定向钻施工方案

定向钻施工方案第一章项目概况与编制依据1.1工程位置定向钻穿越段位于××市××区××路与××河交叉口南侧120m，起端桩号K2+340，终端桩号K2+580，水平长度240m，设计管径DN600（PE100SDR11，1.6MPa），输送介质为天然气。1.2场地特征地表为6m宽市政绿化带，地下0–1.2m杂填土，1.2–4.5m粉质黏土（可塑，μ=0.35），4.5–12m中砂（中密，N=22），12m以下为强风化泥岩（单轴抗压8.2MPa）。地下水位2.8m，流向自东北向西南，渗透系数3.4m/d。1.3编制依据（1）《油气输送管道穿越工程设计规范》GB504232013（2）《油气输送管道穿越工程施工及验收规范》GB504242018（3）《××市燃气管理条例》2022修订版（4）××燃气集团《定向钻作业指导书》Q/××RQ2023（5）××勘察院《岩土工程勘察报告》编号2023KC115（6）××设计院《定向钻施工图》DR20230506第二章施工目标与重难点2.1目标值（1）一次回拖成功率100%，孔道质量PⅠ级（GB50424表5.2.4）。（2）地面隆起量≤10mm，沉降量≤5mm。（3）工期12日历天，其中设备进场0.5d，导向2d，扩孔5d，回拖1d，退场0.5d，不可预见3d。（4）零事故、零伤害、零环境污染事件。2.2重难点（1）中砂层8–12m段易塌孔，需维持泥浆动切力≥15Pa。（2）地下1.4m处并行DN300自来水管，水平净距仅1.5m，需控制轨迹偏差≤0.3m。（3）回拖段需同时穿110kV电缆隧道（外径2.2m，埋深6m），竖向净距1.2m，轨迹精度要求±0.25m。第三章施工准备3.1技术准备（1）坐标转换：采用CGCS2000转施工独立坐标，比例因子0.999658，高程异常–0.037m。（2）软件校核：用Compass2023进行三维轨迹反算，入土角10°，出土角9°，曲率半径450D（270m），最大深度13.8m。（3）风险再识别：由项目经理组织设计、监理、运营三方进行JSA（JobSafetyAnalysis），形成《定向钻JSA表》共27项危险源，其中重大危险3项（塌方、卡钻、高压燃气泄漏）。3.2现场准备（1）围挡：采用2.5m高装配式彩钢围挡，下设0.3m混凝土防溢条，围挡顶部安装喷淋降尘。（2）临电：报装400kVA箱变，设置三级配电二级漏保，漏保动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s。（3）泥浆池：开挖8m×4m×2m钢制沉箱，容积64m³，内衬1mmHDPE防渗膜，膜搭接0.2m双焊缝真空检测。3.3物资准备（1）钻机：美国VermeerD100×120，推力/回拖力445kN，扭矩27kN·m，泥浆泵2×FMC10×12，最大排量2.5m³/min。（2）钻具：φ73mm钻杆300m，材质G105，接头NC46；φ150mm牙轮导向钻头1只，φ350/450/550/650mm飞旋式扩孔器各1只。（3）泥浆材料：钠基膨润土30t、高分子聚合物Drispac1.2t、NaCMC0.8t、极压润滑剂0.5t、堵漏纤维0.3t。（4）应急物资：φ600钢制盲板2片、注浆机1台、防爆风机2台、正压式呼吸器6套、AED除颤仪1台。第四章组织机构与职责4.1项目组织架构项目经理（1人）→生产副经理（1人）→技术负责人（1人）→五大员：安全员、质检员、施工员、材料员、资料员各1人；作业班组：机班长、泥浆工、焊工、起重工、测量工、普工共18人。4.2关键岗位职责（1）项目经理：对安全、质量、进度、环保负总责，每日07:30组织班前风险预知活动。