燃气管道非开挖定向钻穿越方案.

德清县新安镇天然气利用工程项目配套天然气管网工程非开挖定向钻穿越长陶淇湾施工方案编制：审核：批准：第一章编制依据1、设计图纸2、施工地区的水文、地质勘查资料3、相关的技术标准、规范和规程《输气管道设计规范》(GB50251-2003)《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范-穿越工程》（SY/T0015.1-98）《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）《钢质管道焊接工艺规程》（SY/T4103-2006）《管道下向焊接工程规程》（SY/T4071-93）《石油天然气金属管道焊接工艺评定》（SY/T0452-2002）《油气输送用钢质弯管》（SY5257-2004）《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》（SY/T0413-2002）《钢质管道单层熔结环氧粉末外涂层技术规范》（SY/T0315-2005）《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》（SY/T0414-98）《埋地钢质管道外防腐层和保温层现场补口补伤施工及验收规范》（SY4058-93）《管道干线标记设置技术规定》（SY/T6064-94）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管》（GB/T9711.1-1997）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》（GB/T9711.2-1999）《石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级》（SY4056-93）《石油天然气钢质管道无损检测》（SY/T4109-2005）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923-1988）《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY/T4079-1995）《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103-2006）4、施工现场勘察。

第二章工程概况本工程为德清县新安镇天然气利用工程配套天然气管网工程，在新安镇沟里村处进行非开挖定向钻穿越陶淇湾天燃气管道铺设。

根据现场实际测量陶淇湾宽度约60m。

水面宽度约400m，由东向西穿越为Φ273×7.1mm的钢管。

根据设计和规范要求，定向钻穿越钢管弯曲率按1500D计算，此工程管道长度为920m。

施工范围为沿江高等级公路北侧农田至新沟河北侧农田之间，平面里程号为K0+100 — K1+020，工程地质及地下管线情况：施工前在定向钻穿越出、入土点均设置工作坑，根据对施工地点附近情况的勘察，该工程地层基本情况为淤泥质粘土层及黄泥土。

为了确保工程顺利进行，施工前建设方宜提供本次施工段地堪报告，依据有效的科学依据，才能高质量、高标准地完成施工任务。

根据现场情况制定如下施工方案：1、根据场地情况、设计及规范要求，保证管道正常回拖，并将管道稳定埋设在河床最低处下大于6.0m位置，设计入地角8度，出土角为6度，最终回扩直径为管道的1.2～1.5倍。

2、将陶淇湾南岸里程号K1+020处作为钻机摆放场地，陶琪湾北岸作为入土点场地。

出土处挖一个泥浆储存坑。

3、施工程序示意图：第三章工程特点一、穿越地貌情况穿越陶淇湾处，两侧是鱼塘、农田，由于施工设备较重，为防止设备陷入农田中，施工时在设备停放处铺设钢板。

本工程施工要求“精、准、快”：(1) 工程管理人员精力充沛、年富力强，施工人员素质高；(2) 施工要求高，追求一流质量；(3) 遇有突发事情或有现况不符情况迅速反馈，及时与设计、监理、建设单位联系，能迅速作出合理的应对措施。

二、牵引施工该工程采用水平钻机钻孔牵引管道的施工方法。

由于涉及面广，如何确保工程质量，确保施工安全是本工程重点控制的一方面。

水平导向钻进法的主要特点是：可根据预先设计好的铺管线路驱动装有契形钻头的钻杆从地面钻入，地面仪器接收由地下钻头内传送器发出的信息，控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达目的地，然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。

在整个工作中，混合机组提供的钻孔混合液不断地从钻头的钻口嘴喷出，用以润滑钻头，钻杆和加固钻道，以提高整个工程的工作效率。

第四章施工部署高质量完成工程是建设单位要求的，更是我公司所追求的。

为了达到上述目的，必须加强有力的项目质保体系，按项目组织机构成立非开挖穿越工程组，现场设专职安全员。

一、施工准备1、组织机构我公司在承接该项目后，充分总结以往本公司在同类施工中取得的经验，结合本工程实际，精心组织队伍，采取切实可行的管理方法，保质保量按期完成施工任务。

同时调配公司精干的管理人员和技术人员承担该施工作业。

2、技术准备由项目经理、项目工程师负责组织工程技术人员、各职能部门人员认真学习施工图及相关的规范标准，组织编写施工方案，经审核批准后的施工方案，立即发至各部门，并组织作业人员认真学习、领会，真正起到指导施工作用。

3、定向钻机选用根据现场的地形及地质条件、新沟河定向钻穿越施工设计图、施工技术措施等因素，综合考虑：钻孔设备采用ZT—85吨水平定向钻机施工，该钻机给进—回拖力为85～105吨。

控向系统采用美国DCI公司生产的新月蚀无线控向仪。

主要机械、设备见下表：机械、设备及主要工具一揽表序号设备名称规格型号数量状态1 水平定向钻机ZT—85 1台完好2 泥浆系统5m3 1套完好3 控向系统美国DCI公司新月蚀控向仪1套完好4 钻头1套完好5 钻杆φ89mm×6m50根完好6 回扩钻头350~450~550~680 4个完好7 挖掘机CAT250 1台完好8 水泵4寸2台完好9 值班车 2辆 完好 10 对讲机 4部 完好 11柴油发电机组90KW2台完好4、施工场地的布置（1）陶琪湾北岸为入土点，需要施工场地面积约400m 2，其中用于钻机、泥浆搅拌系统及钻进用材料等堆放场地约为150m 2，其余用于临时堆放弃土。

