水平导向钻进法施工方案Word文件下载.docx
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回拉管道过程中要牵引的管线很长,为了保证在牵引过程中不会出现拉断管和因泥浆排出不及时而压扁管的情况,在回拉前要作以下处理:
利用PE比钢管内径小两档,在PE管外部用钢管进行护管。
7>
在钢套管外部绑上钢筋,技术处理如下:
7.1>
顺管外沿用4根6号钢筋紧抱管两端,管中央则用1根8号钢筋拉住管两端,在管外围每隔10m采用6号的钢筋环形抱住外沿的4根钢筋,确保拖管的整体性,防止断管。
7.2>
为了保证这5根纵向受力钢筋能够整体受力,将钢筋都焊接在封板上,8号钢筋与封板用玻璃胶封口,防止漏水。
7.3>
分别在A、B点开挖一深坑,让泥浆自由流到坑里,并用泥浆泵抽出。
8>
PE管接头焊接
8.1>
管道连接采用对接熔化焊接头,该接头由管材与同材质的管件熔合组成,与母材同材质、等强度,焊接形成的翻边具有良好的加强作用。
但内翻边会减小管道的实际流通直径增大介质的流动阻力。
8.2>
对接熔化焊接头施工工艺:
8.2.1>
清理管端
8.2.2>
将管子夹紧在熔焊设备上,使用双面修整机具修整两个焊接接头端面。
8.2.3>
取出修整机具,通过推进器使两管端相接触,检查两表面的一致性,严格保证管端正确对中。
8.2.4>
在两端面之间插入210℃的加热板,以指定压力推进管子,将管端压紧在加热板上,在两管端周围形成一致的熔化束(环状凸起)。
8.2.5>
一旦完成加热,迅速移出加热板,避免加热板与管子熔化端摩擦。
8.2.6>
以指定的连接压力将两管端推进至结合,形成一个双翻边的熔化束(两侧翻边、内外翻边的环状凸起);
熔焊接头冷却至少30min。
8.3>
加热板的温度必须由焊机自动控制在预先设定的范围内。
8.4>
如果控制设施失控,加热板温度过高,会造成溶化端面的PE材料失去活性,相互间不能熔合。
8.5>
良好焊接的管子焊缝能承受十几磅大锤的数次冲击而不破裂,而加热过度的焊缝一拗即断。
(五)注浆
泥浆的使用和造浆根据本工程地质勘察报告管线所在土层的性质,在扩孔时采用清水造浆。
扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力,同时还有很好的润滑能力,减少阻摩力和扭矩,其基本配方为:
3-5%预水化钠基膨润土+0.2%化学泥浆,施工用水pH值应控制在6-8。
在钻机拖管入洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管道和孔壁的泥浆。
在工程施工过程中如果土质情况有变化,泥浆配方作应用调整。
(六)标高保证措施
在整个工程施工过程中,标高问题贯穿始终,也是重要的技术参数,因此本公司将施工质量中标高的控制放在首位。
为确保工程质量,着重承诺:
严格按照国家有关标准施工、服务;
工程移交前,经确认工程质量100%合格后交付建设单位。
采用DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统,该系统包括地面接受器及遥显,地面接受器通过接收钻头内无线探棒发射的信号,探测钻头的具体位置,遥显上显示钻头钟面值及温度和接受器探测的钻头深度;
钻机操作人员根据接收器探测结果,在导向人员指挥下,对钻头偏离设计轨迹及时进行调整,确保钻头沿设计轨迹钻进。
在设计施工曲线时,每隔4.5米在该处地表点测量该点的标高并标示出,要求测量前先清除地表杂物。
仔细清查钻进轨迹中的地下管线情况,掌握地下管线的埋深、管线材料,根据实际情况编制施工方案。
