储气库工程嘉陵江定向钻穿越φ813mm试拖管道分动器断裂施救方案.doc

中卫中卫贵阳联络线配套相国寺储气库工程贵阳联络线配套相国寺储气库工程 嘉陵江定向钻穿越嘉陵江定向钻穿越 813mm813mm 试拖管道分动器断裂施救方案试拖管道分动器断裂施救方案 重庆市顺源市政工程有限公司重庆市顺源市政工程有限公司 非开挖项目部非开挖项目部 20132013 年年 2 2 月月 2828 日日 中卫中卫贵阳联络线配套相国寺储气库工程贵阳联络线配套相国寺储气库工程 嘉陵江定向钻穿越嘉陵江定向钻穿越 813mm813mm 试拖管道分动器断裂施救方案试拖管道分动器断裂施救方案 编编 制制 审审 核核 审审 批批 重庆市顺源市政工程有限公司重庆市顺源市政工程有限公司 非开挖项目部非开挖项目部 20132013 年年 2 2 月月 2828 日日 目目 录录 第一章 工程概述.1 第二章 施工方案的选择.2 第三章 分动器断裂位置及断裂原因分析.3 第一节 试拖管道钻具连接方式 .3 第二节 分动器断裂位置 .4 第三节 事故原因初步分析 .5 第四章 施救施工方案.7 第一节 施救方法 .7 第二节 竖井开挖参数 .7 第三节 竖井成孔及施救施工 .8 第四节 施工技术保证措施 12 第五节 施救施工工序 14 第五章 工期计划安排14 第六章 施工部署及安全保证措施15 第一节 施工组织机构 15 第二节 应急抢险材料设备 16 第三节 安全保证措施 16 第四节 危害识别及环境影响评价 20 第五节 应急演练与记录 21 第六章 施救成功后下步施工安排24 第一节 施工安排工艺流程 24 第二节 下步施工技术保障措施 25 1 第一章第一章 工程概述工程概述 嘉陵江穿越定向钻钻孔施工段水平长度 1160.00m，实长 1168.00m。最终 回扩孔直径为 1200mm（按 1.5d 回扩） 。目前进行的是 813mm 主管道试拖工 序。 嘉陵江定向钻穿越工程于 2013 年 1 月 19 日晚 20：20 时开始试拖，试拖时 拉力 4/5-9mpa，扭矩 5-10/12mpa，一直比较正常。 1 月 20 日上午 11:00 时回拖到 528.62m（目前分动器断裂处距出土点的水 平长度，下同）时，拉力上涨至 23mpa(即 260t,根据钻机操作规程不得强行回 拖)仍不能拉动，扭矩正常（5-12mpa） ，故停止正向回拖。随即我部根据试拖应 急预案，在出土端安装滑轮组反向回拖出 50m（试拖管道两端拖头距离）试拖 管道。1 月 21 日凌晨 4 点安装滑轮组开始反向回拖，反向回拖 3m 后拖力突然 减小，初步判断出土点至试拖管道段钻杆或钻具可能发生断裂。21 日下午 2:30 时将出土端钻杆拖出地面检查发现是分动器和试拖管连接部分发生断裂（详见 图 1、图 2、图 3、图 4） 。 断裂前分动器（图断裂前分动器（图 1 1） 断裂前分动器（图断裂前分动器（图 2 2） 断裂处 2 断裂后分动器（图断裂后分动器（图 3 3） 断裂后分动器（图断裂后分动器（图 4 4） 第二章第二章 施工方案的选择施工方案的选择 鉴于本次分动器断裂位置靠近嘉陵江左岸河心洲沙滩位置，离出出土点水 平距离 528.62m，且出土端钻孔 0-80m（以出土端计算）为粉质粘土，粉质粘土 已堵塞 1200mm 定向钻孔，且断裂点位于江水位之下出土端弧形段底部至平直 段，孔道内充满泥浆和水，人工进入孔内施救已无可能，故只能选择采用在事 故点上方附近开挖竖井（俗称“天窗” ）施救方案。 我部根据应急抢险预案迅速编制了嘉陵江定向钻 813mm 试拖管道分动 器断裂施救方案 （2013.01.27） ，2013 年 1 月 28 日上报为业主、监理、设计 等相关单位审核。该施救方案提出了三种施救施工工艺：1、冲击成孔施救方案； 2、旋挖法施救方案；3、钻爆法竖井施救方案。 2013 年 1 月 29 日由重庆气矿组织西南油气田分公司、中石油西南勘察设 计研究院、地质勘察、定向钻专家到实地调查并召开专题研讨会，会议分析了 以上三种施工工艺的可行性、优缺点以及施工工期等，决定在事故头前端施工 3 一口竖井进行施救处理，择优选用冲击成孔施工工艺。对比选择详见下表。 施工工艺对比选择表施工工艺对比选择表 序号施工工艺施工原理优点缺点选择 1 冲击成孔 冲击钻机起落重达 7t 的 冲击锤对砂卵石层和基 岩冲击破碎成孔 钻机质量较轻， 不需降水 可能对定向钻 孔道有一定影 响 选择 2 旋挖成孔钻机螺旋回转钻进 施工速度快； 不需降水；影 响范围小 出土端道路、 水路均无法满 足大钻机进场 不选择 3 钻爆施工人工钻孔、炸药爆破成孔质量好 安全系数较低； 目前炸药无法 办理 不选择 第三章第三章 分动器断裂位置及断裂原因分析分动器断裂位置及断裂原因分析 第一节第一节 试拖管道钻具连接方式试拖管道钻具连接方式 试拖管头部使用 950mm 的牙轮扩孔器作为牵引导向，扩孔器后连接分动 器，再用“u”型环将分动器与试拖管道连接。