中压燃气管网定向钻拉管穿越河道施工方案

中压燃气管网定向钻拉管穿越河道施工方案1适用范围与编制依据1.1适用范围本方案适用于××市天然气高压输配系统DN500次高压B级（1.6MPa）PE100SDR11燃气管网，在K3+480～K3+720段采用定向钻拉管方式穿越××河（Ⅳ级航道，河宽210m，主航道水深4.2m，两岸堤防等级3级）的工程。1.2编制依据（1）《城镇燃气设计规范》GB500282021（2）《油气输送管道穿越工程设计规范》GB504232019（3）《油气输送管道穿越工程施工规范》GB504242019（4）《聚乙烯燃气管道工程技术标准》CJJ632018（5）《××市燃气管理条例》2022修订版（6）××市水务局《河道管理范围内建设项目施工监督细则》2021（7）××河航道管理局《航道通航安全影响论证批复》××航许〔2023〕15号（8）××燃气集团《不停输作业安全管理红线十条》2023版2工程概况与地质条件2.1河道特征××河常水位标高2.80m（85高程，下同），20年一遇洪水位4.65m，河床最低标高1.50m；河床表层0～3m为粉质黏土（可塑，Ip=14），3～12m为中砂（稍密～中密，N=18），12m以下为圆砾（密实，N>30）。渗透系数K=5×10⁻²cm/s，存在微承压水，水头2.0m。2.2地下障碍物两岸堤防均设有Φ800钢筋混凝土防汛墙、DN1200原水管道（埋深3.5m）、10kV电缆隧道（埋深2.8m）。河床内无沉船、大块石，但存在1998年抛石护岸残留（局部粒径0.4～0.6m）。2.3设计参数穿越长度720m（入土角10°，出土角8°），曲率半径150D（75m），管道埋深河道段管顶距河床最低处≥6m（实际设计7.2m），两岸堤防脚线外10m范围内管顶标高≤3.0m，以满足堤防抗滑稳定要求。3组织机构与职责3.1项目指挥部总指挥：××燃气集团副总经理（全面负责）副总指挥：××河航道管理局、××市水务局各1人（协调通航、防汛）成员：设计、监理、施工、监测、应急、海事、航道、堤防、燃气运行、管线权属单位。3.2现场“四队一组”（1）导向队：负责磁靶定位、陀螺仪复测、轨迹纠偏；（2）钻机队：负责钻机操作、泥浆配比、回扩级配；（3）管道队：负责管材焊接、无损检测、拖管头制作、回拖；（4）应急队：负责24h值班、围油栏布设、泄漏演练；（5）监测组：负责堤防沉降、航道水深、地下水位、管道回拖力实时监测。4施工准备4.1手续办理（1）航道：取得《水上水下活动许可证》，设置临时通航孔，限速8kn；（2）水务：取得《河道施工备案表》，缴纳200万元保证金；（3）市政：办理《道路挖掘许可证》《临时占用绿地许可证》；（4）燃气：办理《动火作业票》《受限空间作业票》《不停输接驳方案批复》。4.2现场布置（1）入土侧：钻机平台30m×40m，采用30cm厚C25混凝土硬化，设1.5m高围挡，泥浆池200m³（双层防渗膜+集液沟），配备40m³罐车2辆；（2）出土侧：管材堆场50m×15m，设25t龙门吊1台，焊接工棚6m×20m（防火岩棉板，配8具4kg干粉灭火器）；（3）航道：上下游200m设置2对浮标，夜间LED警示灯4盏，安排1艘24h值守艇。4.3设备选型（1）钻机：美国VermeerD330×500，额定回拉力500kN，扭矩60kN·m，配备3.5级无线导向系统（SharewellMGS12）；（2）泥浆系统：配2台15m³混浆罐，比重1.05～1.15g/cm³，马氏漏斗黏度45～55s，pH8～9，添加0.3%高分子聚合物+2%钠基膨润土；（3）焊机：全自动热熔焊机（德国Fritz400CNC），加热板温度210±5℃，冷却时间≥15min；（4）检测设备：DR数字射线（YXLON225kV）、超声波（GEUSM36）、电火花检漏（25kV）。