燃气工程定向钻穿越河流施工方案.docx

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燃气工程定向钻穿越河流施工方案

XXXX工程

定向钻穿越XX河方案

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年月日

一、工程概况………………………………………………2

二、施工技术标准及验收规范……………………………2

三、定向穿越铺管技术……………………………………2-4

四、施工流程………………………………………………4-12

五、主要机械设备及劳动力………………………………12

六、质量保证措施…………………………………………12-13

七、安全文明施工措施……………………………………13-16

八、安全生产事故预防及应急响应与救援预案…………17-20

一、工程概况

1、穿越场地位置、气候及土质

本工程为XX工程，现拟在XX河进行非开挖天燃气管道铺设，穿越位置为XXX。

本穿越场地年降雨量在1700毫米左右，年无霜期为345天左右，年平均气温21.5℃，四季常青，无严寒酷暑，属亚热带季风海洋性气候。

地处潮汕平原，地形平坦开阔。

该河涨潮水面宽度约为Xm，涨潮水深为Xm，左右岸为红土、细沙，沙层土壤裸露。

堤围高度约为15m，两岸杂草丛生，泥土松软。

河道河床覆盖层为少量砂卵石，上部0.8-1.0m土质结构松散，下部密实度随深度的增加而增加，由稍密到中密。

上部冲积层主要由粉沙土层、细砂层、少量卵砾石层组成，少量泥质分布于河床。

下部冲积层主要由卵、砾石层、砂层组成，夹有淤泥质薄层或透镜体，分布于一级阶地。

2、穿越概述

XX河水面宽度约XXm，采用水平定向钻穿越1孔Φ100mm导向孔，扩孔至500mm导向孔，然后清孔一次，回拉已试压完成的DeXX燃气管道，穿越长度约180m，拟采用ZT-18型水平钻机进行施工，预计施工XX天。

二、施工技术标准及验收规范

《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》CSTT；

《输气管道工程设计规范》GB50251---2003；

《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007；

《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》（SY4208-2008）；

《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006）；

《油气输送管道穿越工程施工验收规范》（GB50424-2007）。

三、定向穿越铺管技术

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道先钻成一个导向机，然后将导向孔扩大，并将工作管拉入孔内，实现不开挖铺管的一种先进技术。

与顶管法相比有如下突出优点：

导向孔施工时，深度位置可以由导向仪测量，并根据设计轨迹进行校正调整，因此铺管精度高，成功率高。

此外，铺设的管径、管材范围更广，使用的地层环境更宽。

大量的工程实例表明，该方法铺设管线的地段，竣工后地面不变形，稳定性好。

施工原理

1、利用水平定向钻机在障碍物（如河流、公路、铁路和沟渠等地面构筑物）下面沿预定轨迹钻一导向孔，钻头在障碍物一侧入土，从另一侧出土，然后利用钻机通过钻杆把要敷设在障碍物下面的管道沿导向孔回拖到钻机一侧的地面出土。

2、定向钻孔法敷设管道的关键是按照预先设计的曲线钻出圆滑的导向孔。

其原理是：

钻机通过钻杆推动钻头沿预定的轨迹前进，泥浆系统提供的高压泥浆流经过钻杆内腔，由钻头水嘴喷射泥浆冲刷钻头前端的泥土并起到冷却润滑和固定孔壁作用，从而减少钻杆旋转和推进的阻力，钻孔的方向控制（控向）及泥浆的配制对导向孔的质量有重要影响。

