定向钻穿越河流施工方案.doc

定向钻施工方案
2013年3月17日

第一章 工程概况
1。1概述
1。1.1 工程名称： ＊＊**＊＊
1.1。2 建设规模：本工程内根据图纸共有4条河流采用定向钻穿越，分别是练江河1、练江河2、练江河3、臻头河定向钻，穿越管道管径为φ323.9×7。9mm，管道防腐为3PE。
1。1。3 建设地点:＊＊＊*＊。
2。1施工总体方案
连江河1穿越水平长度为357.29米，穿越深度为连江河河床下12。1米,入土点距连江河1南岸120米,出土点距河北岸159米。连江河2穿越水平长度为399米，穿越深度为连江河河床下12米，入土点距河西岸98米，出土点距河东岸261米。连江河3穿越水平长度为365.87米，穿越深度为连江河河床下12.3米，入土点距河北岸97米,出土点距河南岸河堤外42米。臻头河定向钻穿越水平长度为367。06米，穿越深度为河床下8。6米,入土点距河北岸106米，出土点距河南岸137米。由于定向钻施工方案基本一样，以下只阐述通用的定向钻施工方案.
2.2概述管理目标
2。2。1项目部分工明确，职责明晰，管理有序，考核有据。
2.2。2 工程质量达到优良：
①单位工程合格率100％，工程建设质量创国家优质工程；
②工程设备、材料质量合格率100％；
③焊接一次合格率95％以上；
④补口补伤一次合格率100%以上；
2。2。3无重大安全事故，HSE管理符合要求。
2。2.4技术先进,方案可靠。
2。2.5 设备完好率95%以上，利用率95%以上。
2。2。6 材料使用无浪费，定额节约率3％以上。
2。2。7 文明管理、文明施工、文明生活,项目部人员无违法违纪行为.
2。3项目部组织机构
2.3.1组建“＊**＊＊＊＊”.根据工程实际，项目部的机构设置为两级,即项目管理层和项目施工层。
2.3.2 为提高工作效率,保证项目管理的及时、准确、有力，项目管理层与项目施工层紧密结合,项目部管理层部分管理人员兼任项目施工层的主任。
2.3.3 项目管理层设项目经理1人，项目副经理1人，项目总工程师1人。下设4个部门:综合部、工程部、QHSE部、经营部、对外协调部。各部门职能人员受项目经理领导，对项目施工层履行组织、监督、控制、协调和服务职能.
2.3。4项目部主要成员：
项目经理:
施工经理：
项目总工程师：
QA/QC经理：
安全总监:
计划工程师：
协调工程师:
2。3.5项目施工层设置2个机组：管道安装机组、穿越施工机组。
管道施工机组负责管道安装施工；穿越施工机组负责穿越施工；
项目经理
施工经理

项目总工程师
工程部
QHSE
部
经营财务部
综合部
对外协调部
管道安装队
定向钻穿越队

第三章、工程施工方案
3。1工艺流程
3。1。1定向钻施工工艺流程（见图3.1）
泥浆准备
测量放线、场地平整
施工作业带清理
钻机运输
钻机安装、调试
运、布管
主管线组焊
无损检测
补口、补伤
清管试压
钻导向孔
预 扩孔
管线回拖
设备拆除、退场
清管试压

套管绑捆

光缆套管预制
预制管线回拖前准备
地貌恢复
竣工验收

图3.1 定向钻施工工艺流程图
3。2穿越管道预制施工的主要工序和施工方案
3.2。1测量放线
根据入土点、出土点放出每次穿越钻机的中心线及钻机场地，管线场地、管线焊接场地和泥浆坑的边界线.
穿越施工场地作业面积：
钻机入土点场地:30m×25m
钻机出土点场地:25m×20m
3.2.1。1测量放线之前应做好如下下准备工作:
a.施工规范和施工图；
b。交接桩记录以及接桩人员的原始记录;
c.符合要求的完好的测量仪器
3.2.1。2测量放线的基准点是出入土点控制桩和各种水准基标。对于交桩后丢失的控制桩和水准基标,应根据定测资料于施工前采用测量方法给予恢复。
3。2。1。3测量人员依据水准基标、定测资料测定出入土点。
3。2.1。4根据测量控制桩测定预制场地和管线中心线,并按照施工图纸要求设置如下辅助控制桩：
a。标志桩：根据设计图纸，在穿越起止点处设置明显的标志桩。
b。边界桩:在临时占地的两侧边界线上每50m设置一个边界桩。施工作业带宽度为6m.
3.2.1。5根据轴线桩和临时占地边界桩拉百米绳，撒白灰线.
3。2.1。6划线完毕及时清点障碍物,并做好记录。
3。2。2施工作业带清理
3.2.2。1 施工作业带应在放线、办理征（占)地手续，并由武警部队会同地方政府有关部门对施工作业带内地上、地下各种建（构)筑物和植（作）物、林木等进行清点造册后进行。施工作业带宽度原则上不得超出，特殊地段需增宽要经过业主批准.
3。2。2.2施工作业带尺寸的确定
20m
25m
10m
管长
10m
1.5m

