定向穿越施工方案 8页

曲沃县城区燃气管网工程定向穿越工程施工方案编制：祁云飞审核：侯正强中国二冶山西煤层气（天然气）曲沃县城城网管道工程项目部-2-n一、工程概况1、工程名称：山西临汾曲沃天然气管线非开挖穿越工程2、工程地点：山西临汾曲沃县3、工期：50天4、工程内容：穿越Φ110mmPE管6段；穿越Φ160mmPE管2段；穿越Φ200mmPE管10段；穿越Φ250mmPE管1段；穿越Φ219mm钢管1段。二、编制依据1、天然气管线穿越处现场勘察记录2、水平定向钻进管线铺设工程技术规范三、施工工艺首先钻进导向孔，然后回扩，最后回拉铺管。1、导向孔导向孔钻进一般采用小直径全面钻头，进行全孔底破碎钻进。在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构。在钻具内或在紧接其后部位，安装有测量探测头。钻进过程中，探头连续或间隔地测量钻孔位置参数，并通过无线或有线的方式将测量数据发送到地表接收器。操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。2、回扩导向孔完成后，必须将钻孔扩大至适合生产管铺设的直径。一般，在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉进行回扩，在其后不断地加接钻杆。根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况，回扩可一次或多次进行。推荐最终回扩直径按下式计算：Dˊ=K1D式中：Dˊ——适合生产管铺设的钻孔直径D——生产管外径K1——经验系数，一般K1=1.2——1.5，当地层均质完整时，K1—６—n取小值，K1取大值。3、回拉回扩完成后，即可拉入待铺设的生产管。管子最好预先全部连接妥当，以利于一次拉入。当地层情况复杂，如：钻孔缩径或孔壁垮塌，可能对分段拉管造成困难。回拉时，应将回扩钻头接在钻杆上，然后通过单动连接头连接到管子的拉头上，单动接头可防止管线与回扩头一起回转，保证管线能够平滑地回拉成功。四、施工步骤导向钻进非开挖铺管工程施工主要过程为：勘察现场—导向孔轨迹设计—施工前准备—导向孔施工—反拉扩孔及铺管施工—竣工资料编写1、现场勘察现场勘察资料一方面是导向孔轨迹设计的重要依据，另一方面也是决定施工难易程度、计算工程造价的基础。现场勘察包括地表测量和地下勘察两部分。（1）地表测量地表测量主要是根据市政管理部门提供的审批路线，对管线工程周围地形进行测量，先按施工区域地形及路线范围初步定出钻孔中线和地表走向，测量中心线地面的标高或相对高度，根据要求的铺管深度初步确定导向孔造斜长度、入射点位置、铺管长度、下管位置。另外考虑施工用的钻机、泵站以及下管用吊车等设备放置操作所占用的场地和空间，测量河道周围地形地貌以及水流缓急情况。（2）地下勘察地下勘察包括地下原有管线及设备的勘查和土壤的勘查。1)地下原有管线及设施勘查—６—n道路、河流两侧地下往往有污水管、自来水管、高压电缆、通信电缆、热力管线等，有时纵横交错，有些地方甚至还有基础或人防工程等。导向孔设计时避开这些设施，并保持距这些设施一定的安全距离。了解相关部门的管线档案资料、查找现场原有的井盖等标志、测量管线深度将有助于确定管线的准确位置。对于金属管线或电缆线可用管线仪对其进一步验证。2）土壤调查对水平定向钻进穿越土壤的调查，包括调查钻进技术、土壤力学参数及对颗粒尺寸分布曲线的分析。2、导向孔轨迹的设计导向孔轨迹设计是在管线剖面图的基础上，设计出钻孔的最佳曲线。一般原则是离开现有管线越远越好，离开压力管线、电力管线、光缆越远越好；将钻机放置在有风险管线的一侧；钻孔曲线越简单越好；弧型部分曲率半径越大越好。钻孔轨迹角度值的取得原则如下：入土角和出土角应分别在60至150之间（取决于欲铺设的工作管直径等）。所铺管的允许最小弯曲半径应尽可能大。入土点或出土点与道路及河之间的距离至少应为5m。与河底的最小距离至少应为7m，以保证不发生泥浆喷涌。