试拖管尾部直接连接分动器和钻 杆。钻具连接如下（见图 5）： 钻具连接示意图（图钻具连接示意图（图 5 5） 拖头制作和试拖管道连接示见图 6、图 7。 f拖 钻杆 950 扩孔器 分动器“u”型环 拖头 试拖管道 (48m) 拖头 “u”型环 钻杆 分动器 4 拖头的制作示意图（图拖头的制作示意图（图 6 6） 回拖管道的连接示意图（图回拖管道的连接示意图（图 7 7） 第二节第二节 分动器断裂位置分动器断裂位置 本次断裂为试拖管末端（出土点侧）与钻杆连接的分动器插销孔处发生断 裂（图 1、图 2、图 3、图 4） 。我部结合导向孔控向参数、出土端 100t 钻机连 接钻杆下入信号探棒进行地面地磁信号探测和地面控制测量，确定分动器断裂 点投影在地面上的坐标（西安坐标系统）为： x=3307814.3379，y=35634639.596，z=177.631m；分动器断裂处埋置于河床以 下 12.9m（定向钻孔中心位置，下同） ，距出土点水平长度 528.62m，目前嘉陵 江水位为 175 m-177m(本次涌水量计算取洪水位 177.00m)。 该试拖管道及分动器断裂点正处于泥质灰岩与砂岩软硬不均交界岩层孔段， 且为出土端钻孔的弧形孔段底部，试拖管道下倾角度约 45。分动器断裂详 见图 8、图 9。 5 出土点 入土点 断裂处 x=3307814.3379 y=35634639.596 z=177.631 嘉陵江主航道 528.62m 218m x=3308274.19 y=35634206.91 z=206.78 分动器断裂处平面示意图（图分动器断裂处平面示意图（图 8 8） 分动器断裂处剖面示意图（图分动器断裂处剖面示意图（图 9 9） 第三节第三节 事故原因初步分析事故原因初步分析 一、管道在孔内走向轨迹原因分析 本次 813mm 试拖过程中，0-528.62m（从出土端计算）回拖力和扭矩均 较小，一直较均匀，且每根钻杆回拖时间一般为 8-10 分钟，匀速前进，说明 0-528.62m 钻孔两次清孔质量较好，钻孔通过性较好，见试拖管道拉力、扭矩 动态图（图 10） 。 6 试拖管拉力、扭矩动态图（图试拖管拉力、扭矩动态图（图 1010） 当回拖至 528.62m 时，扭矩仍然正常（5-12mpa） ，但回拖力上升至 23mpa（即 260t）仍无法拖动。根据试拖连接组合方式分析，试拖管道后端 连接 540m140mm 钻杆（重量约 18t） ，试拖管道尾端下沉，试拖管前端上抬， 试拖管道位于出土端弧形段至平直段过渡段，管道在此段悬浮于泥浆中，疑 为试拖管前端顶入灰岩与砂岩交接面钻孔上台阶之中不能正常回拖。滑轮组 回拖 3m 造成分动器断裂原因疑为反向回拖时，在出土端回拖力作用下，试拖 管道尾端又顶入灰岩与砂岩交接面钻孔台阶之内所致。根据以上分析本段钻 孔分布至少有两个台阶。 二、地质原因导致孔道台阶存在原因分析 我部组织技术人员至嘉陵江左岸江边实地调查，并结合某公司现正在进行 地勘钻孔取出的岩芯综合分析，本段地层分布岩性主要为砂岩与泥质灰岩互层， 岩层倾角 30，岩层向入土端方向倾斜，裂隙、溶隙极为发育，层间裂隙宽 度约为 10-20cm。两组裂隙呈 x 交错，定向钻导向孔穿层钻进过程中，导致定 向钻施工过程极容易发生顺层切软避硬，导向孔不易按设计曲线轨迹正常钻进。 回扩孔过程中，钻头牙轮顶入层间裂隙中，导致出现台阶或“狗腿” ，这应为 本工程事故频发的根本原因，也是本次事故出现分动器断裂的主要原因。 三、滑轮组反向回拖力学分析 正向回拖无法拉动时，我部根据试拖方案应急预案，在出土端安装了两个 8 轮的滑轮反向回拉 50m（试拖管道两端拖头距离）试拖管道。取挖机最大拉 力 5 吨，则作用在钻杆上的拉力为 5t*8*2=80 吨，分析分动器断裂可能与钻具 质量缺陷有关。 7 第四章第四章 施救施工方案施救施工方案 第一节第一节 施救方法施救方法 本次施救的主要方法是首先将试拖管道切割一个注水孔，将试拖管注满水配 重后使其下沉，利用出土端 100t 钻机将带有耳环的钻头送到事故点位置，将钻 杆前端 u 型环与断裂头前端 u 型环相连接，恢复到事故前连接状态，利用出土 端 100t 钻机将试拖管方向回拖 10-20m 解卡后，利用入土端 400t 钻机正向回拖 完成试拖工序，将试拖管从入土端拖出。