钻头的位置及钻进方向有两种控制方式：

地面无线控制方式是用手提式信号接收装置，接收钻头内发射器发出的信号，由控向员进行分析判断；有线式控向方式由控向员根据计算机提供的钻头在孔内的位置参数实施控制。

两种方式均包括方向测定和动态调整过程。

施工特点

1、施工质量好：

采用定向钻孔法敷设障碍物下埋地管道，其埋深能够满足设计要求，有效地避免了常规开挖穿越往往因埋深不足给管道安全运行留下的隐患。

2、节省工程投资，施工人员少：

实现了完全的非开挖施工，节省大量的人力和挖沟费用且不影响交通及航运。

3、减少施工占地，避免了开挖管沟对环境造成的破坏，可最大限度地减少对工农业生产的影响。

4、施工周期短，实现了由地表到地表的非开挖施工，大大缩短了施工工期。

5、灵活机动性强：

从普通电缆管（一般加套管或PVC管）到大口径钢质管道穿越障碍都可采用。

长度从数十米到上千米（长度较短时，须认真衡量经济性）。

适用范围

1、适用于管道穿越湖泊、沼泽、河流、高等级公路、多股铁路及其它不宜进行开挖施工的地段。

2、适合水平定向钻机施工的地质条件为岩石、砂土、粉土、粘性土。

对仅在出土点或入土点侧含有卵砾石等不适合水平定向钻施工的地质条件时，经采取措施后也可进行水平定向钻穿越施工。

四、施工流程

定向钻穿越施工流程示意图：

定向钻穿越XX河平面示意图：

定向钻穿越XX河断面示意图：

说明：

1、定向钻穿越XX河管道管径为PE100SDR11，DE315。

2、穿越位置在XX。

3、定向钻穿越XX河长度约为XXm，管段最深处距离车田河河床底部距离约为5m。

4、定向钻入土点距离车田河护堤约1m。

5、泥浆排放地点选择：

定向钻入土点泥浆排放在护堤基础以外的空地上，定向钻出土点泥浆排放在左侧的竹林中。

泥浆排放地的选择都已协商并经同意。

1、测量放线

根据设计图纸和现场实际情况放出管线中心线及入土点、出土点位置，在入土点一端测量确定钻机安装位置，标出地锚箱、泥浆池的占地边界线。

在出土点一端，根据穿越中心轴线放出管线预制、场地及泥浆池占地界线、进出场地路线。

2、场地施工准备

（1）勘察现场：

勘察并复测入土点、出土点标高和水平距离；对穿越现场的周围建筑物、地形面貌、河床情况、土壤状况、水源进行考察；对穿越钻机等设备的场地大小进行测量确认；如果雨季多雨地面松软，由于需放置重型设备，场地必须进行修垫后才能放置钻机、发电机、钻杆、泥浆罐等设备。

（2）查明地下设施：

咨询当地有关部门政府在穿越中心线上是否有电讯、电力、供水、输油、燃气等地下线路设施，并用信号探测器沿穿越路线全线进行探测。

（3）检验水质情况：

取附近水源化验，看水质能否满足泥浆制浆的要求。

（4）穿越出、入土点的施工场区的道路应确保畅通，能满足大型施工车辆的正常通行，否则应对施工便道进行整修。

施工便道的修筑可通过挖掘机平整、铺设砂石和铺设钢板或管排等方法，做到三通一平。

3、设备进场及调试

确定入土点，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、试运行，保证设备正常工作，进行设备调试运转，同时严格按控向系统调校程序对定位系统进行调校。

4、泥浆配置

（1）泥浆的混配

①水源：

配制泥浆用水应尽量保持低含沙量，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头。

为预防沙石抽入搅拌水缸内，现场设一水罐，

搅拌缸内的水必须经水罐加碱调和PH值后方可使用。

②加料：

现场禁止采用割袋方式加料，应在加料斗设置过滤网，严格控制编织袋线，塑料布等进入泥浆马达。

③过滤：

泥浆进入高压泥浆泵前设置过滤网和过滤器，每班至少清洗过滤器、过滤网一次，并做好交接班记录。

④场地：

泥浆罐高压泥浆泵四周挖排水沟，利于排浆排水，泥浆场地禁止铺垫碎石，以防止碎石带人罐内造成严重后果，当班人员应控制上罐人员，防止脚底将场地碎石，线绳等带人罐内。

（2）按照不同的地质构造，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方案，该工程中需要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—1.05g/cm3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。

（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加入适量的润滑剂，能降低孔壁的摩擦系数，防止管道粘卡。

