大型水平定向钻穿越施工组织设计

*穿越工程 施工组织设计 * * *二二期期管管网网 * * * * * * * *工工程程 * * * * * * * * * *定定向向钻钻穿穿越越工工程程 施工组织设计施工组织设计 编制： 审核： 批准： 限* *定向钻穿越项目部 年 月 日 *穿越工程 施工组织设计 目目 录录 施工组织设计摘要施工组织设计摘要 .4 4 第一章第一章 工程概况工程概况 .6 6 1 编制依据6 2 工程概况7 第二章第二章 施工部署施工部署 .1111 1 项目组织机构图11 2 项目部主要领导岗位及部门责任11 3 施工任务划分13 4 施工人员14 5 施工暂设14 6 通讯保障15 第三章第三章 工程施工方案工程施工方案 .1616 1 管线定向钻穿越施工方案16 2 施工作业带清理43 3 防腐管运输43 4 布管44 5 管道组对45 6 焊接和外观检查46 7 防腐补口、补伤49 8 管道清管、测径52 9 管道试压54 10 下沟55 11 三桩埋设56 12 阴极保护工程56 13 地貌恢复57 第四章第四章 施工准备施工准备工工作作 .5858 1 施工准备时间58 2 施工技术准备58 3 物资准备58 4 施工人员、设备准备59 5 施工现场60 6 管理文件及资料61 7 施工准备工作计划61 第五章第五章 施工总进度计划施工总进度计划 .6363 1 项目施工进度计划编制方法63 2 项目施工进度计划编制原则63 *穿越工程 施工组织设计 3 工程总工期施工计划63 4 项目详细的工作进度计划64 第六章第六章 各项资源需要量计划各项资源需要量计划 .6565 1 施工队工种构成表65 2 施工设备65 第七章第七章 质量保证体系、措施和质量保证体系、措施和 HSEHSE 管理体系及措施管理体系及措施 .6565 1 质量保证体系65 2 HSE 管理措施80 第八章第八章 工期保证措施工期保证措施 .103103 1 计划控制103 2 合同控制104 3 现场控制105 4 施工调度控制105 第九章第九章 雨季汛期、台风施工措施雨季汛期、台风施工措施 .105105 1 雨季汛期、台风施工措施105 2 雨季焊接作业106 3 雨季防腐作业107 4 施工用料的保管107 第十章第十章 材料、设备的接、保、检、运措施材料、设备的接、保、检、运措施 .107107 1 工作接口107 2 业主提供材料、设备的接、保、检、运措施107 3 自购材料管理109 4 现场管理110 第十一章第十一章 降低成本措施降低成本措施 .110110 1 实行目标成本控制110 2 实行目标成本管理责任制度110 3 认真落实考核奖惩制度111 第十二章第十二章 信息及文控管理措施信息及文控管理措施 .112112 1 信息管理112 2 文件资料的管理113 3 竣工资料114 *穿越工程 施工组织设计 施工组织设计摘要施工组织设计摘要 施工组织设计第一章为工程概况。根据招标文件以及设计要求列出本合同项施 工组织设计的依据共有 41 条。工程概况包括工程名称、建设规模、建设地点、工程 特点、开竣工日期、自然条件、地质条件、主要工程量、主要设备等。 第二章为施工部署。明确施工管理机构，建立统一的工程施工指挥体系，成立 以工程部副经理*为项目经理的定向钻穿越施工项目部，下设工程技术部、施工管 理部、QHSE 部、经营管理部、综合管理部。确定综合的或专业的施工机组，进行任 务划分，计划安排三个施工作业机组，一个是定向钻穿越机组，负责定向钻穿越施 工，一个是焊接机组，负责组焊等工作。一个是综合作业机组负责扫线、作业带清 理、运布管、试压、电火花检漏、补口、补伤、阴极保护、套管施工、设备进进场 等工作。 第三章为工程施工方案。针对该工程的具体特点，编制了施工技术方案。 第四章为施工准备工作。包括技术准备、物资准备、施工人员及设备机具准备、 现场准备、管理文件及资料准备及临时用地明细表。 第五章为施工总进度计划。根据施工部署和施工方案，合理确定总施工工期和 关键工序施工工期，采用 P3 软件编制施工进度计划。 第六章为各项资源需要量计划。包括劳动力需要计划；主要材料、设备、材料 需要计划；主要施工机具进场计划；主要施工机械一览表。 第七章为质量保证体系、措施和 HSE 管理体系及措施。在质量保证措施中阐明 了我*的质量方针、质量目标。成立质量控制机构、明确质量责任、质量检测及控 制程序、质量体系要素、质量监督检查、加强现场文明施工控制以及创国家优质工 程措施。