顶管定向钻施工方案.pdf

中压燃气管道工程中压燃气管道工程 定向钻施工方案定向钻施工方案 编制 审核 批准 日期 目 录 1 工程概况 3 1 1穿越概述 3 2 定向钻施工技术 3 2 1 铺管技术 4 2 2 地锚坑及排浆池 4 2 3 钻机及被套设备就位 4 2 4 泥浆配制 4 2 5 导向孔施工 5 2 6 扩孔施工 5 2 7 管线回拖 5 2 8 设备撤场 6 2 9 地貌恢复 泥浆处理 6 2 10 施工中应注意的问题 6 3 主要机械设备及劳动力配备 6 3 1 劳动力配备 7 3 2 主要机械设备 7 4 质量保证措施 7 4 1 安全管理制度及办法 7 4 2 突发事故应 急处理措施 8 4 3 施工方案 工序安全处理过程 8 5 地下管道勘查报告 8 1 工程概况 本工程铺设燃气管道 需要穿越箱涵 根据设计要求 依据现场实 际情况 采用定向钻施工铺设穿越段燃气管道 长约36m 桩号 KO 000 K0 036 D315 长约53m 桩号 KO 764 KO 817 D315 长约53m 桩号 KO 993 K1 046 受燃气集团委托 本公 司拟采用ZT 25型钻机进行施工 将入钻口附近平整作为作业场地 占地4m 3m 穿越地质为硬质粘 土 为安全穿越地下箱涵以及不使路面冒浆 设计深度在4 5m 施工时 根据管线的埋深调整钻孔深度 为保证钻孔的稳定尽量减少在水平方向 弯曲 详见图纸 根据现场实地勘察 其穿越管线两侧主要为人行道 为了确保施工 管线与其它市政管线的安全间距 管线穿越时与市政管线的最小垂直间 距为1 0m 详见图纸 以上出入土点距离及设计埋深 出入土角度 因地质条件无法探 测 如有需要调整变化的 根据实际情况调整 2 定向钻施工技术 2 1 铺管技术 非开挖导向钻进铺设管线是在传统顶管法和不能定向的水平钻进铺 管法的基础上 引进现代的导向技术而发展起来的铺管技术 它利用地 面放置的铺管钻机 沿待铺管线的设计轨迹先钻成一个先导孔 然后将 导孔回扩 扩大至适合拟铺设管道的直径 根据经验 最终回扩直径按 公式D K1D 式中D 为适合拟铺设管道的钻孔直径 D为拟铺管外径 K1为经验系数 视现场实际情况而定 一般为1 5 2 2 地锚坑及排浆池 入土侧 出土侧泥浆坑尺寸均为3m 1m 1 5m 为保障入土角8 度 15度 地锚孔完成后 在地锚孔紧贴地锚打2个 50长1米的钢管 桩 钢管桩高出地面0 2米 以确保钻机能稳定施工 对于施工过程中产 生的泥浆 要及时运走 以免污染路面 2 3 钻机及配套设备就位 我公司技术人员经现场勘查 把出入土点选择在地下无其他障碍的 地段 以确保工作坑的开挖不受影响及施工完成后续工作能进行 确定 入土点后 待所有设备进入施工现场后 进行系统安装 按照空中不布 线的原则 所有电缆线 钻机配套设备 泥浆泵等 各种水管线避开 行车路线 放置在钻机之后 将钻机就位在穿越中心线位置上 钻机就 位调试完成后 进行系统连接 试运转 检查设备是否工作正常 2 4 泥浆配制 2 4 1 泥浆的混配 1 水源 配制泥浆用水应尽量保持低含砂量 可将水泵放置在 水位相对较深的位置 同时备足相应的水龙带 为预防砂石抽入搅拌水 罐内 现场设一水罐 搅拌罐内的用水必须经水罐调整为弱碱性 PH值 大约为8 后方可使用 2 加料 现场禁止采用割袋方式加料 宜在加料斗设钢丝网 严格控制编织袋线 塑料布 尼龙绳等进入泥浆马达 3 过滤 泥浆进入高压泥浆泵前设置过滤器和过滤网 每班清 洗过滤器 过滤网至少一次 并做好交接班记录 4 场地 因此地施工现场条件所限 在泥浆罐 高压泥浆泵四 周不能挖排水沟 所以在施工期间 应严格控制水源进水量 不得使泥 浆 泥水溢出污染路面 2 4 2按照地质构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案 在不同的 地质情况下选用不同的泥浆配方 该工程中1M3水加50Kg膨润土需加适 