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1、XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 中压燃气管道工程顶管施工组织方案编制人:审核人有限公司编制日期：2017年4月24日1 工程概况22 定向钻施工技术及质量控制 22.1 铺管技术22.2 地锚坑及排浆池 32.3 钻机及配套设备就位 32.4 泥浆配制32.5 导向孔施工42.6 扩孔施工42.7 管线回拖52.8 设备撤场62.9 地貌恢复、泥浆处理 62.10 施工质量控制措施 63 主要机械设备及劳动力配备 73.1 劳动力配备73.2 主要机械设备 74 安全施工措施 84.1 安全管理制度及办法 84.2 突发事故应急处理措施 84.3 重要施工方案和特殊施工工序的安全过程控
2、制 91工程概况1.0.1本工程管道范围为XXXXXXXXXXXXXX中压燃气管道工程，在铺设本管道过程中，由于要在XXX部分路段，开挖铺设管道困难大，对环境交通影响较大。根据设计要求， 依据现场实际情况，部分路段采用非开挖定向钻施工铺设两条燃气管道：1、东星路沿路 315mn共3处，长度约503米；2、跨东星路 160mm两处，长度共约80米。本公 司拟采用ZT-40型钻机进行施工。1.0.2将入钻口附近平整作为作业场地，占地5mX 4m穿越地质为回填粘土和碎石为主，为安全施工和地下市政管线以及不使路面冒浆，设计深度在2米4.5米，施工时根据管线的埋深调整钻孔深度，为保证钻孔的稳定尽量减少在
3、水平方向弯曲。工作井1黯面1工作井lr-! 4”咪_F一_ 二一一1.0.3根据现场实地勘察，其穿越管线两侧主要为人行道，为了确保施工管线与其它市政管线的安全间距，管线穿越时与市政管线的最小垂直间距为1.0m。1.0.4以上出入土点距离及设计埋深、出入土角度，因地质条件无法探测，如有需要调整变化的，根据实际情况调整。2定向钻施工技术及质量控制2.1铺管技术非开挖导向钻进铺设管线是在传统顶管法和不能定向的水平钻进铺管法的基础上， 引进现代的导向技术而发展起来的铺管技术。它利用地面放置的铺管钻机，沿待铺管线 的设计轨迹先钻成一个先导孔，然后将导孔回扩，扩大至适合拟铺设管道的直径（根据 经验，最终回
4、扩直径按公式D =K1D式中D为适合拟铺设管道的钻孔直径，D为拟铺 管外径，K1为经验系数，视现场实际情况而定，一般为 1.5。2.2 地锚坑及排浆池入土侧、出土侧泥浆坑尺寸均为 3mriX 1论1.5m （为保障入土角815） 0地锚 孔完成后，在地锚孔紧贴地锚打 2个50长1m的钢管桩，钢管桩高出地面0.2m，以确 保钻机能稳定施工。对于施工过程中产生的泥浆，要及时运走，以免污染路面。2.3 钻机及配套设备就位我公司技术人员经现场勘查，把出入土点选择在地下无其他障碍的地段，以确保工 作坑的开挖不受影响及施工完成后续工作能进行。确定入土点后，待所有设备进入施工 现场后，进行系统安装，按照空中
5、布线的原则，所有电缆线、钻机配套设备（泥浆泵等）、 各种水管线避开行车路线，放置在钻机之后。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、试运转，检查设备是否工作正常。2.4 泥浆配制2.4.1 泥浆的混配1水源：配制泥浆用水应尽量保持低含砂量，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带。为预防砂石抽入搅拌水罐内，现场设一个水罐，搅拌罐内 的用水必须经水罐调整为弱碱性（PH值大约为8）后方可使用。2加料：现场禁止采用割袋方式加料，宜在加料斗设钢丝网，严格控制编织袋线、 塑料布、尼龙绳等进入泥浆马达。3过滤：泥浆进入高压泥浆泵前设置过滤器和过滤网，每班清洗过滤器
