非开挖穿越工程水平定向钻施工方案

非开挖穿越工程水平定向钻施工方案重庆蜀能通建筑工程有限公司二0一八年三月二十四日第一章编制依据一、施工方案编制主要依据1、根据现场勘查确定点位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（达到给水要求）《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》（CSTT）4、施工场地现况调查第二章工程概况一、工程基本概况本工程电力管道铺设，管径为PE160管（3孔）。

为了确保工程的顺利进行，我们建议对本次施工的地质条件进行工程地质堪探，提供行之有效的科学依据，才能高质量，高标准的按时完成施工任务。

根据现场察看我们经研究制定如下施工方案：1、本工程根据场地地形、水文、河道及周边地质条件及穿越管道曲率半径，为保证电力管道的回拖，并将电力管道稳定埋设在底，设计入地角-25度，出土角为+25度。

2、拟选的定向穿越方案将根据现场的具体位置选择钻机摆放场地，达到最佳位置作为出土点场地。

入土和出土两侧各挖一个泥浆储存坑。

第三章工程特点一、工程施工区域复杂，加大管理难度施工中需在场内建设工作坑，电力管道需从地下穿越，规划的管道拉管长度为120米左右，拉管距离较长，工程要求精准。

施工时加大测量控制的力度。

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、牵引施工采取非开挖施工方案即水平钻机钻孔牵引管道的施工方法。

该工程涉及面广，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，它的主要特点是，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，特别的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。

第四章施工部署优质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，必须加强有力的组织保证体系，我公司决定按现代化的组织形式，成立非开挖穿越工程项目部，在项目经理统一领导下，设立机械化施工班组，现场设专职安全员。

一、施工准备1、施工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，全力以赴，精心组织队伍，采取切实可行的管理方法和手段，保质保量按期完成施工任务。

2、技术准备由项目经理、项目总工负责组织工程技术人员，各职能部门人员认真阅读施工图及与该工程相关的规范、规程、标准。

组织编写施工组织设计，经审定批准后的施工组织设计文件，立即发至各施工部门，并组织作业人员认真阅读、学习，使施工组织设计作为自己的依据，真正做到指导施工作用。

（1）编制依据定向钻穿越工程现场地质勘察及业主的委托文件。

1）定向钻设备选用根据现场的地形及地质条件、定向钻穿越施工规划图、施工技术措施等因素，综合考虑：钻孔设备采用GD380C-L水平定向钻机施工，该钻机给进—回拖力为38吨。

控向系统采用美国DCI公司生产的猎鹰无线控向仪。

主要机械、设备见下表：机械、设备及主要工具一揽表2）施工场地的布置定向钻穿越如遇岩石入土点需要面积20平方、施工及堆放场地，其中开挖平整场地20平方米用于钻机、泥浆搅拌系统、钻进用材料等堆放场地，其余用于临时堆放弃土，以便今后回填。

在机坑内开挖一个0.5米（宽）乘以1.2米（深）乘以4米（长）的泥浆池作泥浆净化处理池，以便存放泥浆和雨水，然后采用一台潜水泵及时抽排处理后浆液。

钻机作业和材料、搅拌系统必须用管架搭设防雨棚，作业区四周围栏封闭施工。

二、施工方法1、定向施工（1）施工工艺流程本穿越工程的主要几个工序：测量放线、定向钻进导向孔施工、管道安装组焊、回扩拖管及原地貌的恢复（甲方负责）。

1）测量放线根据施工设计图的入点、出土点坐标用全站仪放出轴线，每10m作一个控制点，沿管线轴左右偏角差不超过20mm，沿着线轴向误差不超过40mm。

同时放出施工场地边界线、出入土点基槽开挖的边界线。

2）定向钻进主要以下几个步骤：A、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100mm，钻机入土角为-25°。

定向钻机采用锚杆锚固。

将钻机主机就位，并将地锚箱连接好、泥浆系统、钻杆、铺助动力源等。

接好各种液压管线、泥浆管线及控制电缆等。

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φ125mm导向钻头，φ73mm加强钻杆进行导向孔的施工。

（1）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。

（2）在定向穿越施工过程中，随时根据显示器提供的数据与设计的轨变对比，如钻进轨变出现偏差，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控向数据，并适当控制钻进速度。

（3）定向钻钻进曲线应来格按照穿越施工规范和设计曲线要求进行。

出土点沿设计轴线的纵向偏差不大于穿越长度的1%，且不大于1m；横向偏差应不大于穿越长度的2%，且不大于2m。

3、反向扩孔导向孔完成后，卸下钻头，安装回扩头进行逐极回扩，考虑到穿越管道长度较长，穿越长度长（120米），地层复杂，设计最终回扩直径为Φ400mm。

4、回拖铺管在钻进作业时，将回拖的管组焊试压，在组焊的管线顶端焊接拉管吊耳，然后通过接头和回扩器与孔内的钻杆连接，将管线回接进入充满泥浆的孔中。

5、回拖管线安装PE160mm胶管工作管焊接时应将管道沿穿越轴方向布置，不能与轴线形成一定的角度，工作管出现弯道后，拖管时将会使胶管与地面及槽壁之间摩擦力增大，造成管道拖不动。

