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1、长治市燃气公司天然气输气工程南广场定向钻穿越工程施工方案编 制: 李恒文 审 核: 批 准: 编制单位：泰安万达非开挖工程有限公司编制日期：2010年9月19日南广场508管线定向钻穿越工程施工方案1 编制依据本施工组织设计及方案应依据建设单位提供的施工图纸及地层分析说明、国家现行的法令、法规,地区或行业颁发的安全、消防、环保、文物等管理规定及相关的施工技术标准及验收规范编制。2 工程概况2。1 工程简介本工程为长治市燃气公司天然气输气系统南广场定向钻穿越工程，采用定向钻非开挖穿越广场前路面,铺设508钢管,管线长度约260m（穿越含南面小路不影响交通时长度300多米)，管道相对路面最大埋深处
2、5m，穿越管材须采用3PE加强级外防腐直缝电阻焊钢管。2。1。1平面布置本穿越段位于山西省长治市南广场东，南北穿越；入土点位于北侧水泥路上，将作为钻机施工场地用;出土点位于南侧（出、入土点选取为暂定）作为钻进出土施工场地及预制管线使用.2。1.2穿越段地质构成特征一般定向钻穿越前都应根据地勘资料进行详细分析后才能确定施工轨迹。定向钻对地质条件有一定的要求：1适合水平定向钻机施工的地质条件为岩石、砂土、粉土、粘性土。对仅在出土点或入土点侧含有卵砾石等不适合水平定向钻施工的地质条件时，经采取措施后也可进行水平定向钻穿越施工。2施工前，建设方应向施工单位提供地质报告。地质报告应按GB50021岩土工
3、程勘察规范的要求提供。其内容包括但不限于以下内容： a） 勘察目的、任务要求和依据的技术标准；b) 拟建工程概况;c） 勘察方法和勘察工作布置;d） 场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；e）各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值；f）地下水埋藏情况、类型、水位及其变化;g）土和水对建筑材料的腐蚀性；h)可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价；i）场地稳定性和适宜性的评价。施工单位应对勘察资料进行复验，若有不足部分，向建设单位提出补勘申请报告.3地质报告还应附下列图表:a）勘探点平面布置图;b) 工程地质柱状图;c） 工程地质剖面图；d
4、） 原位测试成果图表;e） 室内试验成果图表。(目前无穿越段内探孔资料可参考上党盆地地质概况）。南广场穿越段可参考附近地质情况，初步了解为黄褐色、松散杂填土。地质状况不详细,地层变化偶然性大,为提高定向钻施工成功率，防止拖管时将管材抱死，应对轨迹、扩孔等进行科学设计，须对膨润土、添加剂采取科学的配比比例等措施将风险降至最低。2.2 本穿越段自然社会条件1。 人文长治市区经济发展迅速，人口稠密，自然环境较好,基础设施发达便利，社会依托条件好,属中西部经济发达地区。2. 地形地貌场地地势较平坦,高差较小。2.3 主要工程量序号项 目单位数量备 注一管道组焊由专业焊接班组焊接1南广场定向钻穿越工程5
5、08钢管组焊m260二管口焊缝自动超声波探伤、打压、防腐补口由专业队伍施工三定向钻穿越1南广场定向钻穿越工程508钢管穿越导向孔m2602南广场定向钻穿越508钢管穿越逐级扩孔约7遍,视扩孔参数决定扩孔清孔遍数3南广场定向钻穿越508钢管穿越拖管m260四其他（如设备出入场运输、设备调试、挖机土方量、工程用水等）五施工便道略1入土端施工便道m2出土端施工便道m2.4主要设备、材料的选取及常用计算情况2.4.1根据本工程施工难易度，拟定采用DDW320水平导向钻机，MGS无线导向系统、石油钻井用泥浆配制系统以及泥浆回收系统，采用定向钻专用膨润土、添加剂等等。穿 越 工 程 名 称长 度采用钻机控
6、向系统泥浆系统型号拉力定向钻穿越南广场铺设508燃气钢管工程260mDDW32032TMGS导向系统SJ-400有关规定及计算:1、深度：定向钻穿越铁路、公路等时，穿越管段管顶埋深应符合铁路、公路等相关部门的规定；公路埋深一般3米以下，本穿越拟定最大埋深5米以下。2、出、入土角：水平定向钻穿越施工时入土角、出土角的大小，应根据地质、地形条件和穿越管段的材质、管径来确定。一般情况下,入土角宜为820，出土角宜为412。特殊情况下，可适当调整入土角、出土角的大小.3、穿越曲线的曲率半径：定向钻穿越的曲率半径与穿越管段的管径、材质有关。曲率半径的大小宜满足以下条件:（1) 穿越曲线的曲率半径应大于1