出土点

3.2.4防腐管拉运与布管
3。2。4。1 装卸防腐管的专用吊钩宽度大于300mm，深度大于150mm，与管子接触面作成与管子内壁相同的弧度，并且在与管子接触面上用20mm厚橡胶皮作铺垫.
3。2。4。2 采用专用吊钩时，钢管与吊绳的夹角大于300，吊绳单边长度大于7m（管长以12m计),且管子两端设晃绳。
3.2。4。3 防腐管用2台15t半挂车拉运，16t吊车配合装卸.在现场接收防腐管时，对运抵的防腐管逐根检查验收，核对钢管的规格、材质、防腐等级和收集相关原材料的材质证书、合格证、产品说明书等资料，与防腐工程承包商办理好交接手续。
3.2。4。4 防腐管运输时,运管车立柱齐全，运管车底部设运管用支架，支架与管子接触面垫厚度不小于15mm、宽度不小于100mm的橡胶板,防腐管超出车后长度不超过2m。
3。2。4。5装管、堆管高度不超过4层，且分类堆放，装管后采用外套橡胶管或其它软管管套捆绑。
3。2.4.6 运到现场的钢管底部垫砂袋高0。2m以上，接触宽度达到0.4m，.
3。2。5 布管
3.2。5.1布管时管子的吊装(运）使用专用吊具，吊管钢丝绳或吊带的强度满足吊装使用的安全要求；吊钩与管口接触面与管口曲率相同,宽度不小于60mm；爬犁运管时管子与爬犁之间用软质材料隔开。
3。2。5。1用宽脚或船型爬犁拖运管子时,爬犁两侧装有护栏，且将管子与爬犁捆牢,以防上、下坡串管.运管中不得使管子与地面拖拉磨擦,卸管时，不得使用滚、撬、拖拉管子的方法。
3。2。5.2布管时宜单根吊运。在吊管和放置过程中，应轻起轻放,防止碰伤钢管防腐层和管口.吊管行走时，要有专人牵引钢管，避免碰撞起重设备及周围物体。
3.2。6 管道组对
3。2。6。1管口组对前用自制清管器清除防腐管内杂物。管端10mm范围内用汽油或清洗剂清除油污，用磨光机清除铁锈、毛刺等，钝边、坡口及盖面焊压边部分打磨露出金属光泽。由管工对管口坡口质量进行检查和验收，并办理工序交接手续。
3。2。6。2组对采用挖掘机，起吊管子的尼龙带宽度大于100mm，吊点置于已划好的管长平分线处。
3。2。6。3管口组对的错边量，均匀分布在整个圆周上。根焊道焊接后,禁止校正管子接口的错边量.
3.2。6。4使用外对口器时,在根焊完成50％以上方可拆卸，所完成的根焊分为多段,且均匀分布，组对吊装设备在根焊完成后方可撤离。
3.2。6。5管道组对应符合下表的规定。
管道组对规定
序号
检 查 项 目
规 定 要 求
1
V型坡口
30—32.5º
1。6±0.4mm
2—3mm