如正向回拖有困难则利用 100t 钻机或 采用滑轮组的方式将试拖管道向出土端拖出，最终完成本次施救工作。 第二节第二节 竖井开挖参数竖井开挖参数 一、竖井位置 试拖管道尾端分动器断裂点距出土点水平长度 528.62m，河床下埋深 12.9m（定向钻孔中心位置） 。冲击成孔直径 2.00m，竖井总深度设计 16m（包括 冲击到定向钻孔底以下 2.5m 深的集砂坑） ，为了避免施救过程中施工至竖井底 部时伤害 813mm 试拖管道及拖拉头，宜将竖井中心设计至离事故点前端 3.00m，即距出土点 525.62m。竖井设计详见图 11。 2200 钢护筒 2000 1800 3000 5200 7200 12300 1200 试拖管道 钻杆 孔口标高178.00m 集砂坑,深2.5m 竖井设计示意图竖井设计示意图( (图图 11)11) 根据穿越轴线旁某公司地勘钻孔结合地面调查资料推算，竖井 05.2m 为 砂卵石层，5.216.00m 为砂岩与泥质灰岩互层。竖井井口标高 178.00m，江水 位暂时按 177.00m 计算，需对砂卵石层进行隔离处理。同时需对井底下部定向 钻孔和试拖管道进行保护，防止冲击成孔过程中振动波对定向钻孔造成冲击塌 孔并损伤 813mm 试拖管道。 二、竖井结构 8 竖井结构如下： 07.2m：钻孔直径为 2000mm,冲击成孔直径为 2200mm，下入 2000mm 壁厚为 =10mm 长度为 l=7.2m 的园形钢护壁筒，嵌入基岩深度为 2.00m，主要目的是隔离砂卵石层地下水和防止砂卵石层塌入孔内造成钻孔失败。 7.212.3m：基岩段用冲击成孔，成孔直径 1800mm，裸孔冲击成孔，本 段基岩除裂隙较发育外，井壁较完整，不易塌孔。 12.313.5m：为定向钻钻孔段，同样用冲击成孔，成孔直径 1800mm， 裸孔冲击成孔，本段基岩除裂隙较发育外，井壁较完整，不易塌孔。 13.5m16.0m：设计为集砂坑，也直接进行冲击成孔，成孔直径 1800mm，裸孔冲击成孔，本段基岩除裂隙较发育外，井壁较完整，不易塌孔。 第三节第三节 竖井成孔及施救施工竖井成孔及施救施工 试拖管道尾端分动器断裂点距出土点水平长度 528.62m，竖井中心点离事 故点前端 3.00m，即距出土点 525.62m。冲击成孔开孔直径 2.20m，竖井深度 16.00m。经计算冲击成孔施工过程中每次循环施工过程中钻机锤头冲程仅为 1.001.50m，冲击锤头重量为 2.00t，冲击势能最大为 300kn.m,锤头下落时克 服钻孔泥浆下浮力后势能小于 258kn.m，在灰岩与砂岩中冲击传播破坏最大深 度为 0.5m，故本次竖井施工全段采用冲击成孔施工工艺，能够最大限度避免冲 击钻孔过程中对竖井底部定向钻孔和试拖管道的冲击损坏。 一、测量放线 结合导向孔控向参数，并利用出土端 100t 钻机连接钻杆下入信号探棒进行 地面探测，以及用全站仪进行地面控制测量，在地面上放出分动器断裂点投影 在地面上的坐标（西安坐标系统）： x=3307814.3379，y=35634639.596，z=177.631m。以此坐标为中心点沿穿越轴 线往出土点方向移 3m 即为竖井开挖中心点（o井） 。 为了确保竖井开挖下去在定向钻孔道正上方，则采用布置钻探孔的方法再 次对测量放线点进行校核、纠偏。以 o井为中心点沿垂直穿越轴线方向上布置 4 个钻探孔，钻探孔间距 0.3m，通过钻探的数据和岩心取样，最终确定钻孔的 正上方位置。 二、施工场地布置 详见图 13 施工场地平面布置图 9 8 3 40 50 12 施工场地平面布置图施工场地平面布置图( (图图 13)13) 三、冲击成孔开挖施工 1、冲击成孔原理及钻机的选择 冲击成孔是利用冲击钻机带动冲击钻头（冲锥）上、下往复冲击将孔中部 分岩土挤孔壁，泥浆循环护壁，从而防止孔壁垮塌，将大部分卵石及整体物体 通过冲击破碎成小颗粒悬浮于泥浆之中通过掏渣筒或泥浆泵循环出渣弃之孔外， 如此反复操作，即形成所要求的钻孔。 根据工程需要，设计竖井直径为 2.0m，则本工程选择采用一台 cz-22 冲击 钻机进行施工作业。 2、冲孔施工工艺流程 夯击埋置钢护筒安装钻机设置泥浆循环系统制备泥浆钻孔至终孔 捞渣或泥浆泵抽浆终孔检查。 3、开孔时，由于孔口为砂卵石层，结构松散，冲击过程中由于钻机自身重 量在冲击震动下，孔口四周极易垮塌，从而造成钻机倾斜，影响成孔。因此， 开孔前，应先跟管夯埋钢护筒，护壁筒深度宜嵌入基岩面以下 2.00m，钢护筒 厚度应在 10mm 以上，钢护筒直径应大于设计孔径 20cm 以上。