导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检,以保证探头精度;
精确调整钻机的位置和角度,以保证入孔位置;
导向孔每4.5米测一次深度,如发现偏差应及时调整,以确保导向孔偏差在设计范围内;
9>
司钻应严格按照测量员的指令进行操作。
我公司从事非开挖工程时间比较早,有一套完整的施工经验,能对遇到的各种复杂情况作出准确的判断和处理。
从而保证在施工过程中能按照设计的标高进行钻进和回扩管子。
(七)工程检查验收
每道工序完成以后,有施工班组进行自检,再经过技术员同意后才能进入下一道工序;
管线铺设完工后,由贵方进行验收,并填写竣工验收表。
(八)定向钻进施工技术要求
1、导向孔
导向孔钻进一般采用小直径全面钻头,进行全孔底破碎钻进。
在钻头底唇面上或钻具上,安装有专门的控制钻进方向的机构。
在钻具内或紧接其后部位,安装有测量探头。
钻进过程中,探头连续或是间隔叶测量钻孔位置参数,并通过无线或有线方式实时地将测量数据发送到地表接收器。
操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表,采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构,从而人工控制钻孔的轨迹,达到设计要求。
2、回扩
导向孔完成后,必须将钻孔扩大至适合生产管铺设的直径。
一般,在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上,再回拉进行回扩,在其后不断地加接钻杆。
根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况,回扩可一次或多次进行。
3、回拉
回扩完成后,即可拉入待铺设的生产管。
管子最好预先全部连接妥当,以利于一次接入。
当地层情况复杂,如:
钻孔缩径或孔壁垮塌,可能对分段拉管造成困难。
回拉时,应将回扩钻头接在钻杆上,然后通过单动接头连接到管子的拉头上,单动接头可防止管线与回扩钻头一起回转,保证管线能够平滑地回拉成功。
钻进液/泥浆
5.1>
定向钻机采用泥浆作为钻进液。
5.2>
钻进液可冷却、润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和回拉时润滑管道{还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。
5.3>
常用的钻进液/泥浆是膨润土和水的混合物。
5.4>
导向孔施工完成后,泥浆可稳定孔壁,便于回扩。
5.5>
钻进岩石或其它硬地层时,可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。
4、轨迹设计参数
(1)覆盖深度
完成岩土勘察,确定了穿越的轨迹,就可确定穿越的覆盖深度,需要考虑的因此包括钻孔施工对地面道路、建筑物或河流的影响,以及对该位置已有的管线的影响。
推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终回扩直径的6倍以上。
在穿越河床时,应在河床断面最低处之下5M以上。
(2)入、出土角
8~20度的入、出土角适用于大多数的穿越工程。
对地面始钻式,入土角和出土角应分别6度至20度之间。
对坑内始钻式,入土角和出土角一般应采用0度或近似水平。
(3)辅助参数
入土点或出土点与欲穿越的第一个障碍物之间的距离应至少大于3根钻杆的长度。
