定向钻穿越施工方案.doc

五七大道水平定向钻穿越施工方案一．工程概况王一至王二、广 6 输水管线工程，根据设计及甲方要求五七大道穿越时管道从原涵管内通过根据该方案我单位编制了管道穿越施工措施已报甲方审批并按该措施实施了抽水实验、操作坑及积水坑开挖等前期大量准备工作由于防洪部门不同意管线从涵管内通过，2006 年 12 月 19 日经甲方现场商议穿越改为顶管施工,由于该穿越位置地下管线复杂，且埋设较深，从其余几处顶管施工情况看，该处顶管穿越难度较大为了保证穿一次成功，2007 年 1 月 9 日由局基建处组织相关单位项目负责人现场勘察、商议，决定该处穿越改为定向钻穿越施工五七大道宽共 48 米，其间有主干道、排水沟（花坛） 、自行车道、人行道等道路南侧有供水、通信、电信等地下设施，且部分管线埋设深度达到 3.5 米（见地下障碍断面示意图） 根据设计要求，输水玻璃钢管为 DN125 PN2.5Mpa，穿越套管为 φ273×7mm根据地下障碍测量断面示意图，通过计算，五七大道定向穿越水平距离为137m，穿越入土点选在北侧，钻杆入土角 9°；出土点在道路南侧，出土角 6°弹性曲线曲率半径为 1100D管道埋于路底 6.5m。

穿越主要地层为：①耕植土、②淤泥、③粉质粘土二．施工组织施工总负责人：尹建国 施工现场负责人：王松辉、李晓华 技术负责人：张庆莲质量负责人：汪 霞 安全负责人：杨 春三．施工方法定向钻穿越施工程序：①测量放线→ ②场地平整、临时道路铺设及发送道开挖→ ③钢及玻璃钢管预制、试压→④设备搬迁、井场布置→⑤系统安装、调试→⑥控向系统调校→⑦试钻→⑧钻导向孔→⑨预扩孔→⑩管道回拖→⑾设备撤场→⑿地貌恢复、泥浆处理1. 测量放线1.1 根据穿越道路两端已铺设管线，选择合适位置作为本次穿越点将理论计算结果在现场进行复测，并设置可供控制和复查的标志桩、入土点桩、出土点桩和穿越中心线桩每边各 2 个1.2 根据设置的穿越中心线桩和出、入土点桩放线入土点穿越施工作业区场地尺寸为 30m×30m，出土点穿越施工作业区场地尺寸为 20m×20m，出、入土点作业区各开挖 4m×3m×1.5m 的泥浆池1.3 根据施工场地的具体情况，灵活调整出、入土点作业区的面积和设备的安装空间，以安全、够用、经济为原则2 场地平整、临时道路铺设及发送道开挖2.1 施工前施工现场需要达到“三通一平”的条件：路通、水通、电通和作业区平整。

2.2 施工用电由发电机发电，施工用水通过施工现场附近(消防栓)水源解决2.3 入土端临时道路铺设及进、出场作业场平整2.2.1 根据现场情况，入、出土端无进场道路需用钢管排铺设临时进场道路，见施工平面布置图2.2.2 用白石灰将入土点作业区 20m×20m 放线标识，人工清理作业现场2.2.3 在泥浆池内铺垫土工布，用白石灰按钻机及配套系统平面布置图在管排上标出各设备及钻机进场的道路和就位位置2.3 出土端及穿越管段预制作业区平整2.3.1 用白石灰将出土端作业区 20m×20m 放线标识，并在泥浆池内铺垫土工布2.3.2 钢套管组焊及玻璃钢粘接需作业区域 160m×4m2.4 为了拖管方便，在出土端开挖发送道 15m（长）×1.5m（深）×1.0m（宽） 2.5 由于穿越管段两端玻璃钢管已按设计图施工到位，改为定向钻穿越后，需将已施工完毕的部分管段重新开挖取出，其工作量为南侧为 35m，北侧为 43m3 钢及玻璃钢管预制、试压3.1 由于南侧无车辆进入通道，管材就位需用 8T 吊车吊入围墙内，再用人工布管，焊机放在围墙外进行焊接3.2 钢套管为 φ273×7mm 螺纹加强级沥青绝缘管，管道组对、焊接、检验、补口与主线路其它套管相同。