7、500D；（2） 不小于300m；（3） R （6。1.3)R穿越曲线的曲率半径,m管段弹性敷设转角，D为穿越管段外径，cm(4)、穿越轨迹须满足的最小曲率半径也可用下列公式计算。Rmin=206DS / K2 （m）Rmin 最小弯曲半径 （m）206常数 (Nm/mm2）D-管子的外径 （mm)S安全系数，S=12K2管子的屈服极限 （N/ mm2） 但是，为了利于铺管，最小弯曲半径应尽可能大,一般经验采用简便计算R=1500D=1500X508mm=762000mm4、在定向钻入土端和出土端保持不少于10m的直线。5、穿越铺设钢管重量的计算（采用508X7.9mm为例计算）P=0。024
8、66S（DS)式中P钢管的每米理论重量kg/mD钢管的公称外径mmS-钢管的公称壁厚mm508X7。9钢管的每米重量P=0.024667.9(508-7。9) =97。4kg/m可计算出260m、508X7。9mm钢管的重量为97。4kg/mX260m=25324kg即25.3吨.6、定向钻拉管时回拉力宜按下列公式计算：F拉Lf-（D-）7。85+kDL （6.1。7）式中：F拉计算的拉力，tL穿越管段的长度，mf摩擦系数， 0。1-0.3 D-管子的直径， m 管子的壁厚， mk粘滞系数，0.010。03带入本钻数值，计算出约为13.7T定向钻机宜根据公式计算值的1。52.5倍来选择；定向钻
9、施工必须合理进行膨润土、添加剂配比，提高润滑度,并使管材悬浮在孔洞内，将摩擦力降为最低，根据施工经验最大回拖拉力一般低于计算的最大摩擦力,所以选用DDW320型（拉力32T）的非开挖定向钻机可满足施工要求。7、钻机穿越曲线长度可按下式计算a2Rsin Q入 b2R(1cos Q入) b1h1b2 a1b1tg Q入 c1= Rsin Q出 d2= R（1cos Q出) d1=h2d2 c2= d1tg Q出 L1=La1a2c1c2 式中：a2 入土端曲线的水平长度 R 曲率半径 Q入入土角b2 -入土端曲线的高度 h1-入土端地面与底部直线段的高度 b1-入土端直线段的高度 a1 -入土端直
10、线段的水平长度c1出土端曲线的水平长度 Q出-出土角d2出土端曲线的高度 h2出土端地面与底部直线段的高度d1 出土端直线段的高度 c2 -出土端直线段的高度L1 -底部直线段的长度 L-穿越长度图6。1.6 穿越曲线长度计算示意图3、 项目组织3。1项目组织机构项目副经理质量安全部经营部穿越施工队项目经理总工程师工程技术部综合施工队为了能优质、高效、安全、按期完成工程施工任务，项目组织机构设置如图：(见附表）3.2施工人员配备项目经理：李恒文 总工程师：张勇 项目副经理：李红星 施工队长:李红星 质检员：姚忠文3.3部门职责3.3.1项目经理部对整个工程的质量、安全、进度、环保等方面负全责，
11、对工程施工进行总体协调管理，负责对业主、监理、地方政府等部门的联系工作.3。3。2项目经理全面负责组织工程的实施，对工程的质量、进度和HSE负领导责任。组织编制项目施工实施计划，确保按期完工。3.3。3项目副经理负责项目施工组织与现场管理.参与项目重大问题的讨论与决策.3。3。4项目总工程师负责项目的技术和质量管理，对重大技术和质量问题的解决进行决策。负责项目的培训工作。3。3。5工程技术部参与组织有关施工准备工作。组织内部图纸会审和技术交底，编制施工组织设计和施工技术方案、措施.3.3.6质量安全部组织建立项目质量、HSE管理体系。按公司的方针和目标进行质量和HSE管理，编制项目HSE计划书
12、.3.3.7经营部严格执行国家的各项财务政策和公司有关规定. 做好现金收付和银行结算工作。4、工程施工方案4。1施工工序流程场地平整测量放线设计交底交桩施工人员及设备调遣设备进场试钻导向孔设备就位钻导向孔多级预扩孔穿越管段回拖就位设备撤场恢复地貌定向钻穿越施工工序流程图4.2施工前准备一、施工图：水平定向钻穿越施工前，建设方应提交完整的施工图。施工图的内容应包括:1 水平定向钻穿越施工断面图。 2水平定向钻穿越施工平面图.穿越施工平面图除包含出、入土点间的附近场地外还应包括管线预制场地。3在穿越区域内有地下障碍物时，地下障碍物的位置、埋深，应标注在施工图上。二、三通一平：1 施工便道应具有足够的承载能力，能保证施工车辆和设备的行使安全。施工便道的宽度应大于4m，并与公路平缓接通,弯道的转弯半径应大于18m。2 施工用水应符合配制泥浆的要求.3 施工场地应能保证施工设备正常作业。三、 穿越管段预制:1 钢管的组对、焊接、补口及检测等应符合油气输送管道穿越验收规范要求。2 穿越管段应在最后一级扩孔前完成预制、验收。四、测量放线：1测量放线前，根据设计给出的控制桩位、设备情况、工程情况、地形地貌等编制施工场地平面布置图.2用测量仪器放出穿越轴线，并确定穿
