲线及穿越曲率半径进行钻进，每根钻杆的折角应根据管径大小
确定，钻杆折角应符合下表要求。
钻杆折角表
穿越管径（）
每根钻杆最大折角（°
）
4根钻杆累加折角（°
325以下
2.1
6.0
（1）在钻进过程中根据控向系统显示的数据随时调整钻头的走向。
（2）钻孔施工同时采用人工磁场法对钻头进行跟踪，确保曲线的规则和出土点的精确度。
（3）导向孔钻完成后实际出土点与设计出土点的误差：
纵向不大于穿越长度的1%横向不大于穿越长度的0.5%，曲线偏移量小于2m
4、扩孔施工
（1）扩孔施工中，如果发生扩孔不顺畅等，要进行一次洗孔。
（2）最终扩孔直径应根据管径、穿越长度、地质条件、钻机能力以及最后一次扩孔扭矩来确定。
一般情况下，最小扩孔直径与穿越管径的关系见表：
最小扩孔直径与穿越管径关系表（）
穿越管段的直径
最小扩孔直径
219—610
1.5倍管径
（3）扩孔宜采取分级、多次扩孔的方式进行。
一般地层扩孔级差不大于150。
（4）扩孔时钻具组合顺序为：
钻杆一一扩孔器一一钻杆
（5）扩孔器公母扣两端应加保护短接，防止扩孔器扣型损坏。
（6）扩孔过程中，各工序紧密衔接，扩孔器进洞前，应开泵检查扩孔器水眼有无堵塞,保证水眼泥浆压力正常后再进行扩孔，以免水眼堵塞引起卡钻。
5、清孔
（1）清孔的主要目的就是进一步将孔眼内的泥沙、岩屑携带出来，减少钻屑的沉积而使孔清洁；
清孔的另一个目的是在一定程度上修正孔眼。
（2）清孔的次数通常根据泥浆循环时间、切削量等因素灵活把握，扩孔过程中，如果扭矩、拉力较大，可考虑进行清孔作业；
清孔结束后，再继续进行扩孔。
回拖前应进行清孔作业直至扭矩、压力稳定正常。
（3）岩石地层通常扩两遍孔后至少清孔一次。
6、管线回拖
（1）回拖前，应完成以下事项：
1连接前用泥浆冲洗钻杆，以确保钻杆内无异物。
2连接后要进行试喷，确保扩孔器畅通无阻。
3旋转接头内应注满油，旋转应良好，无卡阻现象。
4回拖前应对钻机、泥浆泵等设备进行保养和小修。
（2）管道回拖时，管道与钻具连接应符合下列要求：
1扩孔器内各通道及泥浆喷嘴是否通畅，确认合格后才能连接。
2全部连接完成后应送泥浆冲洗，检查各泥浆喷嘴是否正常，合格后回拖施工，回拖前，在待回托管下，每间隔5米摆放1个托滚，并用吊车配合，放在湿润泥土或沙包袋上，以防止在回拖中擦伤管道外壁。
3扩孔器旋转和回拖速度应均匀，回拖速度小于2.5m。
管道回拖施工应连续进行，除发生不可抗拒的原因外，严禁在施工中无故停止，避免因停工造成阻力增大。
特殊情况下，停止回拖时间不宜超过4h。
4回拖施工过程中，要认真观察泥浆运行情况，在软基地层时适当降低泥浆的粘度，保持在50-60S,添加和,保证其流动性，在岩石层时泥浆粘度小于80s，同时添加和其他润滑剂，运用泥浆制浆系统，泥浆循环处理系统和利用泥浆回收处理坑尽力分离除沙，回收泥浆残物，尽量减少环境污染。
在入土点和出土点各挖一个泥浆坑，并应配有泥浆专用车设备，保证施工现场的清洁卫生，做到文明施工。
7、设备撤场在所有作业完成后，系统撤除连接，设备撤场。
按照钻机、泥浆系统、动力系统、机具钢板等顺序依次撤离。
8、地貌恢复，泥浆处理
定向钻施工前，先两边挖泥浆坑，并开挖倒流沟，将可能跑、冒、流畅的泥浆引渡回泥浆坑，部分泥浆循环利用，残余的极少量泥浆混合物就地深埋。
清除地上的杂物，用单斗车及人工回填开挖的沟渠等，分层压实。
9、施工中应该注意的问题
（1）钻进过程中应定时检测泥浆浓度，做好护壁措施，避免孔壁坍塌。
（2）施工中应随时检查回渣情况，对钻进土层进行判别，并以此做为依据，控制钻进压力。
（3）考虑到不均匀介质中钻进所引起的钻头偏离轨道、钻杆变形等因素，严格控制钻进方向，钻进过程中应根据导向系统及时修正正钻进方向，避免产生较大误差。
七、质量保证措施
1、认真做好设计交底和技术交底，把设计要求和技术要求贯彻落实到操作人员的实际工作中去。
2、做好质量控制点的把关工作，对影响质量的因素认真研究切实可行的对策和预案，保证各道工序的科学性和合理性。
3、加强过程质量控制和质量自检工作，认真把好工序质量关，对上一道工序不合格的项目，不得进行下道工序，确保过程质量的可靠性。
4、认真做好勘测、复测工作、掌握地层地质情况。
5、做好设备机具的检查校验工作，保证设备和机具良好的工作性能。
6、严格按照设计要求施工，准确测出管线中心位置点，复验钻机导向孔的入土点和出土点位置。
7、认真细致地做好导向设计及施工，把握好关键环节。