在 HSE 管理措施中明确我*对 HSE 的承诺，HSE 方针、目标，管理机构、 HSE 责任，施工人员健康保证措施，主要工种及重点工程施工安全措施，环境保护措 施，水土保持措施。 第八章为工期保证措施。包括计划控制、合同控制、现场控制、施工进度控制。 第九章为雨季汛期、台风施工措施。包括针对雨季汛期、台风施工时钻机场地、 管线场地的平整、排水，焊接的防雨措施，施工用料的保管等一系列的措施。 第十章为材料、设备的接、保、检、运措施。编制了穿越施工材料、设备接、 *穿越工程 施工组织设计 保、检、运措施以及管线施工材料、设备接、保、检、运措施。 第十一章为降低成本措施。采用先进的施工工艺降低成本，制定节约三大材的 措施。 第十二章为信息及文控管理措施。确保各方面信息畅通。对所有外来文件以及 内部文件进行科学管理，统一发放，规范管理。 *穿越工程 施工组织设计 第一章第一章 工程概况工程概况 1 编制依据 1.1 *二期工程*定向钻穿越施工图纸。 1.2 输气管道工程设计规范GB50251-2003 1.3 油气输送管道穿越工程设计规范GB50423-2007 1.4 石油天然气防火设计规范GB50183-2004 1.5 输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范SY/T0450-2004 1.6 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 1.7 管道干线标记设置技术规定SY/T6064-94 1.8 碳钢药皮电弧焊焊条AWS.A5.1 1.9 低合金钢药皮电弧焊焊条AWS.A5.5 1.10 碳钢药芯电弧焊焊丝AWS.A5.20 1.11 低合金钢药芯电弧焊焊丝AWS.A5.29 1.12 管道下向焊接工艺规程SY/T4071-93 1.13 石油地面工程设计文件编制规程SY0009-2004 1.14 石油天然气工程制图标准SY/T0003-2003 1.15 油气长输管道工程施工及验收规范GB50369-2014 1.16 油气输送管道穿越工程施工规范GB50424-2007 1.17 输油输气管道线路工程施工及验收规范SY0401-1998 1.18 石油和天然气管道穿越工程施工及验收规范SY/T4079-1995 1.19 石油天然气金属管道焊接工艺评定SY/T0452-2012 1.20 油气输送用钢制弯管SY/T5257-2004 1.21 长输管道线路敷设流水作业施工工艺SY/T4062-1993 1.22 钢制管道焊接及验收SY/T4103-2006 1.23 石油天然气钢制管道无损检测SY/T4109-2013 *穿越工程 施工组织设计 1.24 埋地钢质管道阴极保护技术规范GB/T21448-2008 1.25 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法GB/T21248-2008 1.26 钢质管道外腐蚀控制规范GB/21447-2008 1.27 阴极保护管道的电绝缘标准SY/T0086-2003 1.28 埋地钢质管道外壁有机防腐层技术规范SY/T0061-2004 1.29 钢管防腐层厚度的无损测量方法SY/T0066-1999 1.30 长输管道阴极保护工程施工及验收规范SYJ4006 1.31 管道防腐层检漏试验方法标准SY/T0063-1999 1.32 管道防腐层补口绝缘密封性试验方法标准SY/T0074-1993 1.33 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准SY/T0413-2002 1.34 涂装前钢材表面预处理规范SY/T0407-2012 1.35 石油天然气建设工程施工质量验收规范 输油输气管道线路工程SY 4208- 2008 1.36 石油天然气建设工程施工质量验收规范 管道穿跨越工程SY 4207-2007 1.37 管道防腐层检漏试验方法标准SY/T0063-1999 1.38 施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005 1.39 中海石油气电集团天然气管网及 LNG 接收站数字化标准体系 1.40 1：500，1：1000，1：2000 地形图数字化规范GB/T17160-2008 1.41 天然气管道试运投产规范SY/T6233-2002 1.42 其它相关规范 2 工程概况 2.12.1 工程名称、建设规模、建设地点、工程特点工程名称、建设规模、建设地点、工程特点 *穿越位于*之间，管道采用定向钻方式穿越*上的鱼塘至 *北端，然后以*北端为本工程定向钻入土点，采用定向钻方式，向北 穿越*，进入*经济开发区境内，在*岛南尾出土。