因其本身的定位 作用，可使钻机定位（采用测量准确测量放孔位）准确，钻机找平垫稳后，经 质检员检查验收后，方可开钻；另开孔前还应检查冲击锤头顶部和提升钢丝绳 之间的转向装置是否灵活，防止产生梅花孔或偏孔。遇到上述情况时，应及时 回填相应硬度的片石至合适的位置进行二次或三次冲孔，如此反复操作方能纠 正回圆。 4、钻进过程中由于冲锤在冲击钻机带动下上下往复运动冲击地层的造浆作 用，开孔只需加入黄泥、清水，便能造浆。用小冲程冲击（注意检查冲锤中心 与钢护筒中心是否吻合，以确保桩孔垂直度，控制在不大于 1%以内，若不吻合 应及时调整冲锤中心使之吻合） 。在钻进卵石层时，由于冲击成孔具有自身造浆 功能，孔内粘土和卵石冲击成孔过程中形成细小颗粒悬浮于泥浆之中（泥浆的 10 比重约为 1.201.50t/m3） 。孔内泥浆液柱的重力作用平衡地层的侧压力，从而 起至保护孔壁的作用。 5、出渣：冲击破碎的卵石部分被挤入孔壁，一部分冲击破碎成小颗粒悬 浮于泥浆中，颗粒较大则沉在孔底。为避免沉渣重复破碎，降低冲锤冲击作用， 应及时采用专用掏渣筒出渣或用 3pnl 泥浆泵循环出渣，出渣次数视孔内具体情 况确定，通过及时出渣提高成孔速度。 6、钢护筒的跟进：设计桩径 2200mm，开孔时钻头宜大于跟进的钢护筒， 跟进钢护筒应嵌入至完整岩石 2 米，以防止下一步人员进入掉块石伤人、隔离 砂卵石和大部分砂卵石孔隙水的渗入。 7、终孔：在进入基岩后，应低锤冲击（冲程控制为 11.5m）或间断冲击， 遇到岩层倾角度大和不完整砂岩时，发现偏孔时应回填相应硬度的片石至偏孔 处上方 500mm1000mm 孔段，然后重新冲孔，如此反复操作及可达到纠偏目的， 最终形成设计所要求的孔眼。 8、泥浆的排放及收集 冲击成孔具有自身造浆功能，产生的泥浆一是将冲击成孔产生的岩屑、渣 土携带出井外，二是对孔壁产生侧压力，起到保护孔壁的作用。通过采用开挖 截水沟引流的方式将产生的泥浆引流到铺有防渗薄膜的泥浆坑（长 12m*宽 8m* 深 2m）内，待施工结束后泥浆沉淀净化完成后，再将面层清水抽入嘉陵江，剩 余渣土就地掩埋（泥浆就是黄土和水，渣土就是单纯的岩屑，不存在污染问题） 。 四、竖井完成后的清渣处理 竖井开挖完成后，需先对竖井内和定向钻孔道内进行清渣处理，以便下一 步抽水完全或抽水不完全时方便潜水人员进入井内进行施救处理。 1、首先采用捞砂筒对竖井内进行捞渣处理，直到捞砂筒打捞出来没有渣土 为止； 2、然后进行抽排水，将水抽至底部后人员进入对分动器一侧进行人工清渣， 将渣土清到放有捞砂筒的集砂坑内，然后利用卷扬机将装有渣土的捞砂筒提升 至地面弃渣； 3、竖井出土端一侧定向钻钻孔内的渣土采用出土端 100t 钻机带上扩孔器 推送的方法将渣土推入到放有捞砂筒的集砂坑内，最后利用扬机将装有渣土的 捞砂筒提升至地面弃渣； 4、若不能将竖井内水位抽排到定向钻孔底，则采用潜水员潜入孔内进行余 渣清理。 5、出渣采用卷扬机提升捞砂筒的办法进行出渣。 五、抽排水（泥浆） 11 嘉陵江水位 177m，竖井底部标高为 162m，则降水深度 sw=15m。影响半径取 r=50m，竖井直径 2m（半径 rw=1m） ，渗透系数取平均值 k=10。则由公式 q= 可得： )lg(lg366 . 0 * rr shkw 竖井开挖涌水量 q涌=131m3/h。 根据以上理论计算，施工时可向竖井内放入两台（一用一备，现场另外再 备用 2 台）排水量达 140m3/h 的抽沙泵进行抽降水处理。 六、切割进水口及注水 1、待竖井内水抽排至定向钻钻孔底部后，直接进入操作人员进行切割注水 口。 2、若竖井内水位不能抽排至定向钻孔孔底，则采取抽排置换完泥浆，孔内 为清水时，组织专业水下操作人员潜入竖井到达事故点位置，利用专用的水下 切割工具进行切割注水口。 3、注水口在拖头侧面进行切割，切割完成后从陆地上放入两根管子到达事 故头位置并将两根管子穿入注水口水口（一根高压注水，一根导气管：随着水 的注入，排出密封试拖管道内的空间） ，再用密封材料将插入管子后进水口其余 缝隙密封后开始注入清水使管道下沉。切割注水孔位置详见图 14 施救 u 型环 连接示意图。 注水量的计算（按全配重计算）： q注=r2l=3.14*（0.813/2）2*50=26m3 当注水完成后，操作人员再下井拔出注水管和导气管，然后将注水口进行 焊接封堵。 七、连接试拖管道 利用出土端 100t 钻机将带有耳环的钻头送到事故点位置，然后利用卷扬机 将一根 u 型环的插销（20 斤重）吊入竖井内，操作人员再下井将插销带到事故 点用其将钻杆与事故头 u 型环相连接，恢复到事故前连接状态。 