5施工工艺流程5.1测量放线采用0.5″级全站仪（LeicaTS60）按三维坐标放样，每10m一个控制点，误差≤10mm；对两岸大堤变形观测点进行初始读数（沉降标点12组、水平位移标点8组）。5.2导向孔钻进（1）开钻前校验磁靶方位，与航道管理局提供的2022年地磁偏角5°12′进行校正；（2）第一段（0～60m）采用81/2″钻头+3.5°弯壳体，钻压20kN，转速40rpm，泥浆排量1.8m³/min；（3）每3m测一次倾角、方位角，若偏差>1%立即停钻调整；（4）进入主航道前50m加密测点至1m一次，确保管顶距河床7.2m；（5）导向孔完成后，采用陀螺仪（ReflexGyro）复测，水平偏差≤0.3m，高程偏差≤0.2m。5.3预扩孔（1）分级回扩：Φ350mm→Φ450mm→Φ600mm→Φ750mm；（2）每级扩孔后进行一次洗孔，时间≥30min，返浆含砂量<1%；（3）Φ750mm扩孔完成后，采用20t回拖桶+Φ600mm挤扩器进行两次清孔，确保孔径系数≥1.4。5.4管道焊接与检验（1）管材：PE100SDR11dn500×45.5mm，每根12m，总计61根；（2）焊接工艺：GB/T324232015规定的“全自动热熔对接”，错边量≤0.1mm，卷边对称高度2～4mm；（3）100%外观检查+20%DR射线+100%超声波，不合格接头切除重焊；（4）焊口编号采用激光打标，二维码记录焊机参数、焊工编号、环境温度、湿度；（5）强度试验：1.5倍设计压力（2.4MPa）稳压1h，无压降；严密性试验：1.15倍设计压力（1.84MPa）稳压24h，压降≤0.05MPa。5.5管道回拖（1）拖管头采用1.2D钢制扩孔头+万向节+旋转接头，前端设3道刮泥板；（2）回拖力计算：按0.35kN/m×720m=252kN，考虑1.5倍安全系数，最大回拖力378kN，小于钻机额定值500kN；（3）回拖速度0.8～1.2m/min，每30m记录一次回拖力、扭矩、泥浆压力；（4）回拖过程中两岸同步监测：①堤防沉降：若12h内累计沉降≥5mm，立即停拖，注浆加固；②航道水深：多波束测深（R2Sonic2024），若冲刷深度≥0.5m，立即抛填袋装碎石；③管道回拖力：若瞬时峰值≥450kN，暂停10min，加大泥浆润滑级配（添加0.5%玻璃微珠）。5.6注浆加固与封孔（1）回拖完成后24h内采用0.4:1水泥浆进行环空填充，注浆压力0.2～0.4MPa，流量30L/min；（2）每50m设1个注浆孔（共15个），自下而上分段注浆，直至孔口返浆比重≥1.5g/cm³；（3）注浆结束后采用M10水泥砂浆对入土、出土工作坑进行封填，恢复堤防原断面，压实度≥95%。6质量管理制度6.1三检制（1）自检：施工班组完成工序后100%自检，填写《定向钻工序自检表》；（2）复检：项目质检员按30%抽检，不合格即返工；（3）专检：监理工程师按10%抽检，关键工序旁站。6.2质量停检点（1）导向孔终孔、（2）Φ750mm扩孔完成、（3）焊口DR检测、（4）强度试验、（5）回拖开始、（6）注浆结束。上述6个停检点未经监理签字不得进入下道工序。6.3质量问题处罚出现下列情况之一，对责任单位处以5万元/次违约金，并停工整改：①导向孔偏差>1%未上报；②焊口射线一次合格率<95%；③回拖力超过设计值未停拖；④注浆量<设计值90%。7安全管理制度7.1危险源清单（1）钻机倒塌（风险等级A）；（2）燃气泄漏（A）；（3）航道船舶碰撞（B）；（4）堤防沉降超标（B）；（5）高压触电（C）。