在机坑内开挖一个3.0x2.0x4.0m 的泥浆池作泥浆净化处理池，以便存放泥浆和雨水，采用一台潜水泵及时抽排处理后浆液，钻机作业、材料和搅拌系统设防雨棚，施工区采取必要的围护。

（2）陶淇湾南岸为出土点和钢管预制场地，应顺着穿越轴线在出土点前方占用长270m 、宽15m 的场地作为管道预制场地和挖掘机、装载机进出场地，同时考虑到出土坑所需场地。

3、临时设施分布图15m定向穿越轴线钻机位 置材料堆放搅拌系统泥浆池25m进场便道在距钻机5米处开挖深度3m 、宽度2.5m 、长度3m 的入土坑，在一侧挖一条回水沟与泥浆储蓄池相连，使泥浆集中处理。

二、主要施工方法1、测量放线根据施工设计图的入点、出土点坐标放出轴线，同时放出施工场地边界线、出入土点基槽开挖的边界线。

2、导向钻进（1）钻机的安装和调试钻机安装在入土点，与出土点在同一轴线上，左右误差不超过30cm ，钻机入土角为9°。

钻机就位后与地锚箱连接牢固，并将泥浆系统、钻杆、铺助动力源、工具房等全部安装到位，接好各种液压管线、泥浆泵及控制电缆等。

全部组装完毕，仔细检查确认后，设备进行试运转，调试钻机系统，认直观察各表盘指示是否正常，各操作手柄是否回位，调校控向系统，将测量数据存储在计算机内，调试泥浆系统。

（2）导向孔施工导向孔施工是整个工程的关键，要严格按轨迹设计参数和水平定向钻进管线铺设工程技术规范施工。

本次选用φ150mm 导向钻头，φ89加强钻杆进行导向孔的施工。

钻机导向孔的钻具组合为：导向钻头+控向仪+钻杆，导向钻头里面的发射棒把信号发射到地面控向仪，便于随时掌握方位和深度。

在定向钻穿越施工过程中，随时根据显示器提供的数据与设计轨迹进行对比。

如果钻进轨迹出现偏差，则需将钻杆撤回重新钻，或向相反方向钻进矫正。

施工过程中谨慎处理出土角α=7度入地角α=9度控向数据，并适当控制钻进速度。

定向钻钻进曲线应严格按照穿越施工规范和设计图纸曲线要求进行，做好导向记录。

（3）反向扩孔导向孔完成后，卸下钻头并安装回扩器进行逐级回扩，考虑到穿越管道直径较大，穿越长度长，地层复杂，最终回扩管道直径的1.2～1.5倍，做好扩孔记录。

（4）回拖管道扩孔施工完毕后，将预先准备好的工作管道（各项工序均合格）一次性回拖拉入孔内。

回拖前仔细检查管道下的膨润土袋滑道是否垫好和硅芯管是否固定管上，同时在回拖的过程中不间断地对管道滑道进行检查修整，确保回拖管道防腐层完好。

管道在孔内的受力情况如图所示。

扩孔器连接完成后，送泥浆冲洗，检查泥浆喷嘴是否正常，确认合格后方可进行回拖，利用定向钻机的回拖动力通过钻杆将工作管拉入孔中，回拖施工应连续进行。

原因方可进行下一步工作，并做好回拖记录。

（5）采取如下措施防止回拖过程中防腐层破损○1拖管前通过反复多次回扩，并增大回扩时的转速，不留孔内碎屑物，使孔壁表面更光滑，减少摩擦阻力，利于工作管回拖。

○2孔内充满优质钻进液，做到良好的润滑作用，同时因工作管密封在较浓的钻进液中处于悬浮状，有利保护钢管防腐层。

○3管线回拖过程中为防止地面摩擦破坏防腐层，地面采用每隔10米安放澎润土麻袋滑道，拖管时并在其上浇水或涂润滑油的方法进行润滑。

○4管线回拖过程中，防腐人员使用电火花检漏仪对管道逐根进行检查，发现漏点及时进行修补，保证进入孔内的每根管道防腐层都完好。

（6）泥浆的控制采用钻机配套的泥浆搅拌系统进行泥浆搅拌，钻遇不同的地层采用不同的泥浆。

钻进中遇泥砂地层以澎润土泥浆为主，泥浆最基本的作用是维持孔壁的稳定性，防止空壁坍塌，冷却钻头，喷身钻进及润滑等功能，泥浆主要由清水、优质粘土（膨润土）配制而成，是一种无害的、符合环保要求的泥浆材料。

（7）泥浆的处理按照国家环保要求施工，不使用有毒有害及污染环境的原材料施工，施工中排出的泥浆经沉淀处理后方可外排。

（8）精度、误差的控制非开挖定向穿越施工技术是在不开挖地表的情况下，利用导向岩土钻凿技术，将一无线电发射器（探头）置入钻头盒内，导向钻进过程中，地面接收仪随时显示钻头的深度、倾角、温度等参数。

施工人员在地面导航仪和操作室内显示器引导下，从起点向终点钻一个与设计轨迹尽量吻合的导向孔，且垂直及平面误差控制在1.0%以内。

本钻机采用的是美国DCI公司的Eclipse导向仪。

Eclipse接收机有伸出的双臂，双臂的末端装有接收线圈，接收机通过双臂和机身内的线圈接收探头的信号，利用特殊的信号处理技术，实现探头位置的四箭头指示。

这是Eclipse最突出的特点。

其有两个导航模式，即定位模式和引导模式。

定位模式与传统的导航方法一样，用接收机去寻找探头的位置。

Eclipse采用了四箭头指示探头位置技术，箭头始终指向探头的位置，当接收机在探头正上方时四个箭头同时显示在屏幕上，因而可以在不停止钻进的情况下以最快的速度找到探头的准确位置。