出于钻进技术考虑，第一段和最后一段钻杆轨迹应是直线状的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆轨迹的长度各自至少应为5m。（3施工前准备施工组织设计的内容应包括工程概况、施工技术方案、施工进度计划和施工图说明、质量目标、安全措施、人员安排等等。（4）现场准备与传统的铺管方法完全不同，水平定向钻进只需要很小的施工场地。场地大小取决于钻进长度、工作管直径和所钻地层情况。水平定向钻进穿越工程需要两个分离的工作场地：设备场地（钻机的工作区）和工作管场地（与设备场地相对的钻孔出土点工作区）。—６—n1）穿越凉水河施工段由于本段工程施工难度较大，根据实际情况，做如下两种方案：①分两段施工，在凉水河东岸设工作坑（详见图一）。施工时设备场地位于东侧公路路边院内，按图中轨迹由东向西完成导向孔。管道铺设时首先将一段管道约280米沿导向孔由西向东拉至工作坑，然后将设备放置西侧出土点，沿着导向孔穿过已拉管道钻至东侧入土点，再将另一段管道约120米拉入至工作坑内，最后在工作坑内完成两段管道的连接。②分三段施工，在两土堤靠近公路处各设工作坑（详见图二）。设备场地位于东侧公路路边院内，沿图中轨迹完成导向孔及扩孔，管道铺设时，先将一段管道约300米沿导向孔由西向东拉至东侧工作坑内，然后沿导向孔穿过已铺设的管道钻到出土点回拉西侧的管道40米至西侧工作坑内，再将设备移至西侧出土点，沿图中轨迹穿过已铺设好的两段管道钻到东侧入土点处，将剩余一段回拉至东侧工作坑内，最后在两个工作坑内连接三段管道完成施工。由于管道过河部位距河底需至少7米，因此工作坑的深度应在11米左右，坑内桩基为槽钢10×15，木板支护。由于水位高，在工作坑周围需设降水井进行降水，用Φ300钢管作井筒，使用7.5kw的潜水泵，24小时不间断降水。2）穿越新凤河施工段在新凤河北岸设工作坑（详见图三），工作坑、降水与穿越凉水河施工段相同。图中轨迹南侧为钻头出土点，北侧为设备场地。施工时沿轨迹进行一次性拉管穿越。3）其他穿越施工段场地安排与铺管过程同穿越新凤河施工段类似。5、导向孔施工—６—n导向钻进中应使钻孔实际轨迹尽可能接近设计轨迹。实钻中不可避免地会发生钻头偏离设计轨迹的情况，一般采用以深度控制为主，顶角控制为辅的方法来纠正钻孔偏差。以深度控制为主，就是当实际钻头深度大于或小于该点设计深度时，不管钻头倾角如何时，进行造斜钻进，使深度偏差缩小。6、反拉扩孔、铺管施工导向孔完成后，取下导向钻头，接上反扩钻头、分动器即可进行回拉扩孔。扩孔时应视地层的不同选择不同类型的反扩钻头，同时根据地层情况，选择泥浆配方。一般情况下，地层粘质成份多，可用清水和刮刀钻头扩孔，自然造浆保持孔壁稳定。如果地层砂质成份含量高，必须选用优质泥浆，最好用钻井液和钻液宝进行处理，使泥浆达到一定粘度，低的失水量，同时能抑制地层土体的分散，保持孔壁稳定。根据铺管直径的大小，导向孔从Φ160mm逐级进行扩孔到Φ780mm，即可拉管。在接好的工作管前端焊接拉管头，然后通过分动器和扩孔器与保留在孔中的钻杆连接。通过回转和向着钻机方向拉动钻杆及扩孔器开始回拖，旋转接头使钻杆转动而工作管不转动。7、竣工资料编写反拉扩孔铺管完成后，用管线仪复查铺管位置和深度，得到贵方的认可后全部现场施工工作完成。根据导向孔的实际轨迹位置和复查获得的铺管精确位置绘制竣工图，完成竣工资料的编写。五、项目人员配备1、项目经理1名：具体负责现场施工管理、人员调配、技术把关及工程质量管理，并做好与建设方协调工作。2、施工人员测量员、钻机机长、泥浆工、机械工各1人，辅助工2人，共计6人。—６—n六、主要施工设备及材料表序号设备名称规格数量备注1水平定向钻机ZT-101台3钻杆Φ73mm80根4钻杆Φ60mm100根5扩孔器Φ160mm—Φ580mm2组6发电机2台7潜水泵1台8探测仪雷迪40002台9导向仪雷迪3862套10空压机12立方米1台11挖掘机1台12电焊机无13膨润土10吨14钻液宝140桶15槽钢20米—６—n水渠穿越工程施工剖面图（示意图）土堤工作坑水渠土堤南18m7m13m—６—