与水体的最小距离应至少为5-6M,以保证不发生泥浆喷涌。
从钻进技术方面考虑,第一段和最后一段钻杆柱应是直线的,即没有垂直弯曲和水平弯曲,这两段钻杆柱的长度应至少为10m。
(4)钻孔轨迹控制
钻进导向孔时,每2~3m进行一次测量计算。
在这些测量计算的基础上作出钻孔轨迹图。
还可应用测控软件进行轨迹控制。
弧形导向孔轨迹
(九)管道焊接施工方案
1测量放线
1.1交接桩及测量放线
1.1.1交桩及测量放线前应备齐以下各项必要的工具及现场标志物:
1)备齐交接桩记录及施工标准规范。
2)检查校正所用测量仪器:
全站仪、经纬仪、水准仪等。
3)备足木桩、花杆、红旗和白灰。
4)备齐定桩、撒灰工具、斧头、木锯和其他用具。
5)野外施工用车辆准备。
1.1.2工程施工前由业主或监理单位组织设计人员进行设计交底,并现场交桩,做好相应的原始记录,对丢、缺的控制桩和水准基标由设计单位恢复后方可交桩,交桩后发生丢失由施工队在施工前根据定测资料采用测量的方法予以恢复。
1.1.3测量施线应由参加接桩的测量技术人员主持,测量前对全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器进行校定,仪器必须经校验合格且在有效期内方可使用。
1.1.4应根据施工图及施工需要,按图纸上的入土点及出土点坐标放出管线中心轴线;
在入土侧,应根据占地长度、宽度,放出施工场地边界线,并标志出设备/材料/机具及其拉运车辆出入场地路线及地点;
在出土侧,应根据管线中心轴线、占地宽度、预制作业带跨度(14m)和长度(为穿越管段长度加50m),放出管线组装场地边界线和泥浆池占地边界线,并标志出运管车出入场地路线和地点。
1.1.5施工作业带清理
根据测量放线成果定出作业带范围,作业带宽为14m,长度为穿越管段长度加延长50米。
2布管、清管作业
2.1布管
2.2布管准备
2.2.1为保证安全和保护管口,当采用管端形式吊管时,要采用专用吊杠和尾钓,以保证钢丝绳与管子夹角大于30°
。
2.3清理管口
a)管内无污物;
b)管端内、外20毫米范围内管口完好无损、无油污、无锈锈、毛剌等。
c)检查管端10毫米范围内原钢管的焊缝余高打磨掉,并平缓过渡。
准备好清理管口的器材、工具,如汽油、棉纱、灰板、锉刀、角式磨光机、电动钢刷、半自动切割机。
2.4清管
2.4.1测量管周长作好组对级配。
2.4.2当管内有泥污和杂物时,应换好干净的软底鞋(解放鞋、球鞋)进入管内,用棉纱、笤帚将管内清扫干净。
2.4.3用棉纱、汽油、纱布清除管端内、外20mm内的油污,用角式磨光机修磨坡口及用电动钢刷清除管口内、外20mm范围内的铁锈、污垢。
2.5坡口检查和修理
坡口质量的检查:
当采用钢管制造厂加工的V型坡口时应符合设计和施工规范要求:
a)端坡口不得有机械加工形成的内卷边。
b)查坡口尺寸:
坡口角度、钝边高度。
2.6管子检查和修理
2.6.1管口表面质量检查,对于管口表面深度小于3mm的点状缺损或划伤,采用焊接方式进行修补,且焊前将修补部位预热到100~120℃,若管口表面有深度大于或等于3mm的点状缺损或划伤,管口必须切除。
2.6.2采用直尺或自制卡规检查管口的椭圆度,当椭圆度不超过3%时,用胀管器或千斤顶校正;
当椭圆度超过3%时,应将变形段切除。
严禁采用锤击方法强行校正管口。
2.6.3矫正无效的管口和存在裂纹或分层的管口必须切除。
2.6.4现场管道组对时如采用氧-乙炔焰切割,切割后应将表面的热影响区用砂轮机磨除,磨除厚度不小于0.5mm,同时将切割表面和坡口表面的淬硬层清除。