8、回拉孔时，钻具应保证在小扭矩、小回拉力的情况下进行，不得强行快速扩孔。
9、做好泥浆的配制与使用工作，严格按比例调配泥浆。
八、安全文明施工措施
1、安全管理目标
目标
指标
不发生重大工伤、死亡、交通责任事故
重大死亡责任事故：
死亡率：
重伤率：
重大机损责任事故：
重大交通事故：
不发生重大火灾
重大火灾次数：
工作环境符合国家规定
照明、废水、噪音符合标准规范；
劳动防护符合规定；
2、安全管理制度及办法
（1）在施工中认真贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针和坚持施工必须安全的原则。
各级工程技术人员和施工人员，必须熟悉和遵守定向钻施工安全规程的各项规定，确保本工程施工顺利进行。
（2）开展经常性的安全教育，上岗前对施工进行安全技术、操作规程、交通安全规则教育，提供全员的安全施工意识。
（3）施工现场应做到布局合理，机械设备安设稳固，材料堆放整齐，用点设施安装符合安全规定，场地平整，为安全施工创造良好的环境。
（4）施工现场和交通要道设立醒目的安全警示标志。
（5）夜间施工要安装足够的照明灯具。
3、突发事故应急处理措施：
（1）当在钻进过程遇到障碍物时；
如果在钻进过程中遇到的障碍物可破碎时可以用钻头的搅刀破碎来去除障碍物。
（2）遇到钻头快速下沉时
当遇到软土层时，或遇到暗河（塘）时，钻头将会下沉而无法纠缠，此时可采用加固的方法，如注浆等，或降低地下水位（井点降水），以保证钻头不下沉。
（3）钻进施工质量通病及防治
1在钻进过程中压力突然增大
首先要原因是以下几种情况引起的：
钻头前段遇到障碍物，管道轴线偏差形成弯曲;
减阻介质注入不及时或不足；
钻进设备发生障碍；
停顿时间过久等几种情况引起的。
防止措施：
钻进过程中严格执行勤测、勤纠编，小量纠编操作要求。
按不同的地质条件配置适宜的泥浆，并做到“同次、及时、足量”。
施工前对设备进行认真的验收保养，发生故障及时排除。
总之，发生钻井阻力过大的情况时，应立即停止钻进，查明原因，判明情况后采取相应的措施进行治理。
2地面的沉降与隆起
定向钻施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生沉降与隆起，使管道周围建筑物和道路交通及管道等公共设施受到影响，甚至危及到正常使用和安全；
A、开挖端面的取土量过多或过少，使钻进压力与开挖土体压力不平衡，造成地面的沉降与隆起。
B、管道轴线偏差或纠缠不当造成的地层土体损失。
C、管道外围环空隙引起的地基土体损失或钻进完成后未置换泥浆造成的土体损失。
A、施工前对工程地质条件和环境情况进行周密细致地调查，制定切实可行的施工
方案，并对距离管道近的建筑物和其他设施采取相应的加固保护措施。
B、设置测力装置，以便掌握钻进压力，保持钻进压力与前端土体压力平衡。
C、严格控制钻头轴线偏差，执行勤测量、勤纠编，小量纠编操作方法。
3钻头管线圆周方向旋转，使钻进操作发生困难。
原因分析：
A、钻头前端土层软硬不均匀，使钻头受力不均匀，造成钻头向土软层的方向旋转。
B、钻头千斤顶及油路布置不合理，千斤顶之间存在着钻进时间差，使钻进合力线偏移，造成钻头工具管旋转。
C、钻头轴线偏差时，纠缠量过大，使钻头工具管发生旋转。
预防措施：
A、遇前端土层软硬不均匀，采取多控硬、少空软的办法。
B、钻进前应将千斤顶逐台试好，要采用同规格油缸，并使液压泵到千斤顶之间的距离相等、管径一致。
C、严格控制轴线的偏差，执行勤测量、勤纠编，小量纠编操作方法。
治理方法：
A、可采用单侧配重的方法加以纠正。
B、可以利用纠编同旋转间的规律，配合上下方向纠编，造成一定的左右偏差使工
具管得到一个反方向的旋转力，将钻头工具管逐渐纠正
6、安全组织技术措施
为搞好本次施工过程中的安全问题，依据本工程的特点、环境施工、机器设备等，按照国家和地方有关安全的法令、法规、规章制度的要求，编制本工程的安全保证措施如下：
（1）本工程安全施工的方针：
安全第一、预防为主，科学管理、狠抓落实。
（2）认真落实业主单位提出的有关安全施工的指令和要求，现场安全管理和技术工作必须体现施工规范和国家的劳动保护政策，加强事前预防、严格过程控制，落实安全生产责任制。
（3）根据工程特点编制基础施工作业等安全管理规定，加强施工管理、严格环境保护。
通过探测及和有关部门联系协作，摸清原有地下管线，防止施工中对其造成破坏；
①机械转动件及工作区内放置安全标识。
②工作坑周围夜间要设置标识。