钻杆 u型环 试拖管道 销孔连接头连接u型环 注水口 12 施救施救 u u 型环连接示意图（图型环连接示意图（图 1414） 八、回拖试拖管道 连接好试拖管道后，先利用出土端 100t 钻机将试拖管反向回拖 10-20m 解 卡，再采用入土端 400t 钻机正向回拖完成试拖工序，将试拖管从入土端拖出。 若仍无法正向回拖，则采用出土端 100t 钻机或滑轮组方式将试拖管道向出土端 拖出。 九、竖井及泥浆坑的恢复 施救成功后，利用卷扬机水平的将一块厚度 =10mm 直径为 1900mm 的圆 形钢板吊入竖井 7.2m 位置（即直径 1800mm 井口台阶处） ，辅盖在井口台阶处， 然后回填厚度约 2.00m 的粘土，竖井 05.2m 段则用河床砂卵石和基岩碎块回 填恢复河床地貌。主要目的是防止江水上涨后冲洪积砂卵石冲填开挖竖井造成 定向钻孔河砂堵塞，影响下步定向钻孔清孔、试拖和管道回拖。竖井回填详见 图 13。 1800 3000 5200 7200 12300 1200 试拖管道 钻杆 集砂坑,深2.5m 孔口标高178.00m 钢板井盖 回填粘土 回填砂卵石 施救完成后竖井回填示意图（图施救完成后竖井回填示意图（图 1515） 泥浆坑的恢复则需先待泥浆沉淀净化完成后，将面层清水抽排入嘉陵江中， 再用挖机将剩余的泥（渣）土就地掩埋恢复河床地貌。 第四节第四节 施工技术保证措施施工技术保证措施 一、抽排水（泥浆）技术措施 竖井地下水主要来自于三个方面：1、河床砂卵砾石地下水向竖井中形成集 水；2、竖井底部基岩地下水向竖井内集水；3、定向钻孔与河水串通后向竖井 底部渗水。 竖井施工时对砂卵石井段主要采用护壁井筒隔水，竖井底部基岩涌水量， 定向钻孔竖井底部向入土端有一条试拖管道堵塞孔道，竖井底部向出土端孔内 13 亦有泥浆充填（施工期间预先用砂袋将定向钻孔进行临时堵塞，防止大量地下 水通过定向钻孔涌入竖井内，连接 u 环和切割水眼后立即清除砂袋，保证孔道 畅通） 。 如抽排水不能满足将地下水位降至竖井底部或定向钻孔底部，则采用专用 抽沙泵将竖井内泥浆和砂砾抽出地表向泥浆坑内排放，用清水置换泥浆，保证 水下作业人员下潜进入事故头连接 u 型环和切割试拖管道水眼充水。抽排泥浆 的作用主要是为了保证竖井内为清水，水下操作人员下潜后可以看清事故头方 便施工作业，另外泥浆浮力大于水的浮力(泥浆浮力一般大于水的浮力 1.2 倍)， 不便于潜水员下潜施工作业。据水下施工作业公司介绍，他们的水下作业人员 下潜水深 30m 没有安全风险，故本次施工主要是将泥浆水置换成清水，不能将 水位降到定向钻孔底也可进入施工。 二、人员上下及机械设备、渣土提升措施 1、人员上下时地面井口必须设置安全围护拦杆和安全警戒，并有专人指挥 和警戒。 2、人员上下井采用挂钢爬梯上下和卷扬机起降相结合的方法。钢爬梯用 16mm 螺纹钢制作，宽度 80cm，梯步间距 50cm，爬梯高度 16m。爬梯搭接采用 弯钩搭接，必须搭接牢固，每次人员上下必须检查搭接质量。 针对意外情况发生下，爬钢梯速度相对较慢，则在人员爬钢梯上下竖井的同 时，卷扬机钢绳也随着一起上下，并且上下人员必须系好安全带（绳）并将其 系在卷扬机钢绳吊钩上，一遇到紧急情况卷扬机立即将井内作业人员提吊出竖 井。 3、操作人员上下井时，均需穿戴水下专用装备及防护用品，同时需系好安 全带，并将安全带系在卷扬机吊钩上。 4、操作人员上下井时，井口需安排一个专职人员随时关注井内情况，井下 人员如需出井或有什么安全隐患发生，井口专职人员立即指挥卷扬机迅速将井 下人员提升起来。 5、机械设备及渣土的起降均采用卷扬机吊降，并遵循一个原则，即下井的 时候设备物体先下，上井的时候操作人员先上。 三、通风措施 根据我公司若干条竖井施工经验，直径 1500mm 深度 16m 竖井底部一般均 有新鲜空气，能保证作业人员在竖井底部正常施工作业，洞内每人每分钟需要 新鲜空气量通常按 3m3/min 计算，本次施救施工期间备用一台送风量达 4080m3/min 的压风机保证正常施工作业需要，潜水员水下作业采用 3m3/min 空压机和配备氧气瓶作业，地面供气、供电和通讯采用防水输气管、防水输电 线路和特种通讯电缆供给。 14 四、通讯措施 竖井内人员施工作业时随班有作业人员进行喊话，保证通讯联络，潜水员 下潜作业时按潜水员安全管理规定有语音通讯和视频通讯和地面指挥人员正常 联络，随时保证通讯畅通，确保施工安全。 五、施工用电安全措施 现场施工用电采用两台 120kw 的柴油发电机发电（一用一备） 。 1、配电箱、开关箱：应使用 bd 型标准电箱，电箱内开关电器必须完整无 损，接线正确，电箱内应设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行 分级匹配。