（4）防止冒浆预案

①在施工过程中，密切注意泥浆压力变化，在正常情况下泥浆压力应小于300psi。

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—10分钟后，缓慢前行至泥浆压力突增处，缓慢钻进，待泥浆压力降至小于300psi时，正常钻进；当出现泥浆压力突然降低时，此时泥浆已泄露空洞，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出地面。

②在施工时发现有泥浆憋出地层的可能时，应调整泥浆添加剂，增加堵漏剂。

堵漏剂功能就是在缝隙中形成阻碍，是泥浆不能从缝隙中溢出。

当出现泥浆憋出地层时，此时正常作业，在泥浆憋出处，开钻一个泥浆倒流孔，将冒出的泥浆倒流到泥浆洞中。

避免再次憋出地面。

5、管线组对、熔接、焊口翻边切除及检验、管线试压

（1）管线组对、熔接

①管道连接前，应核对欲连接的管材、管件规格、压力等级；不宜有磕、碰、划伤，伤痕深度不应超过管材壁厚的10％。

②热熔对接连接前，两管段应各伸出夹具一定自由长度，并应校直两对应的连接件，使其在同一轴线上，错边不应大于壁厚的10%，且不大于1mm。

③管道连接应在环境温度–5～45℃范围内进行。

当环境温度低于–5℃或在风力大于5级天气条件下施工时，应采取防风、保温措施等，并调整连接工艺。

管道连接过程中，应避免强烈阳光直射而影响焊接温度。

④当管材、管件存放处与施工现场温差较大时，连接前应将管材、管件在施工现场搁置一定时间，使其温度和施工现场温度接近。

⑤连接完成后的接头应自然冷却，冷却过程中不得移动接头、拆卸加紧工具或对接头施加外力。

（2）焊口翻边切除及检验

热熔焊接完成后，应对焊接接头进行100%翻边切除及10%的翻边对称性和接头对正性检验。

①翻边对称性检验：

接头应具有沿管材整个圆周平滑对称的翻边，翻边最低处的深度不应低于管材表面。

②接头对正性检验：

焊缝两侧紧邻翻边的外圆周的任何一处错边量不应超过管材壁厚的10%。

③热熔焊接完成，经对翻边对称性和接头对正性检验合格后，还应用专用削刀在不损伤管材和接头的情况下，切除外部的翻边。

翻边应是实心圆滑的，根部较宽。

翻边下侧不应有杂质、小孔、扭曲和损坏。

翻边切落后每隔50mm进行1800的背弯试验，不应有开裂、裂缝，接缝不得露出熔合线。

（3）管线试压

①强度试验

A.管道焊接检验、清扫合格。

B.管道应分段进行压力试验，试验管道分段最大长度不超过1000m。

C.试压用的压力表已经校检合格，精度不低于1.5级，并不少于2块，压力表满刻度1.0Mpa。

D.压力试验介质为压缩空气，工作温度不超过40℃。

E.将空气压缩机出口接至试压管道接口上，向管道内加入压缩空气；强度试压压力为设计压力的1.5倍。

当达到试验压力0.6Mpa后，稳压1小时后，观察压力计不应少于30分钟，全部无漏气现象为合格；试验时所发现的缺陷，应在试验压力降至大气压力时进行修补，修补后应进行复试；若发现有漏气处可放气后进行修理，修理后再次试验，直至合格。

②气密性试验

A.试验用的压力计应在较检有效期内，其量程应为试验压力的1.5-2.0倍，其精度等级不得低于1.5级；弹簧压力表精度应为0.4级。

B.强度试压合格的管道，可将试验压力降至管道设计的1.15倍，即0.46Mpa后进行气密性试验，待管道内试验介质的温度、压力稳定后开始记录试验参数。

气密性试验持续时间不应少于24小时，每小时记录不小于1次，当修正压力降至133Mpa为合格。

6、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：

ф100导向钻头+泥浆马达+无磁钻铤+60×3000mm