3加强安全管理，项目负责人时刻注意检查电、机械、交通等安全，不放过任何安全隐患。
4按规定的场地、道路进行作业，不乱挖弃，天气干燥，注重道路洒水养护，减低粉尘对环境的污染，雨季做好疏通，防止填料因水剥离冲下水道或河流造成污染。
5及时修理机械设备，防止跑、冒、漏油，已污染地面要及时清理。
6在施工过程中，加强对周围的观测，及时发现问题，及时报告，及时处理。
7工程竣工后，认真清理现场杂物，将垃圾弃置指定地点。
7、文明施工考核、管理办法为了确保工程的文明施工和环保措施得以落实，制定如下考核和管理方法；
（1）工程的文明施工和环保的第一责任人为项目经理。
（2）加大宣传文明环境保护力度。
积极认真的对工程施工的每一工序进行监督检查，出现问题及时解决。
九、工期保证措施
1、设立项目管理组，在现场统一协调指挥，编好施工进度表，针对施工中存在问题拿出对策，采取有效措施加以改进，保证工程按进度执行。
2、保证设备投入数量，及时修复故障，提高设备效率；
保证材料按计划供应。
3、合理安排施工工序，总体按计划实施，分阶段按实际情况调整以消除相互干扰。
十、安全施工事故预防及应急响应与救援预案
1、总则
（1）目的：
为了防止施工现场的生产安全事故发生，完善事故预防和应急救援工作机制，在工程项目发生事故状态下，迅速有序地开展事故的应急救援工作，抢救伤员，减少事故损失，制定本预案。
（2）编制依据
《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》、《中华人民共和国消防法》。
（3）应急工作原则安全第一，预防为主；
以人为本，减少危害；
快速反应，协调统一。
2、危险性分析根据项目特点，可能发生和重大危险因素的生产安全事故有触电事故、穿越挖掘坍塌事故、交通安全事故、机械伤害事故等。
3、预防与预警
（1）加强安全自我保护意识教育，强化管理安全防护用品的使用。
（2）危险源监控，重点部位，严格执行安全管理专业人员旁站监督制度。
（3）安全专业人员，加强对危险源和安全防护设施的巡查，发现隐患及时落实解决。
（4）事故预防措施：
1认真落实安全生产责任制度、安全生产规章制度、安全生产操作规程；
2及时对设备实施的不安全状态、人的不安全行为、管理上的缺陷等安全隐患进行排查治理，采取有效防护措施；
3在危险要害部位，设置明显的安全警示标志，便于公众识别；
4加强对员工安全生产教育培训，提高安全意识，掌握安全技能，提高对安全事故的安全处理；
（5）信息报告与处置
1事故发生后，第一发现人立即向现场负责人报告，并尽可能阻止事故的蔓延扩大。
2现场负责人用最快速度通知应急小组成员到场，及时启动应急预案，迅速响应，进入相应应急状态，依据职责分工履行各自职责。
3事故发生后，如事态继续发展扩大，应急小组立即事故发生地点，起始时间，事故发生发展情况，人员伤亡及财产损失情况、可能是影响的范围及已采取的措施上报该地区应急办公室。
4、坍塌事故应急处置
（1）坍塌事故发生时，对现场进行声像资料的收集。
发生后立即组织抢险人员到达现场。
根据具体情况，采取人工和机械相结合的方法，对坍塌现场进行处理。
抢救中如遇到坍塌巨物，人工搬运有困难时，可调集大型的吊车进行调运。
在接近边坡处时，必须停止机械作业，全部改用人工扒物，防止误伤被埋人员。
现场抢救中，还要安排专人对边坡、架料进行监护和清理，防止事故扩大。
（2）事故现场周围应设警戒线。
（3）自我保护，在救助行动中，抢救机械设备和救助人员应严格执行安全操作规程，配齐安全设施和防护工具，加强自我保护，确保抢救行动过程中的人身安全和财产安全。
（4）立即与急救中心和医院联系，请求出动急救车辆并做好急救准备，确保伤员得到及时医治。
（5）如果水平定向钻进影响到铁路路基安全时，参照本方案第八条：
安全文明施工措施。
5、火灾事故的应急措施
（1）对施工人员进行防火安全教育
目的是帮助施工人员学习防火、灭火、避难、危险品转移等各种安全疏通知识和应对方法，提高施工人员对火灾发生时的心理承受能力和应变力。
一旦发生突发事件，施工人员不仅可以沉稳自救，还可以冷静地配合外界消防员做好灭火工作，把火灾事故损失降低到最低水平。
（2）事故报警。
事件发生时，立即通过手机、对讲机传递火灾发生信息和位置，并报火警119。
6、应急物资及装备
（1）救护人员的装备：
头盔、防护服、防护靴、防护手套、安全带、呼吸保护器具等；
（2）灭火剂：
水、泡沫、2、卤代烷、干粉。
惰性气
升级会员 