配电箱设总熔丝、分开关、零排地排齐全，动力和照明分别设置。 金属外壳电箱应作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。同 一移动开关箱严禁有 380 伏和 220 伏两种电压等级。 2、架空线：架空线必须设在专用电杆（水泥杆、木杆）上，严禁架设在树 或脚手架上，架空线应安装设横担和绝缘子。架空线应离地 4 米以上，机动车 道为 6 米以上。 3、接地接零：接地体采用角钢、圆钢或钢管，其截面不小于 48 平方毫米， 一组二根接地体之间间距不小于 2.5 米，入土深度不小于 2.5 米，接地电极应 符合规定，电杆转角杆、终端杆及总箱，分配电箱必须有重复接地。 4、用电管理：安装、维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必 须持有效上岗证，实行定期检查制度，并做好检查记录。 第五节第五节 施救施工工序施救施工工序 一、竖井施工完成后，从出土端送入带有穿销孔的钻杆到达竖井底部； 二、从竖井口抽排地下水，进行降水处理； 三、从竖井口下入施工人员进入定向钻孔（1200mm）到达事故头位置连接 u 型环，并切割试拖管进水孔，下沉管道； 四、从出土端利用 100t 钻机拖动 1020m 钻杆和试拖管道，解卡后，再利用 400t 钻机正拖试拖管道，若能拖动即从入土端正拖，若不能拖动，则从出土端 利用 100t 钻机+动滑轮组拖出试拖管道； 五、解卡完成后立即采用粘土和砂卵石回填竖井并恢复河床地貌。 第五章第五章 工期计划安排工期计划安排 本次施救工作时间涉及春节放假，必须在嘉陵江春季“桃花水”来临之前 完成本次施救工作，据了解嘉陵江春季“桃花水”大约在 4 月中下旬来临。 15 1、施工协调和手续办理时间：10 天； 2、钻进进场及安装：2 天； 3、冲击成孔每天 0.8m，共计约 16.00m，共计需天 20 天； 4、清渣、抽排水时间：4 天； 5、从出土端下放钻杆及连接事故头、钻眼充水时间：4 天； 6、解卡及抽送钻杆、拖出试拖管道时间：5 天； 7、回填竖井及恢复地貌：2 天； 前后共计时间：47 天。 本次施工计划从 2013 年 2 月 10 日开始竖井钻进施工作业，2013 年 3 月 20 日完成本次施救工作。 第六章第六章 施工部署及安全保证措施施工部署及安全保证措施 第一节第一节 施工组织机构施工组织机构 本次事故发生后，我司组织成立了应急施救领导小组，公司总经理范吉英 担任组长，总工程师赵德俭和项目经理岳龙任副组长，项目部其余所有成员为 组员。组织机构详见下表： 组织机构人员及其职责表组织机构人员及其职责表 姓名职务联系电话职责 范吉英 组长（公司总经理）全面负责施工现场管理工作 赵德俭 副组长（公司总工）协助组长开展工作，负责全面技术工作 岳龙 副组长兼安全员 （项目经理）协助组长开展工作，主要负责现场安全工 作 王宗波 施工队长（项目技 术负责）落实组长、副组长安排的工作并负责与草 街电站及北碚区水文站联系，随时掌握嘉 陵江水位变化情况 杨文杰司钻员负责测量放线及现场机械设备安装 杨文贤司钻员 井口专职人员，负责观察孔内操作情况及 指挥吊车 余志明资料员负责资料收集、整理 乔召宝兼职安全监督员负责现在安全检查、监督 16 汪洋协调员负责外围协调工作 施工期间预先和当地医院、消防部门建立通讯联络： 1、北碚区人民医院电话2、北碚区公安局3、北碚区消防队施工期间在入土端必须备用一台紧急救援车辆，司机处于全程待命状态，随 时应急救援。施工项目部备足应急救援临时用药和救身抢险器具。 第二节第二节 应急抢险材料设备应急抢险材料设备 应急材料设备表应急材料设备表 序号名称单位数量 1 400t 钻机台 1 2 100t 钻机台 1 3 1.1m3挖掘机台 1 4 冲击钻机（cz-22）台 1 5 泥浆泵（22kw/台）台 1 6 钢护筒（2000mm） m8 7 电焊机台 1 8 空压机台 2 9 爬梯套 1 10 出渣桶个 2 11 120kw 发电机台 2 12 应急车辆台 1 13 抽沙泵台 4 14 编织袋袋 10000 15 抽水水袋 m100 16 5t 卷扬机台 2 17 龙门架套 2 18 钢丝绳 m100 19 救生衣件 10 20 安全帽顶 30 21 潜水装备套 4 22 安全带套 4 17 第三节第三节 安全保证措施安全保证措施 一、施救期间防洪安全处理措施 1、安排专人随时观察洪水汛情变化情况和天气预报，并进行洪水位观测记 录。 2、与上游草街电站及北碚区水文站取得通讯联系，掌握电站开关闸规律和 时间。 