管线穿越两 岸桩号为*之间。定向钻穿越管道直径为*mm，材质为 L485 LSAW 钢管 （加强级 3 层 PE 防腐） ，定向钻穿越入土点到出土点水平长度 m，管道实 m。根据地 *穿越工程 施工组织设计 质勘探报告分析，穿越断面地层岩性主要为粉砂和淤泥。 2.22.2 工程地质情况工程地质情况 素填土：灰黄色、杂色，松散，湿。为人工堆填而成。成分以粘性土为主，含少 量碎石。本层主要分布于本线路起始段及鱼塘田埂上。 砂夹淤泥淤泥夹砂层，本层为本场地主要土层，厚度大。根据其颗粒组成及力学 强度不同细分为以下4个亚层： -1中砂(夹淤泥)：浅灰黄色，松散，饱和。成分以石英质中砂为主，不均匀含有 少量淤泥。本层主要分布于河道地段，为新近冲积堆积。 -2淤泥夹砂：深灰色，流塑，饱和。富含腐殖质，具粘性。切面粗糙，稍有光泽， 干强度低，韧性低，摇震反应中等。部分地段为粉砂夹淤泥，但总体仍以淤泥为主。 本层在整个场地均有分布。 -3粉砂夹淤泥：深灰色，松散，饱和。成分以石英砂为主，不均匀夹有大量淤泥， 粘性土含量约占30%。本层在整个场地均有分布，为本次穿越段主要土体，分布范围 广，分布厚度大。在CK2、CK3中部，本层所夹淤泥层较厚，其分布深度为 18.222.8m，该层编号为-3夹。 -4中砂(含砾)：灰色，中密，饱和。成分以石英质中砂为主，含砾约20%，含粘性 土约10%。本层仅在CK24孔有分布。 淤泥质土夹砂：深灰，流塑，饱和。含腐殖质,略具臭味.粘性强，捻面光滑，有 光泽，干强度及韧性为中等，摇震反应慢。堆积年代较久远，固结较好，部分已相 变为淤积粉质粘土。本层在大部分孔段均有分布，埋深较大。 中砂：灰黄色，中密，饱和。冲积成因，成分以石英质中砂为主，含粘性土约 10%。 强风化花岗岩：灰黄,稍硬。为花岗岩强风化产物,原岩结构清晰,岩芯呈碎块状, 手折可断。本层仅Ck24孔有见。 中风化花岗岩：灰白,坚硬。花岗结构,块状构造。为坚硬岩,岩体较完整,岩体基 本质量等级为 II 级。岩芯呈短柱状。本层仅 CK24 孔有见。 2.3 主要工程量主要工程量 名称名称规格规格 mmmm管材管材起止桩号起止桩号 穿越长度穿越长度 *穿越工程 施工组织设计 2.4 主要设备一览表主要设备一览表 序 号 名称规格型号数量 生产 厂家 出厂 日期 自编号 一穿越设备 1 定向钻机 * 1 台 * 2011 年 2 定向钻机 * 1 台 * 2012 年 3 旋转接头 * 1 个 * 2009 年 4 无磁钻铤 7” 2 根山西风雷 2008 5 泥浆马达 5LZ172 2 根 *2012 6 分流器 5.56*2012 7 加厚钻杆 5.53000m 上海宝钢2012 年 8 钻杆* 8 5 1000m 上海宝钢2010 年 9 扩孔器 400、600、 750、900、 1050、1120 1050、1200 2 套 * 2011 年 10 导向系统 DX- 2 套 * 2006 年 11 磁靶定位系统 CB- 2 套 * 2011 年 12 泥浆泵 MP-2500 2 套 * 2008 年 13 泥浆泵 MP-1000 2 套 * 2008 年 14 泥浆罐 MMP-20 2 个 * 2006 年 15 泥浆罐 MMP-20 2 个 * 2006 年 16 泥浆处理器 ZX-200 2 台 * 2010 年 17 推管机 *-* 1 台 * 2010 年 19 牙轮钻头4 个天津立林 2014 二工程车辆 1 吊车 XZJ5162JQZ16 1 台徐州工程2008 年 2 半挂豪沃1 台中国重汽2010 年 3 工程指挥车越野车1 辆一汽丰田2004 年 4 客货两用车福田1 台北京福田2007 年 三工程机械 1 日立挖掘机 ZX-200 1 台合肥日立2008 年 2 日立挖掘机 ZX-200 1 台合肥日立2010 年 四焊接及辅助设备 1 发电机 120kw 1 台上海2009 年 2 发电机 120kw 1 台上海2010 年 3 沉箱3*2*1.5 米1 个 * 2008 年 4 半自动送丝机 XG-90 LN 1 台四川熊谷 2014 起点里程起点里程 km+mkm+m 终点里程终点里程 km+mkm+m 水平长度水平长度 m m 实际长度实际长度 m m * 穿越 *15 .9 L485 LSAW *K0+000K2+388.6* * *穿越工程 施工组织设计 5 半自动送丝机 XG-90 LN 1 台四川熊谷 2014 6 半自动送丝机 XG-90 LN 1 台四川熊谷 2014 7 半自动送丝机 XG-90 