切割表面应平整,不得有裂纹,坡口面与管子中心线垂直,其不垂直偏差应小于1.5mm,毛刺、凸凹、熔渣、氧化铁、铁屑等均应清除干净。
并做好坡口加工记录。
3管道组对
3.1管口组装准备
3.2管端坡口的加工一般采用机械加工,特殊情况下采用氧乙炔切割加工,但必须用动力砂轮机将坡口修磨均匀、光滑。
3.3对接接头的坡口形式、坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合业主提供的焊接工艺规程中的规定;
3.4检查钢管厂对口管端是否符合设计和规范要求。
核对钢管类型、壁厚、防腐结构和耐温等级。
检查清口工序管口清理的质量,检查坡口的型式、角度及各部尺寸是否符合要求,否则应进行修磨,使之符合规定要求。
3.5管口组对应和符合下表的规定
管口组对规定
序号
检查项目
规定要求
1
坡口
符合“焊接工艺规程”要求
2
管口清理(25mm范围内)和修口
管口完好无损,无铁锈、油污、油漆、毛刺
3
管端螺旋焊缝或直缝余高打磨
端部10mm范围内焊缝余高打磨掉,并平缓过渡
4
两管口螺纹焊缝或直缝间距
错开间距大于或等于100mm
5
钢管短节长度
不小于1.5m
6
管子对接偏差
不得大于3o
7
错边量
不大于1.6mm,且沿周长均匀分布
4焊口预热
4.1预热温度应符合焊接工艺规程的要求,预热宽度应为焊缝两侧各大于80mm,预热结束时的温度应稍高于规定温度,一般为80℃--150℃。
4.2测温方法采用红外线测温仪,在距管口处80mm处测量,需均匀测量圆周上8点。
4.4保证管口加热均匀,若管口污染,应清除污染后重新预热。
5焊接要求
5.1焊接前,焊工要按焊接工艺卡检查管口的坡口、钝边、间隙和错边量等,管口处要无起鳞、裂纹、夹层、油脂、油漆、毛刺、污垢及其它影响焊接质量的有害物质,合格后方可焊接。
5.2管道施焊前,应按照焊接工艺评定,制定现场对口焊接及缺陷修补的“组焊作业指导书”。
管道组选用内对口器,焊接必须有必要的防风保护措施。
当环境温度较低时,要根据焊接工艺评定要求对焊口采取必要的焊前、焊后热处理措施,并要采用测温仪器进行温度监测。
焊接过程中严格按焊接工艺卡的要求进行施焊,严格执行焊接工艺纪律。
5.3焊接过程中,管口两侧应采取保护措施,可在管口两侧铺垫胶皮以防止飞溅灼伤防腐层表面。
5.4焊材的使用应严格遵循GB50369-2006中各款的要求,并在领取焊材时,要认真核对焊材的类型、牌号和规格,符合要求时方可领取使用,并将当日剩余的焊材及时送回焊材库房。
5.5焊条药皮有裂纹、变质和脱落现象,不得领取使用;
一旦发现焊材施焊时不合格,应立即废弃。
5.6焊接引弧应在坡口内进行,严禁在管壁上引弧。
5.8焊接时发现偏吹、粘条或其它不正常现象时,应立即停止焊接,更换焊条及修磨接头后施焊。
5.7焊道的起弧或收弧处应互相错开30mm以上。
每个接头焊接前必须修磨。
必须在前一焊层全部完成后,才允许开始下一焊层的焊接。
每个焊口要连续一次焊完。
每层焊完后,应用砂轮机或钢丝刷将飞溅、焊渣和缺陷清除干净,每层焊道层间温度要达到规定的要求。
5.8每一焊工组配1名打磨焊道的砂轮机工,专门清理焊道。
修磨时不得伤及管外表面和坡口形状。
5.9根焊过程中及完成后,严禁矫正管子的接口错边量。
5.10在两个焊工收弧交接处,先达到交接处的焊工应多焊部分焊道,便于后焊焊工的收弧。
5.11在焊接规范范围内,热焊道的焊接应遵照薄层快速的原则。
5.12根焊道起弧点保证熔透,根焊道内成型应均匀凸起。
5.13应避免焊条横向摆动过宽。
为保证盖帽焊的良好成型,填充焊层填充(或修磨)至距离管外表面1~2mm处为宜,但不得损坏表面坡口形状。