（2）导向手：持有国土资源部颁发“地质钻探高级工”证，熟练使用Sharewell随钻测量系统，每3m上传一次数据至云端。（3）泥浆工程师：持有IADC泥浆师证书，每2h检测一次泥浆性能（密度、马氏漏斗黏度、API滤失量、含砂量、pH），填写《泥浆日报表》。第五章施工工艺与参数5.1工艺流程测量放线→设备进场→钻机锚固→导向孔钻进→预扩孔1→预扩孔2→预扩孔3→洗孔→管道焊接→无损检测→防腐补口→回拖→竣工测量→场地恢复。5.2导向孔钻进（1）入土点坐标X=3456123.456，Y=456789.123，高程12.34m；出土点坐标X=3456363.456，Y=456789.123，高程12.28m。（2）开钻前校准磁偏角–5°26′，磁倾角53°，设置钻具面角0°。（3）钻进参数：泵压1.8MPa，排量1.2m³/min，转速40rpm，推进速度8m/min；每根钻杆（3m）测斜一次，深度≥6m后每1m测斜，确保倾角误差≤0.2°，方位误差≤0.5°。（4）泥浆配方：膨润土6%+Drispac0.3%+极压润滑剂0.2%，马氏黏度55s，密度1.08g/cm³，动切力16Pa，API滤失量8mL。5.3预扩孔（1）φ350mm飞旋扩孔器：转速60rpm，回拖速度1.2m/min，泵压2.0MPa，排量1.8m³/min；（2）φ450mm桶式扩孔器：更换16英寸牙轮，转速50rpm，回拖速度1.0m/min；（3）φ550mm挤扩式扩孔器：加焊12mm耐磨带，转速45rpm，回拖速度0.8m/min；（4）φ650mm最终扩孔：采用“扩孔器+洗孔器”组合，洗孔器喷嘴直径16mm，数量8个，回拖速度0.6m/min，确保孔内返浆含砂量≤1%。5.4管道焊接与检测（1）焊接工艺：采用热熔对接，焊机型号BätteliniSHD630，加热板温度210±5℃，冷却时间≥11min（DN600，SDR11）。（2）焊口外观：错边量≤0.1mm，翻边对称，无缺口、无气泡。（3）无损检测：100%超声+10%射线抽检，执行《燃气用聚乙烯管道焊接技术规范》CJJ632018，合格级别II级。（4）电熔套筒补口：采用600×75mm电熔套筒，焊接电压39.5V，冷却时间45min，剥离强度≥350N/cm。5.5回拖（1）回拖前2h注入2m³高润滑泥浆（添加1%玻璃微珠），降低摩擦系数至0.15。（2）回拖参数：推力180kN，转速25rpm，回拖速度0.5m/min；每10m记录一次回拖力，发现回拖力突增≥20%立即停拖，启动“旋转+冲洗”模式解卡。（3）发送沟：开挖12m×1.2m×1.0m发送沟，沟底铺0.2m细砂，注水深度0.5m，减小起始段摩擦。（4）端部密封：回拖完成后30min内安装φ600临时盲板，盲板与管口采用M16不锈钢抱箍紧固，防止泥水倒灌。第六章泥浆控制与废浆处理6.1泥浆循环流程新浆池→泵送→钻具→孔内→返浆→振动筛（60目）→除砂器（250旋流）→除泥器（4″旋流）→循环池→再利用。6.2性能指标密度1.08–1.12g/cm³，马氏黏度50–65s，API滤失量≤10mL，含砂量≤0.5%，pH8–9，动切力15–20Pa，静切力8–12Pa。6.3废浆处理（1）固化：每1m³废浆添加80kg水泥+15kg粉煤灰+2kg固化剂，28d无侧限抗压强度≥0.8MPa。（2）检测：按《危险废物鉴别标准》GB5085.32007检测重金属、石油类，结果满足《污水综合排放标准》GB89781996表4一级标准后方可外运。（3）运输：委托××环保公司，采用8t密封罐车，随车携带五联单，运往××危废处置中心（许可证号××0501）。