LN 1 台四川熊谷 2014 8 熊谷焊机 MPS-500 1 台四川熊谷 2014 9 熊谷焊机 MPS-500 1 台四川熊谷 2014 10 外对口器 813 1 台 自制 2008 11 环形切割坡口 机 HP-813，电动1 台 管道机械厂 2006 12 环形加热器混合燃气式1 台 自制 2010 13 焊条烘干箱 ZYH-60 1 台 青岛 2006 14 温湿度仪WHM5 型1 个 上海 2010 15 风速仪 GM8908 1 个 上海 2014 五 防腐设备 1 红外线测温仪 MT4U1 上海 2006 2 锚纹测深仪1 个 哈尔滨 2008 3 焊接检验尺1 个 上海 2014 4 管形拉力计 300N（配手虎钳） 1 台上海 2010 5 电火花检漏仪 DJ-6B （0.2kv6kv 5kv30kv） 1 台上海 2010 6 电动试压泵 SY350 1 台 郑州 2006 7 喷砂设备1 套 8 预热设备2 套 六 试压及清管通球设备 1 空压机组 LG-2.3/1.3 1 台 浙江 2010 2 三柱高压注水 泵 3DYQ1000/25 型1 台 四川 2006 3 压力天平 DW15 1 套 上海 2010 4 压力图表记录 仪 XJGA-4200，1 台 上海 2008 5 温度记录议XJGA-4200 双笔1 台 上海 2006 6 流量计FME 系列1 台 苏州 2006 7 收、发球筒1 套自制 2010 *穿越工程 施工组织设计 8 机械清管器 * 1 个自制 2012 9 泡沫清管器 * 8 个自制 2012 七测量检测设备 1 经纬仪经 型1 台北京2002 年 2 全站仪 OTS232X 1 台江苏2010 年 3 泥浆粘度计JND-1006 型1 台河北沧州2007 年 4 泥浆比重计 ANB-1 1 台上海2005 年 5 马氏漏斗2 台上海2005 年 第二章第二章 施工部署施工部署 1 项目组织机构图 2 项目部主要领导岗位及部门责任 2.1 项目经理 2.1.1 全面负责组织工程的实施，对工程的质量、进度和 HSE 负领导责任。 2.1.2 组织编制项目施工实施计划，确保按期完工。 2.1.3 组织对全体施工人员进行质量及 HSE 培训。 2.1.4 组织制定项目经济责任制及其它制度，并确保其实施。 施工管理部 综合管理部工程技术部经营管理部 QHSE 部 项目经理: 技术负责人： 定向钻穿越 机组 综合作业 机组 焊接作业 机组 *穿越工程 施工组织设计 2.1.5 组织调动各施工单位的人员、设备，解决施工中的重大问题。 2.1.6 组织协调与业主、监理、地方及其它施工单位的关系。 2.2 技术负责人 2.2.1 对技术、质量进行专业管理。 2.2.2 参与项目重大问题的讨论与决策。 2.2.3 组织对施工人员进行技术和质量培训。 2.2.4 组织编制项目施工实施计划、质量管理计划，制定各专业管理制度，并组织实 施、检查和调整。 2.2.5 组织处理解决现场技术、质量问题。 2.2.6 组织项目技术、质量检查。 2.2.7 组织整理、编制各项竣工资料，参与组织竣工验交。 2.3 施工管理部 2.3.1 参与组织有关施工准备工作，包括：组织设备维修，组织营地建设和人员、设 备调迁。 2.3.2 办理各种施工许可证。 2.3.3 组织协调施工，合理调配施工力量，解决现场施工问题。 2.3.4 采用 P3 项目管理软件对整个项目的进度进行控制。 2.3.5 编写施工计划，搞好计划管理，使工程按预定进度计划实施，防止工程拖延。 2.3.6 处理对外征地协调事宜，搞好与业主、监理及地方政府的关系。 2.4 工程技术部 2.4.1 组织内部图纸会审和技术交底，编制施工组织设计和施工技术措施。 2.4.2 办理设计变更，处理现场技术问题，参与质量、安全事故的分析与处理。 2.4.3 检查、监督所属施工单位的原始技术资料填写及现场签证情况。 2.4.4 组织工程检查、验交，参与组织保投产工作，整理、汇编竣工资料。 2.5 QHSE 部 2.5.1 编写项目质量手册、质量计划和质量程序文件，确定项目质量方针、组织结构、 管理职责、合同评审等全部质量体系要素的控制原则。 2.5.2 对整个施工过程进行质量控制，定时对各营地、各机组进行质量体系审核； 建立健全严格的质量奖惩制度。 2.5.3 参与组织对施工人员进行的质量培训，定期组织各机组召开质量会议，解决施 *穿越工程 施工组织设计 工中出现的有关质量问题。 2.5.4 收集质量信息，为解决施工中的质量问题、提高工程施工质量提供可靠保障。 2.6.5 建立 HSE 管理网络，编写有针对性且实用的项目 HSE 体系文件。 