2
管内清扫
无任何杂物
3
管口清理(10mm范围内）和修口
管口完好无损，无铁锈、油污、油漆、毛刺
4
管端螺旋焊缝或直缝余高打磨
端部10mm范围内余高打磨掉,并平缓过渡
5
两管口螺旋焊缝或直缝间距
错开间距大于或等于100mm弧长
6
错边量
小于或等于1。6mm，延周长均匀分布,
3。2。6.6管口组对完毕，由管工依据本标准的规定进行对口质量自检,填写管口组对记录，并与焊工进行互检，检查合格后管工与焊工办理工序交接手续。
2.2。6。7组装前第一根管的非组装端焊接试压用的椭圆封头；管段另一端，每天下班前在管口安装具有防水功能的临时管帽。
3。2。7焊接和检验
3.2。7.1 焊接
3.2.7。2 焊工需持有与其焊接项目相符的有效资格证方可进行施焊.正式施焊前,对电焊工进行技术交底，使电焊工了解焊接工艺规程要求的焊接工艺参数。
3。2。7。3 根据建设单位的要求，开工前焊工要进行上岗考试，取得上岗合格证后方能参加正式工程的焊接。
3.2.7。4。本标段线路施工采用手工下向焊焊接工艺，根焊采用E6010纤维素型下向焊条φ3。2焊条焊接，热焊、填充盖面采用E7010纤维素型下向φ4。0焊条焊接.
3.2.7。5 如遇下列任何一种情况若无有效防护措施时严禁施焊：
风速≥8m/s；环境湿度≥85％RH；环境温度低于5℃；雨、雪环境。
3。2。7。6 为防风雨天气，各焊接机组均应配备焊接防风挡雨棚或遮雨伞.
3.2。7。7 焊接过程中，对母材的保护
u 施焊时禁止在坡口以外的管壁上引弧.
u 焊机地线应采用专用夹具/卡具与管材连接，接触点应位于坡口内，防止电弧烧伤管材.
u 为防止焊接飞溅损坏管子防腐层,采用宽度不小于800mm的胶皮或防火布等材料遮盖管口两侧。
3。2.7.8根焊
u 根焊之前，先表面污垢清除干净。
u 撤离内对口器前应完成全部根焊道.撤离外对口器前，根焊道必须完成50%以上，且焊完的焊道应沿管周长均匀分布,对口支撑或吊具应在完成全部根焊道后方可撤除.
u 在管子焊接时，用自制防风套封管口，以有效防止管内产生穿堂风。
u 在两名焊工收弧交接处，先到达交接处的焊工多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧.
3.2。7。9填充
u 根焊与填充时间间隔不宜大于5分钟，且使焊道层间温度大于等于100℃。
u 焊道的起弧或收弧处,相互错开30mm以上.焊接前每个引弧点和接头用角向磨光机打磨。在前一焊层全部完成后，开始下一焊层的焊接.
3。2。7。10焊后清理
焊接完毕将接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净。焊接废弃物集中保管，统一处理。
3。2.7。11雨季焊接施工
u 雨季施工严格控制烘干温度,焊条放在保温桶中存放，做到用一根取一根,并将焊条保温桶盖盖好.（严禁一手焊接，另一手拿一把焊条,或把焊条放在地上或放到被焊工件上）.
u 焊条应存放于干燥的环境中，防止焊条受潮。
u 雨后进行焊接作业，被焊接工件的表面应干燥后方可进行焊接。
u 当天开箱未用完的焊条按要求进行烘干保温。
u 焊条及药芯焊丝存放于干燥的环境中，药芯焊丝受潮后,严禁烘干再次使用.
3。2.7。12管口封堵
u 每天收工前，必须在焊接部位的开口端安置临时封堵场,采用点焊的方式案装在管子上,以防止杂物进入管内，在下次焊接工作开始时方允许取下该封堵物，下沟后待接头的管口采用焊接盲板封堵。
u 试压段管口采用封头焊接封堵，且在封头处焊接0。5m的管段,从而有效减少封头使用量。
3。2。7.13焊接检验和记录
u 外观检验：由专职质检员采用目测及使用焊接检验尺对焊道外观进行检查.
Ø 焊缝外观成型均匀一致，焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。
Ø 焊缝余高.焊缝余高为0～1.6mm，个别部位不得大于3mm且长度不大于50mm.
Ø 焊后错边量不大于1。6mm.
u 焊接记录
Ø 每天施工完毕，编制“管线焊口分布图”应明确标在编好的管道单线图上.
Ø 焊口编号编写方法按监理通知要求，具体编号方法详见“组焊作业指导书”.在下游钢管距焊口1m处，用白色记号笔书写焊口编号，返修焊口要做好返修焊工代号，不得在钢管上打钢印.
u 无损检测
Ø 焊口将由第三方检测单位进行无损检测,验收标准及合格级别按设计要求执行。
u 当存在下列任一情况时割除整个焊口重焊：
Ø 需返修的焊缝总长度超过焊口周长的30%.
Ø 需去除根焊道的返修焊缝总长度超过焊口周长的20％.
Ø 当裂纹长度小于焊缝长度的8％时,经监理同意后使用评定合格的返修焊接规程进行返修；否则所有带有裂纹的焊缝必须从管线上切除.
u 修补
Ø 每处修补长度大于50mm。
Ø 相邻两修补处的距离小于50mm时按一处缺陷进行修补。
3.2。8补口补伤
3.2。8。1 设计图纸要求：穿越段补口采用热收缩套.
3.2.8。2 补口程序:
管口清理→管口预热→管口表面处理(喷砂除锈）→管口加热测温→涂刷底漆→热收缩套安装→加热热收缩套→检查验收→管口补口标识→填写施工、检查记录(电火花检漏)
3。2。9.清管
3。2。9。1试压前,采用清管器进行清管，清管施工程序为：
收、发球筒预制
收、发球筒安装
气源设备安装
装入清管球
收、发球筒拆除
清管