3、针对洪水来临对人员、设备撤离进行应急演练。 施救完成后立即用粘土对竖井底部至少 2.00m 进行填实处理，上部方可用砂 卵石进行回填处理，防止洪水季节冲洪积砂卵石冲填至井内对定向钻孔造成冲 填泥砂，同时恢复嘉陵江河道地貌。 二、竖井钻机操作安全管理措施 1、竖井冲击成孔施工实行 24 小时连续操作，每班 8 小时工作制； 2、钻机操作和辅助工作制定严格的施工操作规程，按操作规程进行施工操 作； 3、设置安全警戒区和围护作业区，无关人员一律不得进入施工作业区； 4、施工作业期间制定用电管理规定和操作规程，严格按操作规程进行用电 操作，只有具有电工资格人员方可进行用电操作，防止触电事故发生； 5、泥浆排放和钻屑排放必须经过过滤处理方可排放，施工作业场地内必须 开挖泥浆过滤池； 6、对施工过程中产生油污和废物应进行及时清理和集中排放，减少对嘉陵 江江水的污染。 三、竖井底部潜水施工安全管理措施 若不能将水位抽排到定向钻钻孔底部，则需潜水人员潜入进行操作。 潜水单位必须持有有效施工资质证书，潜水员必须经培训合格，并持有合 格施工作业允可证书，潜水员下潜之前由施工作业班组长进行安全讲解和技术 交底，同时在地面对相关操作和技术动作要领进行演练，熟悉施工工序、技术 操作要领和安全操作规程。 （一） 、在下潜前,潜水人员着装必须正确、牢固,并注意以下几点： 1、对潜水空压机、潜水气管进行气密检查 、检查各个接头是否良好、有 无漏气现象； 2、按自己的身高选择潜水衣,潜水帽的大小应合适； 3、头盔 、鞋带、安全绳等绳索应按下潜人员的要求系牢； 4、潜水装备随时进行检查、空气要保持通畅； 5、机器 、头盔等处的螺丝松紧应适当,以保证气密为准； 18 （二） 、潜水作业过程中的注意事项: 1、随时注意检查和清理潜水气管与绳索是否绞缠。 2、遇到呼吸困难、头痛、头昏等感觉,必须停止作业,进行通风(换气),直 到症状消失为止。 3、如果软管被绞缠或压住无法解脱,在确信信号绳正常的情况下,经批准可 由预备潜水员下水进行解脱。 4、一般情况下沿入水绳上升,上升速度不应超过 6 8 米/分钟,软管、信 号绳应随下潜人员上升速度及时收紧,同时不应使软管受力过大。 5、在着轻潜装具潜水时,应沿入水绳下潜,严禁直接跳入水中,经气密检查 得到允许后方可下潜,下潜速度不应超过 510 米/分钟。一般情况下,排气阀 应处于打开位置。 6、不可超越个人资历的深度限制，计划潜程，执行所订潜水计划，严守潜 水表安全指引规程。 7、必须经常带备用急救用品及查询潜水地点的医疗设施。 8、应带备通讯器材(手提电话、对讲机、卫星电话等)，并备有作紧急求救 应急电话号码，与求救单位保持通讯联络。 9、严守潜水员的纪律及遵循当地法令。 10、在准备潜水和潜水时，了解并承担自身安全的责任。 四、竖井内施工作业安全管理措施 1、人员安排：孔内为有限空间作业，作业面狭窄，人员操作空间小，不宜 多人同时展开作业，每班进入孔内作业人数不得超过两人，共计安排洞内作业 人员 9 人，每班洞口卷扬机操机手 1 人，副绳操作手 2 人，安全管理人员全程 监控，同时畅通喊话，随时保持与孔底操作人员沟通。 2、作业时间安排：本次事故处理，按 24 小时作业进行安排，但考虑到孔 内有限空间作业人员施工劳动强度大，作业环境差，极易产生短期疲劳，每班 8 小时作业内共安排洞内作业人员 2 人，2 人组成一个小组，共计 2 个小组，每 次下井人员为 2 人，其中 1 人在地面交替轮班休息，采用轮班作业制度，每小 组洞内作业时间控制在 2 小时一个小班，每小组洞内作业时间为 2 小时，每小 组交替作业轮回到地面休息后再入洞内作业，保证每班内作业施工人员均有充 沛的体力。按此安排洞内施工人员共计需要 9 人。 3、洞内作业期间洞口安全管理人员必须随时与井下作业人员保持通讯联络 畅通，严格规定洞口作业人员不超过 15 分钟左右与井下作业人员通话一次，随 时掌握井下作业面、四周围岩动态变化情况及施工人员身体健康状况，一旦发 现身体有任何不适，及时升井按应急预案进行现场抢救（现备用临时急救药品） ， 情况出现危急应及时送当地医院进行抢救，并按应急救援程序上报上级有关部 19 门。洞内施工作业必须先进行安全交底工作，并作好交底记录，对井下作业人 员配备的各种救援器具进行安全演练，熟练掌握各种安全器具使用方法，必须 保证通讯、通风保证措施落实到位，并有备品备件随时可以处于应急救援良好 状态。 4、人员进出井安全措施 （1） 、制作一个钢爬梯供施作人员进出井； （2） 、安装一台卷扬机，卷扬机吊绳随人员同下同上，人员进出时腰部系 好安全绳或安全带，并将安全绳（带）牢固的系在卷扬机吊钩上，防止人员下 落和坠落，在紧急情况时可利用吊车迅速将井下操作人员提吊起来。 （3） 、井口专职人员随时观察井内情况，发现异常立即指挥卷扬机垂直提 升，将井内人员提升出地面。 （4） 、施作人员下井时必须穿戴水下作业专用防护用品。 （5） 、下井操作期间，每天进行安全讲话，提醒操作人员注意事项。 5、分动器 u 型环连接 （1）地面演练 施工人员在地面应进行 u 型环连接演练，熟悉每道施工工序，熟练掌握每 步施工的关键步骤，特别是 u 型环连接与切割水眼的水下操作步骤，争取将水 下作业缩短在最短时间内完成。 （2）第一次井底施工人员进入孔内事故头部位摸清事故状态，出地面后与 地面管理人员研究，制定详细的操作步骤和操作要领。 （3）选用有水下作业资质的单位和有相应资格证书的水下施工人员进入竖 井及定向钻孔道进行施作。 五、材料设备进出孔洞安全措施 1、材料设备进出竖井必须按“材料设备先下，人员后下；材料设备后出， 人员先出”的原则进行。 2、起吊材料设备时，井下不有人。 3、每次进出洞时必须对材料和工具进行详细清点、登记，防止材料设备 遗落洞内对下步拖管施工造成隐患。 4、起吊设备和被吊设备间必须连接牢固。 六、防止杂物掉落措施 杂物掉落主要来自三个方面，一是井口砂卵石滚落掉入；二是井口人为掉 落杂物入井；三是井内自身井壁塌落掉块。根据以上三方面因素特制定以下防 止杂物掉落措施： 1、砂卵石层采用钢护筒护壁，并且钢护筒需高出地面 0.5m，防止卵石滚 落。 20 2、井口安排一个专职人员进行监护，非工作人员不得靠近，并随时检查 井口杂物情况。 3、沿井口 1.0m 的距离设置安全护拦和围护。 4、施作人员下井时，需穿戴好水下操作专用装备的同时，还需穿戴好相 关劳动防护用品。 5、井口专职人员随时关注井内情况，若发现有井壁存在塌落情况，立即 指挥卷扬机提吊起井下操作人员，处理后在下井。 第四节第四节 危害识别及环境影响评价危害识别及环境影响评价 一、 危害及环境影响识别 项目部在施救前，项目组组织项目部及公司有经验的管理人员、工程师、 技师、有经验的操作工人对本次施救施工中的各种危害及环境影响进行识别， 通过竖井开挖施工中各种关键活动来识别潜在的事故危险。 本次施救施工的危害及环境影响识别不仅局限于项目施工作业过程的本身， 还应扩展到周边社会影响，以及施工所在地的地理、环境、气候等外在因素对 安全健康环境等方面的影响情况。 项目组每位员工都有责任参加本岗位及其相关岗位的危害及环境影响识别 活动，这样才能最大大限度地保证不漏掉可能的危害因素和环境影响。 二、危害及环境影响评价 危害及环境影响评价小组由组长、副组长、hse 工程师、工程师、技术员、 有经验的员工等组成。小组成员依据经验和各种相关资料进行差距分析，对危 害和影响列出清单，并进行评价。评价利用风险矩阵图，分析危害发生的频率 和后果，按顶端一路事件顺序进行排列，找出主要的危害。 三、危害及环境影响评价分类 危险度灾难严重轻度轻微 描述 人员重伤或死亡 经济损失万元以上 环境危害严重 人员疾病或轻伤 损失 50009999 元 有环境危害 人员健康有影响 损失 20004999 元 有环境影响 损失 2000 元 以内 四、易发性分级 频率级a 频繁b 经常c 时有d 极少 描 述每天有可能每周有可能每月有可能每年有可能 五、危险评估分类矩阵 21 e1 e1 e1e1 e1 e1e1 e1 e1 e2 e2 e2 e3 e3e3e3 危 险 度 频率级 dcba e1 项目部整体防范，项目领导、hse 监督员、机组长监控。 e2 作业队防范、队长监控。 e3 作业岗位防范。 六、本项目危害及环境影响评价结论 序 号突发性事故危害等级 可能性等级风险部位或风险原因分析风险等级 1 触电 a 操作电气设备、接触裸露的带电体一级 2 物体打击 a 高空坠物、交叉作业一级 3 车辆伤害 c 挖掘机等设备软土作业一级 4 火灾 a 带动火作业引起火灾一级 5 起重伤害 a 吊具缺陷、操作不当一级 6 灼伤 c 接触高温物体、违章操作一级 7 自然灾害 d 突然降温、暴雨、洪灾一级 8 环境污染 c 泥浆乱排放、施工油污、工业废液泄漏一级 第五节第五节 应急演练与记录应急演练与记录 一、安全应急演练 （1）报警 若施工过程中发生安全事故时迅速汇报至应急施救领导小组。 （2）报警内容包括 、报告人姓名； 22 、事故发生地点； 、事故发生时间； 、事故性质，是否有人员伤亡及伤亡人数，受伤部位； 、现场已对发生事故的抢救处理情况； 、需要进一步参与抢险的人员、材料、设备、工具、交通运输车辆。 （3）现场急救 在事故现场设备