6、、过滤网 至少一次，并做好交接班记录。4场地：因此地施工现场条件所限，在泥浆罐、高压泥浆泵四周不能挖排水沟， 所以在施工期间，应严格控制水源进水量，不得使泥浆、泥水溢出污染路面。2.4.2 按照地质构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案，在不同的地质情况下选用不同的泥浆配方，该工程中1吊水加50Kg膨润土需加适量大分子聚合物及一些多功能 处理剂，增加泥浆的粘度、降低泥浆的失水，使其性能控制在密度1. 02g/ml1. 10g/ml左右、粘度45s55s、失水10mL以利于更好的保护孔壁，提高泥浆在孔洞中的悬浮携带能力。2.4.3 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
7、浆快 速水化装置。在造斜段使用的泥浆中添加适量的润滑剂，降低孔壁的摩擦系数，防止钻 具粘卡。244 防止冒浆预案1由于拟辅管道比较长，施工时可能会出现两边钻孔被泥砂堵住导致泥浆不能从 出入钻工作坑流出而压出路面，所以要密切注意泥浆压力变化，正常情况下泥浆压力w 2000KPa当泥浆压力突然出现增大的情况，立即停止钻进，回撤1m-2m保持旋转和正常泥浆流量，过5min10min后，缓慢前行至泥浆压力突增处，缓慢钻进，待泥浆压 力下降至w 2000KPa时，正常钻进；当出现泥浆压力突然降低时，此时泥浆已憋漏空洞， 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
8、以避免泥浆憋漏地层。但施工段大多为砖石回填层，泥浆比较容易串出地面，这 时只能在出浆处开挖一个出浆口卸压。表2.4.4泥浆材料消耗序号项目名称单位数量1膨润土Kg20002纤维素钠Kg2003改性淀粉Kg204磺化沥青Kg202.5 导向孔施工导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键，该穿越工程的钻具组合是：导向钻头+无磁钻铤+钻杆,控向系统采用美国DCI公司生产的月蚀定向系统.导向轨迹的设计应尽量 少穿回填层，即应大角度出入钻，但弯曲曲率半径应结合所拟辅设的 160mm 315mm燃气管的性能指标及钻杆的受弯性能设定为100m2.6 扩孔施工2.6.1 根据现场地质情况，采用刮刀式扩孔器。依次选用
9、 200、 300、 400、 500、 600的扩孔器，最大预扩孔直径为穿越管径的2.0倍。扩孔器尺寸为铺设管径的1.5 2.0倍，即300 cmx 2.0=600 cm。这样既能够保持泥浆流动畅通又能保证管线的安全、 顺利的拖入孔中。扩孔钻头图本段回拉扩孔铺管的距离比较长，泥浆作用特别重要，孔中缺少泥浆会造成塌孔等意外 事故，使导向钻进失去作用并为再次钻进埋下隐患。考虑到地层泥浆较易漏失，泥浆漏 失后，孔中缺少泥浆，钻杆及管线与孔壁间的摩擦力增大，导致拉力增大。因此要保持 在整个钻进过程中有“返浆”，并根据地质情况的变化及时调整钻液配比以产生的不同 泥浆。262 本工程选用的钻通40型钻机
10、有混合搅拌、泵送系统。施工中将水、膨润土、聚 合物等加入混合仓，进行充分搅拌形成钻液。然后由钻液泵将钻液通过中空钻杆输送至 孔底钻头，并与孔中钻屑混合形成泥浆在孔底流动。因工作坑位于管线上游，虽是水平 钻进扩孔，但孔内下游的泥浆不会流失过多。扩孔时只需将2#坑泥浆池内的泥浆通过钻 机泵送系统随时向孔内补充。施工人员需要随时检测泥浆内各组成材料的配比并及时调 整，反复循环使用。263 在扩孔工作中，司钻手要密切注意司钻台各仪表的读数变化，充分掌握地下钻 进情况，随时做好钻进参数调整；泥浆工程师观察井眼泥浆返出情况，以便准确判断钻 进过程中的地质情况，来决策钻进泥浆配比及供给，泥浆工程师随时与司钻