2.5.6 全面负责整个项目的 HSE 培训、审核和监督检查。 2.5.7 制订并实施工程应急反应计划，对项目交通安全进行严格管理。 2.5.8 针对沿线的生态环境及文物古迹特点，编写环境评估报告，并提出相应的风险 削减措施。 2.5.9 组织编制项目 HSE 管理计划及保证措施，制定专业管理制度，并组织实施、检 查和调整。 2.6 经营管理部 2.6.1 制订项目经济责任制，并负责具体实施。 2.6.2 负责工程的预决算编制及管理，负责项目签证、索赔工作。 2.6.3 负责整个项目费用的控制。 2.6.4 按*劳动工资管理规定进行日常劳资管理，并做好人员培训和资质管理。 2.6.5 负责合同的起草、签订及管理工作。 2.6.6 编制项目物资管理计划，并负责具体实施。 2.6.7 制定项目目标成本控制计划，并负责具体实施。 2.6.8 组织经济活动分析，并提出改进措施。 2.7 综合管理部 2.7.1 负责整个项目部的文件控制和信息管理工作。 2.7.2 组织安排项目部各种会议。 2.7.3 负责项目部的党、政、工、团及宣传报道工作。 2.7.4 负责竣工资料中声像资料的整理与归档。 2.7.5 负责项目部机关的后勤管理工作。 3 施工任务划分 根据自然环境因素及我*的施工能力，确定成立 3 个施工机组，即 1 个焊接作 业机组、1 个定向钻穿越机组及 1 个综合作业机组进行施工。焊接作业机组负责穿越 管段焊接及连头；定向钻穿越机组负责定向钻穿越施工；综合作业机组负责扫线、 布管、试压、补口、补伤、设备进场。具体任务如下： *穿越工程 施工组织设计 序 号单 位人 数施 工 主 要 任 务 1 项 目 部 8 总体协调，管理施工，对工程质量、安全、进 度、环保等负全面责任，负责对业主、监理及地 方政府等部门的联系工作。 2 焊接作业机组 15 负责组焊、焊口返修等工作。 3 定向钻穿越机组 35 定向钻穿越施工。 4 综合作业机组 23 负责扫线、作业带清理、运布管、试压、电火花 检漏、补口、补伤、阴极保护、套管施工、设备 进出场等工作。 4 施工人员 各机组人员组成如下： 序号单 位 名 称人数工 种 1 焊接作业机组 15 技术质量1人、HSE1人、电焊工6人、火焊工1人、管工1人、 电工1人、吊车操作手1人、普工2人、司机1人。 2 定向钻穿越机组 35 司钻2人、控向2人（兼管技术、质量及HSE） 、司泵2人、火 焊工1人、起重2人、电工2人、挖掘机操作手1人、普工20 人、吊车司机2人、司机1人。 3 综合作业机组 23 技术质量及HSE1人、火焊工1人、喷砂工2人、防腐工2人、 测量工2人、吊车司机1人、司机4人、推土机操作手1人、电 工1人、修理工2人、普工6人。 4 合 计 73 5 施工暂设 5.1 施工暂设设置的一般要求： 5.1.1 施工营地以就近选择为原则，各施工队可以就近租用现有的招待所，少量增建 临时砖房作为食堂、库房。 5.1.2 施工项目部配装电话，施工现场的关键人员配备移动电话，保证通讯畅通。 5.1.3 尽可能依托当地的现有设施，达到环保、省时、省力、节约、保证施工生产 及后勤保障之目的。 5.1.4 各营地备有一定数量的房间及办公设施。 5.2 施工暂设的设置方式为：根据实际情况可以租赁或临时搭建。 5.3 施工暂设内容 项目部驻地、施工驻地、停车(设备)场、消防设施、配电箱、应急发电设备。 *穿越工程 施工组织设计 5.3.1 项目部驻地 按照 HSE 管理体系的相关要求，驻地选择应考虑到与施工现场、外界联系方便， 交通方便等因素，其包括：办公室、会议室、宿舍、厨房、餐厅、洗手间；项目部 办公采取现代化办公的形式，办公室的设施包括：微机(能接发电子邮件)、传真机、 电话、复印机等。项目部按照 8 人考虑施工暂设，其中四人间宿舍两个，办公室、 会议室、洗手间各一个。 5.3.2 职工驻地 按照 HSE 管理体系的相关要求，本着经济、适用的原则，能租赁的就不搭建， 施工驻地设宿舍、厨房、餐厅、公共浴池、洗手间等。还要和当地医院联系好，职 工生病或遇到紧急情况时能得到及时救治。后勤设专人负责管理食堂，食堂卫生、 整洁。施工驻地的选择应考虑离施工现场的距离，同时考虑职工的休息环境，要进 行一定的装修。 5.3.3 仓库 应满足施工的需要，包括大小、安全性、对所储物资性能的保护情况等，仓库 设置在施工驻地附近，便于施工物资的统一调度。 5.3.4 停车(设备)场 位置应考虑车辆的进出方便，同时场地要满足使用需要，不仅场地面积合适， 而且要平整。 