5.14在下列任何一种焊接环境下,若无有效的防护措施,严禁施焊:
雾雨天气;
低氢型焊条电弧焊时风速大于5m/s;
纤维素型焊条电弧焊时风速大于8m/s;
半自动焊时风速大于8m/s;
空气相对湿度大于90%;
环境温度低于焊接工艺规程规定的温度(规定≥5℃)。
5.15对焊接环境采取保护措施如下:
在管子焊接时,将管子两端采用易拆卸的封堵封死,一端用塑料帽,一端用帆布帘,防止管内产生穿堂风,影响焊接质量。
一般焊接可采用如下图轻便折叠式防风棚;
此外,每个机组配备专用的防风棚;
防风棚必须能保证前面规定的焊接条件,否则应采取其他防护措施。
5.16焊条头、剪下的焊丝段、清理焊道的焊渣等污物应有专人认真收集,集中妥善处理。
5.17焊口完成后,焊工将接头表面的飞溅物、焊渣等清除干净,并对焊缝进行外观检查。
外观检查应符合本工程规定的标准。
5.18每个焊完的焊口按业主或监理规定的标记型式作好焊缝标记,并填写记录。
5.19组对焊接起始以及下班或中止焊接2h以上时,组焊末端要用封堵帽封堵管口,但封堵帽不允许与管子点焊。
封堵帽应具备防止泥水进入管内的功能。
6对口器的卸除
6.1在拆内对口器时,只有根焊道沿管周长均匀分布,且完成100%时方可卸除。
对口支撑或吊具则也应在完成全部根焊道后,才能卸除。
7焊缝缺陷的修补及返修措施
7.1焊接过程中发现的缺陷和外观检查不合格的非裂纹缺陷要进行修补,修补时严格按修补工艺规程进行修补,修补之前,要彻底清除缺陷,并按要求进行预热。
补焊的焊缝长度不得小于30mm。
相邻两修补处的距离小于50mm时,应按一处缺欠进行修补。
所有修补焊缝都要进行质量检查,并合格。
7.2对于管子表面偶然出现的引弧点,经工程监理允许后,方可进行修补。
修补处应按SY/T4109-2005的要求进行渗透检测,修补后的管壁厚应在允许的公差范围之内。
7.3根焊道中出现的非裂纹性缺陷,业主有权决定是否返修。
盖面焊道及填充焊道中出现的非裂纹性缺陷,可直接返修。
若返修工艺不同于原始焊道的焊接工艺,或返修是在原来的返修位置进行时,必须使用评定合格的返修工艺规程。
7.4对于一般返修焊接要求如下:
7.4.1缺陷的返修焊接工艺规程按焊接工艺规程制定。
缺陷的返修应经过工程监理批准。
返修时应严格按照返修工艺规程进行。
返修焊接在工程监理监督和有返修经验的技术人员指导下进行。
7.4.2返修工作由具有返修资格的焊工承担,焊道起弧处与焊道起焊处相距15-20mm,收弧时将弧坑添满,严禁在坡口外的钢管表面起弧;
根据探伤人员作出的缺陷位置标记,将缺陷清除干净,在清除过程中,仔细观察,发现缺陷后,对照探伤结果的缺陷性质、数量,检查是否所有缺陷都清除干净,当无法确定时,补焊前增加工艺性探伤。
7.4.3返修前,彻底清除缺陷,并修磨出便于焊接的坡口形状。
缺陷清除后,补焊前,必须将刨槽内及其周围25mm范围内,清除一切影响焊接质量的有害物质:
如铁屑、熔渣、灰尘等,刨槽形状应圆滑过渡,并有利于补焊。
7.4.4当裂纹长度小于焊缝长度的8%时,经监理及业主同意后可按评定合格的焊接工艺规程进行一次返修,否则所有带裂纹的焊缝必须从管线上切除。
7.4.5返修后的焊口,返修部位应进行100%超声波探伤和100%X射线探伤。
7.4.6返修焊接及检测有详细的原始记录和焊口标记。
返修后的焊缝表面与原焊道一致,相差较大者要采用角向磨光机修磨。
8焊缝检验
焊缝进行外观检查焊缝及周边飞溅物应清理干净,不得存在电弧烧伤母材的现象;
错变量不得大于1.6mm;
焊缝应整齐、均匀、无裂纹、未焊透、气孔、夹渣等现象。