量大分子聚合物及一些多功能处理剂 增加泥浆的粘度 降低泥浆的失 水 使其性能控制在密度1 02 1 10g ml左右 粘度45 55s 失水 10mL 以利于更好的保护孔壁 提高泥浆在孔洞中的悬浮携带能力 2 4 3为了确保泥浆的性能 使膨润土有足够的水化时间 增加泥浆储 存罐和泥浆快速水化装置 在造斜段使用的泥浆中添加适量的润滑剂 降低孔壁的摩擦系数 防止钻具粘卡 2 4 4防止冒浆预案 1 由于拟辅管道通过市政道路 施工时可能会出现两边钻孔被泥 砂堵住导致泥浆不能从出入钻工作坑流出而压出路面 所以要密切注意 泥浆压力变化 正常情况下泥浆压力 2000KPa 当泥浆压力突然出现 增大的情况 立即停止钻进 回撤1 2米 保持旋转和正常泥浆流量 过5 10min后 缓慢前行至泥浆压力突增处 缓慢钻进 待泥浆压力下 降至 2000KPa时 正常钻进 当出现泥浆压力突然降低时 此时泥浆 已憋漏空洞 应快速钻进突破这个区域 到达下一个泥浆压力稳定的区 域 保持空洞中的返降速度 这样可以避免泥浆憋漏地层 但施工段大 多为砖石回填层 泥浆比较容易串出地面 这时只能在出浆处开挖一个 出浆口卸压 泥浆材料消耗总表 序号项目名称单位数量 1膨润土KG5000 2 5 导向孔施工 导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键 该穿越工程的钻具组合 是 导向钻头 无磁钻铤 钻杆 控向系统采用美国DCI公司生产的月蚀定 向系统 导向轨迹的设计应尽量少穿回填层 即应大角度出入钻 但弯 曲曲率半径应结合所拟辅设的 315mm燃气管的性能指标及钻杆的受弯 性能 因此导向轨迹的最小曲率半径设定为80m 2 6 扩孔施工 2 6 1本工程拟采用直径 480mm扩头扩孔 扩孔施工中 如果遇到砖石 含量太大 可能难以成孔 可以加注足够浓度的泥浆使小粒石悬浮 2 6 2根据地质情况合理确定扩孔器直径 边扩孔边打入泥浆 视旋转 压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别 保证泥浆的压力和流速 从而提高 携带能力 减少卡钻 2 7 管线回拖 回拖是定向穿越的最后一步 也是最为关键的一步 回拖采用的钻具组 合为 钻杆 扩头 旋转分动器 U形环 铁制管头 穿越管线 管线回拖前 用热熔法将PE管无缝连接并要求确保拖头焊接处密封 并把两根示踪线 敷设在管道上 为保证示踪线的完好无损 可以将示踪线先加上套管 然后再敷设在管道上 2 7 1回拖前 回拖管入洞前 的准备 钻具连接可靠 有效 泥浆喷 嘴及回拖旋转接头工作正常 在待回拖管下 每间隔5m摆放1个拖管 架 以防止在回拖中擦伤管道外壁 扩孔器旋转和回拖速度应均匀 回 拖速度 3 0m min 2 7 2管道回拖时应注意下列要求 1 全部连接完后应送泥浆冲洗 检查各泥浆喷嘴是否正常 合格 后进行回拖施工 2 管道回拖施工应连续进行 除发生不可抗拒的原因外 严禁在 施工中无故停拖 在回拖时进行连续作业 避免因停工造成阻力增大 3 回拖过程中 要认真观察泥浆运行情况 在软地层时候适当降低 泥浆的粘度 保证其流动性 在岩石层时泥浆粘度 80s 同时添加润 滑剂 动用泥浆制浆系统 泥浆循环处理系统和利用泥浆回收坑和泥浆 处理坑尽力分离 除砂泥浆 回收泥浆残物 尽量减少环境污染 并配 有清运泥浆的专用设备 保证施工现场的清洁卫生 做到文明施工 4 回拖作业时 为防止拖管时因钻机故障影响拖管 在拖管前 钻 机要进行全面检查 回拖时 我公司将派遣专业人员在现场 以便随时 处理钻机故障 2 8 设备撤场 所有作业完成后 系统拆除连接 设备撤场 按照钻机 泥浆系统 动 力系统 机具钢板排等顺序依次撤离施工现场 2 9 地貌恢复 泥浆处理 定向钻穿越施工前 将开挖工作坑的泥土 清理出现场或用土布垫好并 覆盖防止雨水浸泡使泥浆四溢 污染路面 施工完成后 及时清除地上 