5.3.5 配电箱、应急发电设备、生活用储水罐、消防设施 按照 HSE 的要求设置消防、发电设施及储水罐，发电设备及储水罐用于突然停 电、停水的应急，保证临时用电、用水需要。 5.3.6 其他有关施工暂设按照实际情况进行。 6 通讯保障 为保证优质高速地完成该工程，必须强化通讯保障手段，以保证项目部与*总 部、业主、监理、地方部门及各施工营地的通讯畅通无阻，使工程的各种情况能够 及时上报，各种指令能迅速下达。我*已为此配置先进的计算机系统，能利用互联 网、传真、电话把业主、监理、项目部及*总部紧密地联系在一起。 *穿越工程 施工组织设计 第三章第三章 工程施工方案工程施工方案 1 管线定向钻穿越施工方案 穿越施工时首先进行施工现场进场道路及施工场地的修筑与平整，随后在出土 端的施工作业带内进行穿越管道的预制施工（完成组对、焊接、防腐、试压等）。 与此同时，将钻机、发电机组、控向系统、泥浆系统进行就位安装、连接调试。设 备安装调试完成后立即进行穿越施工。穿越施工前将顶管机与钻机连接开始出、入 土端钢套管的安装，套管安装采用“顶管法”。然后经过 6 次的预扩孔和 1 次清孔 后，钻机牵引已预制完成的管线开始回拖，直至管线钻出地面后，穿越施工完工。 1.1 定向钻穿越工艺流程 *穿越工程 施工组织设计 1.2 设计交桩及测量放线 施工前，与设计就穿越点位置进行仔细交桩，明确管道的穿越位置及控制坐标。 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。 1.3 进场道路及施工场地平整 从施工场地附近的塘边路修筑一条 130m8m 的施工便道进入土点施工现场，穿 越入土点及修筑的施工便道均在鱼塘里，塘内需要进行抽水晾晒，并铺垫平整出 *穿越工程 施工组织设计 50m60m 的施工场地，在场地附近需要开挖一个 40m40m2m 的泥浆池。在出土点 平整 50m60m 的施工场地，并开挖 30m30m2m 的泥浆池。 1.4 地锚基础的安装 1.4.1入土点采用组合基础的方式来承受管道回拖时的最大回拖力，前面的基础采用 钢管桩基础，共需打入16根钢管桩，使用槽钢及钢板，把钢管桩连接起来，使其成 为一个整体。在钢管桩基础拉后面埋设8个地锚。示意图如下： 1.4.2 出土点采用组合基础的方式来锚固钻机，基础采用沉箱做基础，沿沉箱周围共 需打入 4 根钢管桩，并把钢管桩和沉箱焊接连接起来，使其成为一个整体。在沉箱 基础拉前、后面各埋设 2 个地锚。 1.5钻机选取及配套设备就位 1.5.1施工过程中先将钻机就位在穿越中心线位置上，钻机就位完成后，进行系统连 接、试运转，保证设备正常工作。 1.5.2根据规范要求，钻机吨位选取应符合以下公式： F拉Lf-（D-）7.85+kDL 式中：F拉计算的拉力，t L穿越管段的长度，m f摩擦系数， 0.1-0.3 钢管桩 钻机基 础 地 锚 坑 穿越方向 15m 基础连接部部 *穿越工程 施工组织设计 D管子的直径，m 管子的壁厚， m k粘滞系数，0.010.03 式中：L=*m、f 取最大值0.2，D=0.813，=0.0159，k 取最大值 0.02。 经计算得F拉*246.4吨，按规范要求，钻机宜选取F拉的1.5-3倍，因此 *9800型钻机（回拖力=980T）满足规范要求。 1.6测量控向参数 按操作规程标定控向参数，为保证数据准确，在穿越轴线的不同位置测取，且 每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录，取其有效值的平均值作为控向 Line Az 值。 1.7钻机试钻 开钻前做好钻机、发电机、泥浆系统、控向系统等的安装和调试，等一切准备 就绪，确定系统联合运转正常。然后开始试钻，钻杆和钻头吹扫完毕并连接后，严 格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻，当钻进20米左右时（即钻头入土约两根 钻杆）检查各部位运行情况，如各种参数正常即可正常钻进。 1.8 管道穿越施工方案 本次主管道定向钻施工大体可分为3个阶段：钻导向孔；扩孔、洗孔、测孔、修孔； 管道回拖。工艺流程见下图： *穿越工程 施工组织设计 1.8.1 导向施工 1.8.1.1 钻导向孔 钻导向孔时，由于大钻杆刚度大，适合长距离穿越，但是他的钻进阻力和旋 转扭矩也较大，小钻杆虽然刚度小，钻进距离短，但在满足刚度要求的前提下钻 进阻力小，旋转扭矩也小，所以采用不同规格的钻杆组合钻进。 