扩孔施工完毕后，将经探伤检查、试压合格的φPE160mm工作管道回拖拉入孔内。

回拖前仔细检查管道下的粘土袋滑道是否垫好，确保回拖管道完好。

αF摩F浮F拉α管道在孔内的受力情况如图所扩钻头连接完成后，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随着钻杆的回拖拉入扩大的钻孔中，回拖施工应连续进行。

回拖阻力的计算：摩擦系数取0.3~0.5。

经计算管线在回拖过程中的回拖阻力：φ300mm工作管最小阻力F组=2吨，最大阻力F=5吨，小于施工中采用的钻机回拖力为28吨，故完全可以满足该项穿越工作。

工作管与回扩钻头边接如下图示：300mmmmmm封头内径φ350mm28吨卡环回拖PE管管焊接吊耳（厚）10mm加强筋（厚）15mm回拖PE管管在回拖的过程中应慢速回拖，同时观察回拖力的变化，若发现异常应立即停止，查明原因方可进行下一步工作。

6、采取如下措施防止回拖过程中防腐层被破坏：（1）回拖过程中PE管端头焊接在一钢板上然后采用φ250mm回扩头牵引导向，将管口置回扩头的中心，确保管口位于成孔中心。

，（2）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。

（3）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PE防腐层。

7、泥浆的控制采用本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。

8、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。

第五章场地的恢复穿越管线与陆地上管线连接并试压完成后，即可进行场地的恢复。

在紧邻管线段采用细土回填，该回填过程中应避免砸伤、撞伤穿直管线，严禁用掺杂块石等硬质杂物，以免损坏管线防腐层（甲方负责）。

第六章施工进度计划总工程期取决于甲方协调配合而定。

以钻机施工计，接到进场通知进场施工，工程前期协调场地平整及入土点土石方开挖、钻机安装调试、导向孔施工、出土坑开挖、回扩、回拖管，合计7天。

管道组焊、试压可在钻机施工时同步进行。

第七章工程质量保证措施工程质量是工程安全性和可靠性的核心，质量管理则是保证质量的有力手段。

施工技术措施的实施，施工技术规程的贯彻，施工过程的统筹和控制，都要围绕工程质量的保证而进行。

该项目将实行全面质量管理，将工程质量控制在工程施工的每一个环节。

1、工程质量第一责任人为项目经理，技术负责人负责日常质量监督、检查并有质量否决权。

经济效益考核中，工程质量为首先考核目标。

2、建立完整的质量管理体系，技术质量部全面负责施工质量的检查，对各工序质量实行先自检合格，经监理检难签证认可后，方可进入下道工序作业。

对检查有质量问题的工序无条件返工，直到达到设计和规范要求。

3、提高施工人员的质量意识，坚持工地技术例会。

（1）对施工人员做好岗位前培训。

（2）按工序组织全体施工人员认真学习施工方案，并结合工序施工的情况提出具体的要求及措施。

4、作好施工记录，自检记录。

技术负责现场所有资料的汇总和检查。

5、定向钻施工的成败关系着本工程能否如期完成，关系着本公司的质量信誉。

为此需全体施工员务必做到：（1）在设计阶段，要详细的研究工程质报告，结合现场勘察，以《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》（CSTT）对铺管轨迹进行设计和管道的受力进行系统的分析，以确保施工的安全和质量。

（2）在施工过程中，准确调整钻机的位置和角度。

（3）导向孔每钻进3米测量一次，如果发现偏差应及时调整，并增加测量次数，以确保导向也轨变在设计范围内。

（4）导向人员在导向过程中对钻头在孔内的位置和趋势应准确判断，发出调整钻孔轨迹指令，引导钻头沿设计轨迹钻进。

（5）司钻应严格按照导向人员发出的指令进行操作，遇有异常情况应及时停钻，与导向人员研究解决，不得擅自作主张，并作好施工记录。

（6）泥浆配制人员应掌握整个钻进液的搅拌，净化和循环系统，监视需要的水量，调整合适的钻进液。

（7）管道进场前要对管道的质量进行严格的检查。

（8）在拖管前要对管道的吊耳焊接和防腐进行检查，确保管道符合设计要求。

（9）施工前要对操作人员进行技术交底，强调质量标准和质量要求。

（10）强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作。