7.2控制措施（1）钻机支腿下垫2cm钢板，每班检查4个液压支腿压力≥18MPa；（2）出土侧设2台EX防爆风机，燃气浓度≥1%LEL自动报警并停机；（3）航道上下游200m设限速标志，配备AIS船舶自动识别系统；（4）堤防沉降5mm预警、10mm停拖、20mm启动应急预案；（5）10kV电缆2m范围内严禁机械开挖，采用人工探坑。7.3应急预案7.3.1燃气泄漏①发现者立即按下紧急停机按钮；②警戒区100m内断电、禁火、交通管制；③应急队3min内到场，穿戴防冻服、正压式呼吸器；④关闭上下游阀井（阀井编号K3+400、K3+800），采用注氮车（1200m³/h）置换；⑤30min内完成泄漏点临时封堵（PE抢修节+不锈钢捆扎带），2h内完成永久修复。7.3.2船舶碰撞①值守艇立即拖离事故船舶；②海事部门15min内到场；③若出现燃油泄漏，立即布设200m围油栏，投放吸油毡100kg；④24h内完成事故报告，报航道管理局。8环境保护与文明施工8.1泥浆处理现场设200m³循环池+50m³废浆罐，废浆经压滤机（景津500m²）脱水，泥饼含水率≤40%，外运至××弃土场；滤液经三级沉淀池+PH调节（加稀盐酸）后，COD≤100mg/L，排入市政污水管。8.2噪声控制钻机发动机加装20dB消音罩，夜间22:00～06:00禁止高噪声作业；场界噪声≤55dB(A)。8.3生态修复施工结束后7d内拆除临建，恢复绿地1200m²，草皮采用狗牙根+高羊茅混播，成活率≥90%，养护期6个月。9成本控制措施9.1材料损耗率PE管≤1.2%、膨润土≤3%、柴油≤2%，每超0.1%扣减工程款2000元。9.2台班考核钻机综合台班单价1.8万元，因施工方原因停机>4h，按50%台班费扣减。9.3优化奖励若回拖力实际值<设计值80%，奖励5万元；注浆量节省>10%，奖励3万元。10进度计划10.1关键节点T0：办理完毕全部行政批复（D30）T1：钻机进场组装调试（D5）T2：导向孔开钻（D0）T3：导向孔完成（D7）T4：扩孔完成（D12）T5：焊口检测完成（D18）T6：管道回拖完成（D20）T7：注浆、场地恢复（D25）T8：竣工验收（D30）10.2延误罚则关键节点每延误1d，违约金2万元；累计延误>5d，建设单位有权终止合同并没收履约保证金300万元。11信息化管理11.1建立“定向钻云”平台，实时上传：①导向轨迹（每3m一组坐标）；②回拖力曲线；③泥浆比重；④焊口二维码；⑤沉降监测数据。11.2平台预警阈值回拖力>400kN、沉降>5mm、泥浆比重<1.02或>1.20时，自动短信推送至指挥长、总监、行业监管。12验收与移交12.1分部验收（1）导向孔验收：轨迹偏差、孔径、返浆含砂量；（2）焊接验收：外观、DR、超声波、拉伸试验（≥22MPa）；（3）压力试验：强度、严密性；（4）竣工测量：采用RTK+声呐，出具《三维竣工图》。12.2竣工资料包含但不限于：①设计变更0份；②焊口检测报告61份；③压力试验记录2份；④沉降监测总结报告1份；⑤泥浆处理联单5份；⑥航道、水务、市政复函各1份。12.3移交运行验收通过后3d内，由××燃气集团高压运行部接管，纳入SCADA系统，设置标识桩4组、警示牌2块、电子标签（RFID）2片。13总结与后评价13.1实施结果2023年9月5日～9月30日，××燃气集团高压管网项目部采用本方案完成穿越，实际工期25d，较合同提前5d；回拖力峰值352kN，较设计降低7%；焊口一次合格率100%；堤防最大沉降3.8mm，低于5mm预警值；航道水深无变化；无安全事故、无环保投诉。13.2经验提炼（1）提前30d完成航道、水务、市政等1