管道回拖 入土端导向 孔钻进至稳 定层 入土端导向孔套管 钻进安装 入土端导向孔钻进 跟踪测量 导向孔完成 六级扩孔、洗孔、 测孔、修孔 主管预制、试压 管道下沟、发送*-*推管机安装 *穿越工程 施工组织设计 入土侧钻具的连接方式如下： *钻机 65/ 8钻杆 泥浆分流器 5 .5钻杆 无磁钻铤 无磁短节 泥 浆马达牙轮钻头 出土侧钻具的连接方式如下： *钻机 5 .5钻杆 泥浆分流器 5 .5钻杆 无磁钻铤 无磁短节 泥浆 马达牙轮钻头 *穿越工程 施工组织设计 泥浆马达选用 5LZ172 型螺杆钻具，性能参数见下表： 钻具型号 马达流量范围 (L/min) 马达压降 (MPa) 额定扭矩 (N.m) 最大扭矩 (N.m) 钻 压 (kN) 功 率 (kW) 5LZ172C 941894 4.052007345100126 控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到主管穿越。开钻前仔细分 析地质资料，确定控向方案，控向与司钻重视每一个环节，认真分析各项参数，互 相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔 情况，达到出土准确，成孔良好。 出、入土点导向孔钻至水平段后，停止钻进，准备安装导向孔套管。 1.8.1.2 钻头跟踪测量 。 系统主要原理 DX-I 型导向系统探测器安装有三轴微磁强计和三种重力加速度计，地面计算机通 过这些传感器的数据计算出钻头的方位角和倾角，然后根据每一根钻杆的数据累计 计算出钻进长度、钻头深度以及左右和上下的偏差。 导向孔钻进示意图导向孔钻进示意图 *穿越工程 施工组织设计 导向系统是依靠地磁场进行导向的，由于地磁场容易受到地面磁性物质（如河流 上通过的船舶、高压线等）的干扰，导致控向出现偏差，针对这一问题的解决方法 是采用在地面布设一个强磁场线圈或使用磁靶对钻头进行辅助定位，由于此次穿越 对接位置在水面下，不宜铺设强磁场线圈，所以采用 GPS 钻头跟踪测量仪（磁靶定 位结合 GPS 自动测量）在对接前对钻头进行精确定位（如下图所示） ，确保对穿精度。 GPS 钻头跟踪测量仪最大测量深度 60m，可置于水中，深度测量精度 0.5m，GPS 定位精度2m。 GPS 钻头跟踪测量仪工作原理： 根据出、入土点标定的 GPS 坐标,建立穿越中心线的 GPS 坐标系， GPS 钻头跟踪 测量仪发射磁信号，钻头探测器接收到信号后，由计算机计算出钻头相对穿越中心 出土点入土点 穿越中心线 钻头位置 GPS钻头跟踪 测量仪 穿越轨迹 *穿越工程 施工组织设计 线的相对位置。 采用上述系统进控向，可在钻进过程中随时对钻头位置进行检测，而无需设置 任何辅助设施。对环境影响小。 1.8.2在入土段安装导向孔套管 由于该工程穿越距离较长，钻杆的推力达上百吨，同时，浅层地质较疏松， 容易造成钻杆弯曲，同时，出入土段导向孔的曲线段也容易使钻杆过度弯曲，造成 导向孔钻进的推力加大和钻杆的失稳； 另外为保证泥浆返浆通畅，减小或避免大堤处跑冒浆的风险。所以本次穿越 拟采用在入土段和入土弧线段套钻套管的方案，入土段套管安装至水平段，具体选 用的材料、设备及施工方案如下： 套管参数 a套管规格 273 mm X12 mm 无缝钢管 b套管材质 20CrMo 由于螺纹连接的石油套管接头处无法承受套钻过程中钻机给套管施加的扭矩，所 以本工程我*选用优质低碳合金钢无缝钢管作为套钻套管。钢管之间采用焊接的方 式连接，可满足本次施工需要。这一方法已在不同工程多种地质情况下使用过，是 一种成熟的施工工艺。 1.8.2.1主要施工设备、机具 序号名称规格型号数量 1 半自动焊机NPS-5002 2 外对口器DK-2731 3 套管钻头3001 4 自锁式套管卡头 1套 5 焊接施工平台 1组 *穿越工程 施工组织设计 1.8.2.2主要施工工艺 本项工程的导向孔套管的施工采用套钻套管的方案，首先钻导向孔至水平段，然 后更换钻具，安装套管钻头，套进导向孔的钻杆，沿钻杆方向套钻套管，当一根套 管钻到位置后，套管自锁卡头随钻机退回，再装卡套管到焊接平台上，由外对口器 固定后开始焊接，两台半自动焊机同时工作，焊接时间约1015分钟，焊接结束后， 重复上次工序，继续套钻钻进，直到套钻到设计长度，然后卸下套管卡头，恢复导 向孔的正常钻进工序。 口 口 口 口 口 口 口 口 口口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 *穿越工程 施工组织设计 1.8.3 钻头握手对接 由于此次工程穿越距离较长，地质相对比较松软，钻进阻力较大，导向孔对接 后很难直接单端钻到出土点，另外地质的不连续很可能造成错孔，从而引起导向孔 的错位，导至对接失败，所以在较软地层内长距离穿越，钻头必须握手对接连成一 体，牵引到另一端出土,才能确保导向孔的穿越成功. 