3.3 玻璃钢管螺纹连接与主管相同为了提高玻璃钢管质量安全系数，保证玻璃钢管试压一次成功，在螺纹连接后需再按粘接工艺进行再次打磨粘接3.3.1 将管两端的表面打磨一定长度，而且两端要求削角加工，削角角度最大不超过 30°3.3.2 用浸有权树脂的玻纤毡和玻纤布在对接区域铺层，用粘接性能好的树指加以玻纤毡制作内层，内层的厚度不小于 2mm，然后用网眼纱缠绕排除内层的空气3.3.3 待内层凝胶后，用与结构相同的树脂加上玻纤毡与玻纤布交替使用铺层制作结构层，结构层应保持平整光滑3.3.4 对接铺层要求外表平整光滑，无气泡、分层、毛刺和纤维外露等现象，接头不得出现缺胶、贫胶和流胶等质量问题3.4 为了减少玻璃钢芯管穿越工作，管道预制试压完毕，将玻璃钢管穿入钢套管内，钢套管与拖管头连接端用钢板封堵钢套管比玻璃钢长约 5m3.5 管道穿越完毕，为了保证玻璃钢管不受投损伤，用管道切割器将钢套管割开，然后进行玻璃钢管连接3.6 为了保险起见，玻璃钢管预制完和穿越完后均进行强度及严密性试压3.6.1 试压水源为就近消防栓，试压时用水龙袋连接即可3.6.2 管道强度试压 2.5Mpa，试压前分别在试压管段两端连接进水阀和放空阀，试压时当将压力升至 0.8Mpa、1.6Mpa、2.5Mpa 时，分别稳压 10min、10min、2h，压力无下降为合格。

试 压 装 置 末 端 示 意 图放 水 阀法 兰 压 力 表 1.5短 管温 度 计放 空 阀 Z50温 度 计 试 压 泵 接 口 1.5法 兰上 水 阀放 气 口压 力 表试 压 装 置 首 端 示 意 图4 设备搬迁、井场布置4.1 为保证设备安装顺利进行，防止设备因作业场地限制而发生拥挤现场，按照先大后小，先主要后次要的原则搬运设备设备进场安装顺利为：钻机安装→泥浆系统安装→钻杆摆放就位→其他设备安装就位4.2 钻机及配套设备连接安装就位后，根据管道穿越中心线，调整钻机的左右位置，使钻机中心线与管道穿越中心线重合；根据入土角调整钻机高度，使钻机的行走轨道与水平面的夹角与设计的入土角相吻合其它动力系统、泥浆系统按平面布置图摆放在相应的位置5 系统安装、调试所有设备进入施工现场后，进行系统安装，系统安装完毕检查一切正常后，进行系统试运转同时，在开钻施工前认真检查钻杆、扩孔器、卸扣、万向节等钻机具的质量，清洗丝扣并进行无损检测，确保内部无损伤，钻头的水眼直径是否更换等等，在扩孔、回拖前还要检查并确保扩孔器的水眼畅通，卸扣无变形、锁销完好，万向节丝扣润滑，对钻杆要进行严格的选择、测量和级配编号。

6 控向系统调校根据入土点、出土点，严格按控向系统调校程序进行调校，将手持式接收器调较准确7 试钻搬迁、就位、连接、复测完成后，对施工用的机动设备进行单机试运，对泥浆系统、控向系统进行调试然后按地质条件配好足量泥浆，进行喷射，钻机试钻进20m—30m（两至三根钻杆） ，检测各部位、各系统的运行情况，发现问题及时处理8 钻导向孔8.1 根据现场地质条件，结合本单位的装备与经验，决定采用 4"的鸭嘴钻头（内装地下仪表单元） ，选用 3"的 S-135 钻杆钻进8.2 在导向孔钻进过程中，要认真观察井眼泥浆返出情况，每一小时取样一次，并做好试验分析，将分离物与地质勘探报告相比较，确定是否进行泥浆性能调整，并做好记录，以便准确判断钻进过程中的地质情况，来决策钻进运行，确保钻导向孔一次成功控向员严格按图纸要求进行控向，导向孔是以后各级预扩孔和回拖管道的基础导向孔严格按图纸曲线钻进，在开钻前对司钻人员作好详细的技术要求，保证穿越曲率半径、管底最大埋深、入土角及出土角均能达到相应规范的要求在钻进时，控向员根据绘制的穿越曲线图结合实际变化准确及时地向司钻员发布控向指令，并随时根据钻进情况调整司钻推进、旋转操作。