所有焊口采用100%超声波检查及100%的X射线探伤检查。
在施工单位自检合格后填写检测申请报监理单位,再由第三方专业检测公司按监理指令执行。
在进行NDE作业时,无关人员应撤离至警戒线以外,警戒区设警示带。
对无损检验中发现的不合格的缺陷应进行质量分析,按要求进行返修,同一部位缺陷修补次数不得超过1次,根焊只允许返修1次,否则应将该焊缝切除。
返修后按原标准进行检测。
8.1合格级别
1)外观检查质量应符合《钢质管道焊接及验收》(SY/T4103-1995)。
2)射线检测应按《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-2005,II级为合格。
3)超声检测应按《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-2005,II级为合格。
4)渗透检测应按《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-2005执行。
5)每道焊口焊接完成后应认真填写管道焊接施工记录,内容包括:
焊口编号、焊工(流水组)代号、焊缝外观检查结果、记录桩号、钢管号、防腐号、钢管长度等,使每一道焊口都具有可追踪性。
6)按照竣工资料的有关要求及时做好管道组对、管道焊接、管道焊缝外观检查、管道焊口统计、管道焊口分布、管道返修、管道防腐补口、防腐绝缘层电火花检测等记录。
9施工安全
在焊接施工中,除应严格遵守《焊接与切割安全》(GB9448)标准中的各条款规定外,还应特别注意以下各条:
a)气温过高或过低,湿度较大,气压过低的环境条件下,焊机除应良好接地外,还应采取其他相应的如调温、降温等措施;
b)焊机外露的带电部分应设有完好的防护装置;
启动焊机前,焊钳与焊件不能短路;
保证焊接电缆和焊钳绝缘良好,不漏电;
c)焊工身体的外露部分不允许接触二次回路的导体,尤其是在焊工身体出汗更换电焊条时要更加注意。
当在高压线路附近焊接时,应在操作点的地面铺绝缘垫板。
d)作业位置比较高时,采用的梯、凳应牢固;
焊件应固定牢固,以免倒塌伤人;
在地面或沟下焊接作业时,设专人时刻注意管墩及沟壁情况,如有管线滚动和塌方的可能,应立即停止焊接作业。
e)焊工在作业时,必须劳保穿戴整齐,打砂轮机还应戴好防护眼镜;
f)根焊采取2名焊工同时作业时,此时采用δ=1.0mm钢板制作防飞溅挡板以防止飞溅对在管下部施焊焊工的影响;
10现场防腐补口、补伤施工方案和防腐层保护方案
10.1管线补口、补伤工序流程图如下
10.2补口准备
10.2.1施工使用的补口、补伤材料,应有出厂合格证、使用说明书和经业主指定检测部门的检测报告。
10.2.2加热用火焰喷枪热量充足,燃烧良好。
液化气钢瓶符合安全要求,减压阀工作正常,出口压力不小于0.15Mpa。
10.2.3准备好检测仪器:
0℃~300℃数字测温仪(5S稳定显示),电火花检漏仪(满足15KV检漏电压要求),涂层厚仪(0~4.11mm)。
每一补口作业组一套,且均经计量检定合格,在有效期内。
10.2.4现场防腐补口、补伤作业人员上岗前需经专业技能培训,做到持证上岗,开工前对参加本工程施工的防腐作业人员进行技术交底,做到施工人员能熟练掌握该工程的设计要求、防腐结构等级、施工方法和质量标准。
10.2.5防腐管进场后应检查防腐层漏点及破损处,并应用防水记号笔做好标记。
10.3补伤
对防腐层检查出的损伤、漏点,采用记号笔标出补伤部位,填写补伤通知单。
10.3.1对小于或等于30mm的损伤,用聚乙烯补伤片(厚度1.