因此在施工过程中，入土段采用采用 5 1/2” 钻杆钻进长度为 900600m 然后接 6 5/8”钻杆进行钻进，钻进长度为 1000m，出土段采用 5 1/2”钻杆进行主动对接 钻进，钻进长度为 600900m。当两钻头钻进至预定对接位置后，开启钻头对接系统 （如下图） ，*钻机的钻头中安装对接导向系统的信号发射装置，*钻机的钻头中安 装对接导向系统的信号接收装置，通过对信号的处理，计算出两钻头的相对位置 （如下图） ，再调整钻头的钻进方向，最后使两个钻头扣合在一起（如下图） ，由出 土端钻头将入土端钻头牵引出土，完成长距离导向孔穿越。 钻头定位对接系统 导向孔对接示意图 *穿越工程 施工组织设计 钻头握手对接 穿越钻头对接后牵引出土 1.8.4 双钻机扩孔 所以根据本工程具体情况，采用双钻机同步扩孔，并使用动力扩孔器提高扩孔 效率。 扩孔时，采用双钻机扩孔，减少单侧钻杆使用扭矩，同时可避免卡钻，钻具连 接方式： *9800 型钻机”钻杆加重钻杆板式扩孔器加重钻杆” 钻 2 1 5 2 1 5 杆*2000 型钻机 根据穿越工程的实际情况，在穿越距离超长的特定条件下，减小扩孔器的级差， 双钻机扩孔示意图双钻机扩孔示意图 *穿越工程 施工组织设计 增多扩孔次数，加快单次扩孔的速度。 根据穿越工程的实际情况，在穿越距离超长的特定条件下，减小扩孔器的级差， 增多扩孔次数，加快单次扩孔的速度，采取六次预扩孔及一次洗孔； 扩孔级数扩孔直径(mm)级差(mm)扩孔器型式 1400200 板式扩孔器 2600200 板式扩孔器 3750150 板式扩孔器 4900150 板式扩孔器 51050150 板式扩孔器 6112070 板式扩孔器 根据实际扩孔情况，每一次扩孔后都进行一次洗孔，如果在扩孔过程中发现有 抱钻杆情况，适当增加洗孔次数。 1.8.5测孔、俢孔 扩孔完成后或在扩孔、洗孔过程中，在钻杆之间安装测孔器，可随时孔洞进行 测量。若孔的参数有不满足规范及回拖管线的角度要求，针对有问题的部位进行俢 孔，做到有的放矢。 测孔器由传感器、数据处理、存储和电池舱几个部分组成，可在施工的任何阶 段对孔的参数（倾角、方位角）进行测量，探测器出土后与计算机进行数据通讯， 由计算机分析测孔数据，对钻孔进行评定。 由于地层软硬不均，扩孔过程中，扩孔器在软地层下切量大，在硬地层下切量 小，容易出现台阶，当孔径扩至1120mm 后，进行测孔作业，如果存在台阶孔的现象， 采取修孔措施，保证回拖前孔的平滑。 *穿越工程 施工组织设计 修孔器示意图如下： 修孔时，由一端的钻机驱动修孔切削头，另一端的钻机驱动管道扶正段，管道扶 正段内安装有探测器，根据孔内的实际情况有针对性的进行修孔，并将修正后的孔 型的参 数传至地面计算机，如果一次修正不能达到要求，可将切削头退至修正的起始位置， 再次进行修孔，直到达到要求为止。 1.8.6 管道回拖 1.8.6.1 管道回拖 一切准备就绪后，开始正式回拖，回拖时应尽量减少管线在孔内完全静止的时 间。 回拖时钻具连接方式： *穿越工程 施工组织设计 *型钻机 ”钻杆加重钻杆950回拖扩孔器旋转接头U 形环工 2 1 5 作管线（*-*型推管机）夯管锤（备用） 。 由于管径大、穿越距离长，回拖时，又可能发生塌孔或缩径等情况，作为施工 方案的一部分，回拖前，在出土点场地安装*-*型推管机，如果回拖顺利，则不使 用推管机，但推管机处于完全准备好的状态，一旦发生回拖阻力异常增大的情况， 推管机马上可投入使用，进行助力回拖，确保回拖安全。 1.8.6.2 回拖管的支撑和发送 管线回拖前，根据管线挠度和转角计算公式并结合具体施工经验确定入洞前管 线支撑的高度和位置，使管头的位置和角度与出土点和出土角度致。将推管机安装 在管道入洞前的支撑点上，助力回拖。其余管线放入发送沟内发送，无法挖发送沟 的地段采用滚轮和土堆支撑，管道出发送沟后以慢坡小角度爬上土堆，土堆高度随 地形变化而适当调整，另由于该土堆将近全部的管道均要通过，故此将在土堆上铺 垫土袋以增加承载力。土堆上部铺4-5层土工布，保证管道防腐层不被破坏。 1) 在回拖作业时，增加泥浆润滑剂，使高润滑泥浆像薄膜一样附着于防腐层 表面，减少回拖阻力。 2) 回拖前后，准备好补口、补伤材料和器具及电火花检漏仪，安排专人巡视 管线。 *穿越工程 施工组织设计 1.8.6.3确保管线回拖顺利的措施 确保导向孔平滑、顺畅、满足设计曲率半径的要求，并避免出现 S 弯。 最后一次扩孔（清孔）前对钻机等主要设备进行一次全面检查和维护保养， 拖管前再进行系统检查，确保回拖过程中设备不出现问题。 管线回拖采用发送沟