3。2.9.2组成通球清管、试压专业作业队，配备适合于通球清管的特种设备和有丰富通球清管的作业人员进行通球清管作业。
3。2。9.3在通球清管前，由施工技术人员出图,预制、加工收球笼和发球筒;检查皮碗式清管器的各项性能是否满足通球清管的需要。
发球筒示意图 收球笼示意
快开盲板
同心大小头

3.2.9。4收发球桶上安装压力表和温度计,气源设备和管道间安装流量计.清管时，清管器运行速度控制在4km~5km/h，工作压力一般为0.05MPa～0。2MPa,如遇阻提高其工作压力，但最大压力不超过管道设计压力。
3.2。9.5水压试验前，先进行两次通球清管作业，清除管道内所有异物；清管器在第二次使用时，检查清管器皮碗的外型尺寸变化、划伤程度，对磨损较大的皮碗进行更换.
3。2.10水压试压
3.2。10。1试压介质选择
①按招标文件及设计图纸要求，采用水作介质进行水压试验。
②水源选择：试压用水采用经过滤后无污染的中性河水。首先将拟采用的河水进行取样化验，若化验结果无污染且为中性水，即可使用。为防止泥沙和杂物进入管道，修建沉淀池，并在水泵的吸入口设置过滤网，保证水质符合施工验收规范的质量,方可抽取河水。
3.2。10。2试压技术方案
① 试压工艺
准备工作
试压元件组装
建立上水系统
注水排气升压
不合格
不合格
管道强度试验
泄压处理
管道严密性试验
排水、吹扫