11、手保持联系， 确保扩孔成功。2.6.4 根据地质情况合理确定扩孔器直径，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压 力逐渐加大扩孔级别，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，减少卡钻。2.7 管线回拖回拖是定向穿越的最后一步，也是最为关键的一步。回拖采用的钻具组合为：钻杆 +扩头+旋转分动器+U形环+铁制管头+穿越管线。管线回拖前用热熔法将 PE管无缝连接 并要求确保拖头焊接处密封，并把两根示踪线敷设在管道上，为保证示踪线的完好无损， 可以将示踪线先加上套管，然后再敷设在管道上。2.7.1 回拖前（回拖管入洞前）的准备：钻具连接可靠、有效；泥浆喷嘴及回拖旋转接头工作正常；在待回拖管下，每间隔 5m
12、摆放1个拖管架，以防止在回拖中擦伤管道 外壁；扩孔器旋转和回拖速度应均匀，回拖速度w3.0m/min。2.7.2 管道回拖时应注意下列要求：1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。2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；3回拖过程中，要认真观察泥浆运行情况，在软地层时候适当降低泥浆的粘度， 保证其流动性；在岩石层时泥浆粘度w 80s，同时添加润滑剂；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，并配有清运泥浆的专
13、用设备。保证施工现场的清洁卫生，做到文明 施工。4回拖作业时，为防止拖管时因钻机故障影响拖管，在拖管前，钻机要进行全面 检查，回拖时，我公司将派遣专业人员在现场，以便随时处理钻机故障。2.8 设备撤场所有作业完成后，系统拆除连接，设备撤场。按照钻机、泥浆系统、动力系统、机 具钢板排等顺序依次撤离施工现场。2.9 地貌恢复、泥浆处理定向钻穿越施工前，将开挖工作坑的泥土，清理出现场或用土布垫好并覆盖防止雨 水浸泡使泥浆四溢，污染路面。施工完成后，及时清除地上的杂物，用单斗及人工回填 开挖的沟、渠等，分层压实，待后续施工把地面恢复原貌。2.10 施工质量控制措施2.10.1 钻进过程中应定时检测泥浆
14、浓度，做好护壁措施，避免孔壁坍塌；2.10.2 施工中应随时检查回渣情况，对钻进土层进行判别，并以此作为依据，控制钻 进压力；2.10.3 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钻进方向，避免产生较大误差，水平方 向偏差不能大于0.3m。2.10.4 因施工地段车流量大，安全至关重要，我公司将准备一批护栏、反光路障桩、 警示灯、警示带等，施工场地进行封闭式施工，保证施工安全顺利进行。3主要机械设备及劳动力配备3.1 劳动力配备根据工程具体情况及以往的施工经验，设置如下岗位并配备相关人员，详见表3.1.0 。表3.1.0施
15、工岗位及人员配备序号施工人员岗位人数人员职责1项目负责人1人主管本工程一切活动2专职安全员1人负责本工程现场的一切安全文明施工事宜3钻机机长1人负责机械设备操作、维护4导航员1人负责勘查管线及导航定位5钻工4人加接钻具等3.2 主要机械设备3.2.1 ZT-15 型号导向铺管钻机型号及相关参数见表3.2.1。表3.2.1 ZT-40 型号导向铺管钻机型号及相关参数参数 型号、回拉力(kN)给进力(kN)扭矩(N.m)转速(r/mi n)ZT-40650KN400180000 1103.2.2 导向测量仪ECLIPSE型导向探测仪(美国)，可测深度、位置、仰角、工具面向角等多个参数。3.2.3 钻杆参数及指标见表3.2.3。表3.2.3钻杆参数及指标参数钻杆直径(mm)钻杆长度(m)导