第七章质量保证措施7.1测量复测（1）采用LeicaTS16全站仪（0.5″级）复测，每50m设控制点，坐标闭合差≤5mm。（2）深度采用RM2探棒+地面追踪仪双系统校核，误差≤0.3%。7.2孔道检测（1）回拖前使用3D声呐测径仪（型号RedZoneResponder）检测孔径，每10m记录一次，最小孔径≥1.2D（720mm）。（2）发现缩径≥5%立即进行二次洗孔，直至合格。7.3焊接质量（1）每日首件做80℃/165h静液压试验，无破裂、无渗漏。（2）建立焊口编号制度，编号采用“工程代号+桩号+焊口号”，共12位字符，确保可追溯。第八章安全文明施工8.1危险作业许可（1）动火作业：办理《动火作业票》，一级动火由运营部经理签发，现场配备2具35kg手推式干粉灭火器。（2）受限空间：进入泥浆池前检测O2≥19.5%、LEL<1%、H2S<10ppm，办理《受限空间作业票》，设专人监护。8.2应急预案（1）塌方：立即停泵，保持孔内泥浆压力，启动注浆预案，采用0.8:1水泥浆注浆，注浆压力0.3–0.5MPa。（2）燃气泄漏：立即切断上游阀门，疏散半径150m，用防爆风机吹散，浓度<1%LEL方可进入抢修。（3）人员伤害：现场设置120急救车停靠点≤200m，配备AED、脊柱板、止血带；15min内报120并通知××医院急诊（电话120××5678）。8.3文明施工（1）噪声控制：夜间22:00–06:00禁止高噪声作业，采用隔音罩将柴油机噪声降至65dB(A)。（2）扬尘控制：出入口设全自动洗车台，冲洗时间≥60s，确保车辆不带泥上路。第九章进度计划9.1横道图（单位：天）设备进场0.5→锚固0.5→导向2→扩孔5→洗孔0.5→焊接检测1.5→回拖1→竣工测量0.5→废浆固化1→场地恢复0.5。9.2关键节点（1）导向完成第3天18:00；（2）最终扩孔完成第8天12:00；（3）回拖完成第10天20:00；（4）竣工资料移交第12天17:00。9.3延误惩罚因施工方原因延误，每延迟1d扣款1‰合同价；因不可抗力或业主原因，工期顺延，需提供24h内书面签证。第十章成本控制10.1目标成本定向钻直接费1,680,000元，其中人工220,000元、机械650,000元、材料580,000元、泥浆及废浆处理150,000元、其他80,000元。10.2控制措施（1）柴油消耗≤180L/100m，每日统计，超耗5%启动原因分析。（2）泥浆材料实行“限额领料单”，膨润土损耗率≤3%。（3）废浆固化后减重≥30%，减少外运车次8次，节约运费12,000元。第十一章环保与职业健康11.1环保指标（1）施工废水：石油类≤5mg/L，SS≤70mg/L，经三级沉淀池后回用80%。（2）噪声：昼间≤70dB(A)，夜间≤55dB(A)。（3）VOCs：非甲烷总烃≤4mg/m³，采用红外检漏仪每日巡检。11.2职业健康（1）高温作业：气温≥35℃时11:00–15:00停止作业，发放藿香正气水2支/人·天。（2）噪声防护：配3M1110耳塞，SNR=37dB，每班发放并登记。（3）体检：进场前进行职业健康体检，项目包括血常规、电测听、肺功能，合格后建档。第十二章竣工验收与移交12.1竣工资料（1）轨迹三维坐标表（每1m一个点，含X、Y、Z、倾角、方位角）；（2）焊口探伤报告、电熔套筒剥离试验报告；（3）泥浆性能日报表（共12天）；（4）废浆固化强度检测报告；（5）隐蔽工程影像资料（带GPS水印）。12.2验收流程（1）施工方自检：由项目总工组织，合格率100%；（2）监理预验收：对轨迹、焊口、泥浆、废浆进行抽查，