② 准备工作
a。成立试压队，编制试压方案。
接上水泵
排空阀
压力表
温度计
压力表
排空阀

b。将试压方案、水质分析报告，试压用的管件、阀门及仪表等级证明和有关检验资料报业主及监理审查。
c.落实试压所用设备、人员、交通工具、通讯器材及必要的生活、安全保障设施。
d.检查整个段落内的所有焊口无损检测是否全部完成，返修是否合格，防腐、补口是否完成。
e。组织好抢修人员、设备，以便在试压过程中出现问题时能够及时进行抢修。
③管道水压试验一般技术要求
a。强度试验压力，由于充分考虑了地形起伏变化引起的压力变化，在管段起伏中的高点、低点不设置压力表,只在管段起点和终点设置压力表。
④ 试压装置安装
在试压段的始终点安装不少于2块的压力表和管式温度计，试验压力不超过量程的2/3，且压力表精度等级达到0。4级,最小刻度为0.1MPa,表盘直径为150mm,温度计的刻度为1℃。
⑤ 注水、排气
开启阀门向主管道内充水,开启排气阀门排出该段管内空气。当排气阀门有水流出时，关闭排气阀门，继续向管内注水。
⑥ 升压
a。启动增压设备,开始向管内注水升压，升压应均匀平稳。当压力达到强度试验值的30％、60%时，分别停止升压15分钟，对试压设备及管线进行检查，外观检察无异常后，继续升压。
⑦强度试验
a。强度试验稳压4小时，试验压力值为14。3MPa，每间隔30分钟记录一次压力值和温度值.
⑧ 管线严密性压力试验`
a.缓慢打开放水阀,根据压力表的安装位置使管线压力降至该点严密性试验压力值.关闭放水阀,观察15分钟，压力无波动即开始严密性试验.
b。严密性试压应在强度试压合格后进行，严密性试验稳压24小时，压力值为9。5MPa，压降不大于0.1MPa为合格。严密性试验时，每隔30分钟人工记录一次压力值和温度值。在严密性试验中,所有纵焊缝和环焊缝均应检查两次并作好检查记录。
⑨ 泄压
经监理认定试压结果合格后，缓慢开启排水阀,进行泄压，排水过程中压力不得急剧变化。
3.2。10。3 试压记录
试压的人员应保持完整的通球扫线的试压记录。试压过程中,强度试验和严密性试验每15分钟记录一次压力和温度值。严密性试验中，还要作好所有纵焊缝和横焊缝的两次检查记录。在试压结束后，由业主、质监站、监理和施工单位共同签字认可。
3.2。10。4试压QHSE要求
① 管线试压前,必须对管线阀门等设备进行检查，其开闭状态符合要求。管道试压设备不准同时进行其它作业。
② 与试压段相连的管道所使用的盲板和螺栓应具有足够的强度,焊接的试压封头必须经探伤合格。
③ 升压时封头对面不准站人，发现泄漏时应立即停止升压,泄压后进行修补。严禁带压补焊和紧固螺栓。
④ 压力表的选用应符合要求.
⑤ 试压过程中试压设备和管道50m范围内为警戒区，在交叉路口、村庄附近应设置警示装置。设置巡逻人员和巡逻车辆，沿线巡视检查.巡逻人员应与管线保持6m以上的距离,非工作人员不准进入警戒区域.
⑥ 在试压的全过程中，保持通讯联络通畅，并合理安排人员不得过度疲劳.
⑦ 参加试压的所有人员必须听从指挥，统一步调.
⑧ 交接班应有安全注意事项和记录.
3。3.1钻机场地施工程序
3。3。1。1测量放线：根据设计交桩与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
3。3.1.2钻机场地处于农田中需进行平整,使用推土机或人工平整30m×25m的钻机场地，场地四周挖0。3m宽0.3m深的排水沟。钻机场地平整完成后，分层铺垫土工布、300mm碎石，土工布铺垫面积30m×25m,碎石铺垫面积20m×30m，保证钻机、动力站及泥浆泵等设备的进场就位。钻机场地平整完成后,四周安装围拦和砌筑油料区隔离墙。
3.3。1。3地锚坑及排浆池:挖、砌排浆池（河两岸各1个)及地锚坑1个，排浆池尺寸为7m×5m×2m,排浆池内铺塑料彩条布,并在池内四周用砖砌加固墙,墙高1m，用水泥将排浆池四周与加固墙连接,防止排浆池塌方。地锚坑中心线分别在穿越主管和光缆套管的中心线上，地锚坑尺寸为2m×1。5m×1。6m，挖排浆池及地锚坑时要留出足够边坡，出土点处排浆池及地锚坑尺寸如下示意图所示.
坡比1:0.67

地锚坑深1.6 m
1..5m
7m

泥浆池深为2米
5m

2m

地锚坑开挖完成后,先用砖在四周砌三七墙,将地锚放入后，地锚与墙的余空填混凝土加固.然后开始安装挡板，在挡板前打8根8米长，壁厚为δ10mm的Ф219mm管桩进行加固，同时将地锚、挡板、管桩和钻机下所垫钢板用20#槽钢进行连接，保证在回拖管线过程中地锚的稳固。地锚形式如下示意图：

钻机下所垫钢板（24m×3.2m）

地锚
墙和混凝土

○ 管桩
12米长,1。8米深，0.5米厚钢挡板○
○
○
3。3。1.4泥浆用料准备:施工用淡水取河水放入水罐，经沉淀后利用；膨润土及必要的添加剂及时运到。
3。3.1。5钻机及配套设备就位:钻机就位完成后，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。
3。3.1。6测量控向参数:按操作规程标定控向参数,本穿越工程现场地形复杂，不利于测量，为保证数据准确，在管中心线的五个不同位置测取，且每个位置至少测四次,进行对比,并做好记录。
3.3。1。7泥浆配制：按照穿越地质、穿越长度及穿越管径，需在钻导向孔、预扩及回拖中采取措施,具体措施除保证传统配比外，再按一定比例加大泥浆材料用量，从而达到提高泥浆粘度，保证孔壁。
序 号
项 目 名 称
单 位
数 量
1
膨润土
T
36
2
纤维素钠
T
0。112
3
改性淀粉
T
0。14
4
磺化沥黄
T
0。14
3。3。1。8钻机试钻：各系统运转正常、钻杆和钻头清扫完毕后试钻，钻进1—2根钻杆后检查各部位运行情况,各种参数正常后按次序钻进。
4，回拖后地貌恢复
4。1 回拖完毕后进行清管试压,和回拖前一样。合格后进行连头,并恢复地貌.
定向钻穿越段施工区域平面图:

出土点作业场地

主管线及光缆套管

入土点施工场地
40m
出土点
入土点

管线预制作业带，长度为穿越管段长度加50m。
6m
25m
20m

35
30m