司钻员密切注视钻机仪表台上扭矩显示表、推力显示表、泥浆压力和流量表，随时判断扭矩是否达到最大？钻头是否卡住？泥浆压力、流量是否足够等等细微却又十分重要的问题如出现问题，司钻员要严格按照施工要求和司钻工操作规程手册的操作内容冷静处理并及时汇报，在最短的时间内解决问题重点控制单根钻杆的钻进质量和整体曲线的质量，确保施工曲线与理论图纸曲线重合定向钻钻进曲线应严格按照穿越施工规范和图纸曲线要求其中，导向孔实际穿越曲线与设计穿越曲线的偏移量半径不应大于 2m；出土点沿图纸轴线的横、纵向偏差不大于穿越长度的 l%，且不大于 2m8.3 导向孔在钻进过程中偏离图纸穿越曲线的原因：第一：钻机就位方位与管线图纸穿越方位有偏差第二：钻机操作人员人为操作有误，实际曲线与图纸曲线发生偏移针对以上造成曲线偏移的原因，我们特制定了如下预防措施：8.3.1 保证钻机就位方位与设计管线中心线重合的措施钻机就位前，用测量仪器（如经纬仪）放出管线穿越中心线，根据穿越入土角、钻机自身尺寸（车长、车宽、轮距等）等参数计算出钻机就位的精确位置，用白灰或用线绳予以标记，并以此标记作为钻机就位的依据在钻机就位过程中，除了利用白灰或线绳标记作为就位的标准外，就位后还要用测量仪器测量钻机就位偏差，经计算钻机就位方位相对于管线中心线的角度偏差如超过 0.1°时，需根据偏左偏右情况重新调整钻机，经多次就位-测量-调整-再测量，直到偏差控制在 0.1°范围内。

钻机就位后，计算出精确的偏差数值，在开始钻导向孔时及时调整此偏差为零，从而保证导向孔轨迹与设计穿越曲线重合8.2.2 控制人为因素造成导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差的措施加强控向人员与司钻人员相互间的配合，司钻人员以控向人员的指令为准，按照指令进行操作，防止人为操作导致钻孔出现偏移设计曲线控向人员应严格按照设计曲线计算每次倾角的调整度数，认真掌握并注意穿越过程中的轨迹变化，通过轨迹变化确定控向方向的变化从而控制导向孔轨迹与设计穿越曲线的偏移9 预扩孔本工程管道管径为：φ273mm；根据穿越扩孔的要求：扩孔直径达到管径的1.3-1.5 倍，因此本次穿越预扩孔采用 φ16″板式扩孔器当导向孔作业完成后，仔细分析导向孔实际曲线，确定导向孔曲线能够满足标准规范和扩孔、回拖作业的要求后，挖出钻头出土侧的作业坑，卸下 4"的钻头，装上 φ16＂板式扩孔器，后接一根钻杆开始扩孔在扩孔过程中，扩孔根据各地层的抗压强度的不同变化灵活的控制扭矩，尽可能保证扩孔速度的均匀和泥浆排量、泥浆压力的均匀，保持井口返浆容量较大和流速基本不变，避免返浆倒灌入孔道内若扩孔时局部扭矩过大，应当立即降低扩孔进尺速度，同时加大泥浆排量和泥浆压力，确定牙轮重新切削后逐步降低泥浆流量和压力到平均速度。

10 管道回拖10.1 回拖前（回拖管入洞前）的准备10.1.1 钻具连接可靠、有效；10.1.2 泥浆喷嘴及回拖旋转接头工作正常；10.1.3 回拖管在管道发射支架均匀放置，且无悬空和管道贴地，保护管线外防腐层；入洞发送沟开挖顺滑，能保证钢管弹敷进洞，避免硬性回拖；10.1.4 扩孔器旋转和回拖速度应均匀；回拖速度≤2.5m/min；10.1.5 保持泥浆回流10.2 管道回拖时，管段与钻具连接应符合下列要求：10.2.1 检查 Ф16″回拖万向节+扩孔器的喷嘴是否畅通，确认合格后才能连接；10.2.2 连接顺序为管线+ φ16″回拖万向节+扩孔器+钻杆；10.2.3 φ16″回拖万向节+扩孔器直径比穿越管道直径大，目的是减小拖拉力，保护防腐层；全部连接完后应送泥浆冲洗，检查各泥浆喷嘴是否正常，合格后进行回拖施工10.2.4 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拖在回拖时进行连续作业，避免因停工造成阻力增大10.2.5 回拖过程中，要认真观察浆泥运行情况，动用泥浆制浆系统、泥浆循环处理系统和利用泥浆回收坑和泥浆处理坑尽力分离、除砂泥浆、回收泥浆残物，尽量减少环境污染。

管道回拖出土，用管钳等到配合卸下回拖万向节+扩孔器和“U”型环等机具，割掉回拖头11 设备撤场所有作业完成后，系统拆除连接，设备转场按照钻机、泥浆系统、动力系统、机具钢板排等顺序依此撤离施工现场12 地貌恢复、泥浆处理12.1 定。