的杂物 用单斗及人工回填开挖的沟 渠等 分层压实 待后续施工把 地面恢复原貌 2 10 施工中应注意的问题 1 钻进过程中应定时检测泥浆浓度 做好护壁措施 避免孔壁坍 塌 2 施工中应随时检查回渣情况 对钻进土层进行判别 并以此作为 依据 控制钻进压力 3 考虑到不均匀介质中钻进所引起的钻头偏离轨道 钻杆变形等因 素 严格控制钻进方向 钻进过程中应根据导向系统及时修正钻进方 向 避免产生较大误差 水平方向偏差不能大于0 3米 4 因施工地段车流量大 安全至关重要 我公司将准备一批护栏 反光路障桩 警示灯 警示带等 施工场地进行封闭式施工 保证施工 安全顺利进行 3 主要机械设备及劳动力配备 3 1 劳动力配备 根据工程具体情况及以往的施工经验 设置如下岗位并配备相关人员 1 项目负责人1人主管本工程一切活动 2 专职安全员1人 负责本工程现场的一切安全文 明施工事宜 3 钻机机长1人负责机械设备操作 维护 4 导航员1人负责勘查管线及导航定位 5 钻工4人加接钻具等 3 2 主要机械设备 3 2 1 ZT 25型号导向铺管钻机 参数 型号 最大回拉力 kN 最大给进力 kN 扭矩 N m 转速 r min ZT 252502501500 245 3 2 2 导向测量仪 ECLIPSE型导向探测仪 美国 可测深度 位置 仰角 工具面向角 等多个参数 3 2 3钻具若干 参数 钻杆直径 mm 钻杆长度 m 导孔钻头直径 mm 反扩钻头直径 mm 指标733 079160 480 3 2 4水准仪一台 运输车一辆 抽泥浆车一辆 围蔽护栏及其他警示 设备若干 4 质量保证措施 4 1 安全管理制度及办法 4 1 1在施工中认真贯彻执行 安全第一 预防为主 的方针和坚持管 生产必须管安全的原则 4 1 2开展经常性的安全教育 上岗前对施工进行安全技术 操作规 程 交通安全规则教育 提高全员的安全生产意识 4 1 3施工现场应做到布局合理 机械设备安设稳固 材料堆放整齐 用电设施安装符合安全规定 场地平整 为安全生产创造良好的环境 4 1 4施工现场和交通要道设立醒目的安全警示标志 4 2 突发事故应急处理措施 4 2 1当在钻进过程中遇到障碍物时 如果在导向钻进过程中遇到的障碍物可破碎时可以用工具管机头的搅刀 破碎来去除障碍物 4 2 2在导向钻进过程中压力突然增大 首先要分析原因是以下几种情况引起的 工具管前段遇到障碍物 管道 轴线偏差形成弯曲 减阻介质注入不及时或不足 钻机推进系统发生障 碍 停钻时间过久卡杆等几种情况引起的 防止措施 导向钻进过程中严格执行勤测量 勤纠偏 小量纠偏操作要 求 按不同的地质条件配置适宜的泥浆 并做到 同次 及时 足 量 施工前对设备进行认真的验收保养 发生故障及时排除 4 3 重要施工方案和特殊施工工序的安全过程控制 4 3 1非开挖工程施工前应做好前期准备工作 进行全面安排 正确选 用施工方法 编制实施细则 施工前应详细做好调查并掌握地质 水文 资料 做好施工中的临时防护工作 4 3 2通过探测及和有关部门联系协作 摸清原有地下管线 防止施工 中对其造成破坏 4 3 3非开挖工程采用新技术 新工艺 新机具和新的施工方法时 应 制定相应的安全技术措施 4 3 4施工现场设立安全标志 工作坑周围设围栏 危险地区必须悬 挂 危险 等标志 夜间设红灯示警 4 3 5加强安全管理 项目负责人时刻注意检查电 机械 交通等安 全 不放过任何安全隐患 4 3 6在施工的过程中 加强对周围的观测 及时发现问题 及时报 告 及时进行处理 4 3 7工程竣工后 认真清理沿线杂物 拆除临建 恢复原有地貌 5 地下管道勘察报告 定向钻穿越施工时需避开原有地下市政管线 为保证施工安全 确 保原有市政管线的正常使用 设备进场前 对穿越路径上的管道及相关 路面设施进行详细查探 制定相关的施工方案和安全保障措施 勘查地下管线情况如下 1 穿越新玉路施工区域 图一 在新玉路北侧人行道上 有