大型水平定向钻穿越工程回拖方案.docx

大型水平定向钻穿越工程回拖方案.docx

《大型水平定向钻穿越工程回拖方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大型水平定向钻穿越工程回拖方案.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

大型水平定向钻穿越工程回拖方案

****定向钻穿越工程

管道回拖方案

编制：

审核：

批准：

********工程有限公司

****定向钻穿越项目部

2015年5月12日

一、工程概况.3

二、编制依据.3

三、管道回拖前施工准备.3

四、管道回拖.7

五、管道回拖后作业安排.9

六、管道回拖受阻的应急措施10

七、管道回拖注意事项.10

八、需求计划.12

九、主要安全技术措施.14

十、管道回拖施工计划.25

十一、管道回拖总平面图25

一、工程概况

1、****穿越位于********与****岛南尾之间，管道采用定向钻方式穿越****与****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F之间。

定向钻穿越管道直径为Φ3mm，材质为L485LSAW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.88m，管道实长2.09m。

根据地质勘探报告分析，穿越断面地层岩性主要为粉砂和淤泥。

2、本次穿越管道预制场地借用****环岛公路其中的一条车道作为管道焊接场地，管道在公路上布置长度为2150米，在耕地上布置长度为300米，管道回拖采用垫沙袋方式进行回拖。

因大部分管道在已经投入使用的公路上预制，因此本次回拖需对公路和来往车辆进行重点防护。

3、由于****定向钻穿越断面地质状况为粉砂夹淤泥或淤泥质土，在回拖时存在塌孔、缩孔等风险，为确保回拖顺利，除在入土侧使用00吨钻机进行牵引外，在出土侧安装00吨推管机对管道进行助推，减小回拖风险。

二、编制依据

1****管网二期工程****定向钻穿越施工图纸；

2******定向钻穿越施工组织设计方案；

3******定向钻穿越项目HSE计划。

三、管道回拖前施工准备

1、十字路口管道焊接、防腐

1.1为保证****岛环岛公路的正常通行，在前期管道焊接时，管道分两段焊接，暂时未连接去渡口方向的十字路口管道，共余5根管道及6道焊口。

根据施工计划，当****定向钻导向孔施工完成后开始连接两段管道，焊接剩余6道焊口，布管、对口、焊接按之前焊接施工工艺进行。

1.2因在十字路口焊接需要进行道路封闭，根据之前****公路管道焊接方案，所有行人车辆均需到管道两端绕行。

1.3管道焊接探伤合格后，进行管道防腐补口，因本工程设计要求按干膜法防腐施

工，防腐补口应符合干膜施工的工艺要求。

2、管道试压、清管、测径

2.1在管道回拖前应完成管道的试压、清管、测径作业，管道焊接防腐完成后，进行管道整体试压、清管和测径，施工方法见管道试压方案。

2.2因为管道试压、清管、测径存在较大的风险，在作业期间需要封闭除****大桥之外的所有涉及到的公路、乡间便道等，封闭期间应设置明显的封路禁行标志并安排专人在各个路口进行交通疏导。

3、管道防腐层检测

3.1在回拖之前，由2个人各使用1台电火花检测仪同时对整条管道漏点检测，发现防腐层破坏处用记号笔进行标记，再由防腐补伤人员按补伤工艺要求进行补伤。

3.2漏点检测除了管道支垫位置暂时检测不到，其他管道部位必须100%检测，不得有漏检现象。

3.3补伤完成后应再进行一次电火花漏点检测，确保管道防腐完好。

4、管道封堵

4.1在管道尾端用盲板封堵管道，防止杂物进入管道。

4.2在管道首端焊接回拖封头，回拖封头的焊接严格按管道焊接的施工工艺进行操作，确保焊缝在管道回拖中满足回拖强度，在回拖封头和管线连接的焊缝上加焊同材质加强筋板。

5、管道支垫

5.1为了防止施工对环岛公路的污染，因此在环岛公路上的管道均采用沙袋支垫，沿着管道布置的车道仔细检查所有管道支垫，确保每个支垫完好，如果沙袋、草垫和土工布缺少、损坏应采用2台吊车将管道吊起进行重新支垫。

5.2在耕地上预制的管道支垫可以采用土堆支垫（由于耕地内管道长度为300米，不具备挖发送沟条件，本次管道回拖全部采用支垫的方式进行回拖），管道支垫的高度以不刮蹭管道防腐层为宜。

所以支垫管道的土堆均为素土，不得有石块、水泥块、木质物等易刮伤防腐层的硬物，如发现有上述硬物，应及时清除。

5.3为防止管道在回拖时转弯处外弹而发生位移，在公路上的各个转弯顶点位置堆积足够的沙袋以阻挡管道外弹，在耕地上的管道可在转弯顶点位置堆积土堆阻挡。

本次回拖共有三个转弯处，回拖过程中管道受力及所需阻挡力计算如下：

F拉=F阻=μG，F拉为回拖拉力，F阻为回拖阻力，μ取0.1；

F挡=F弹，F挡为土堆阻挡力，F弹为管道弹力；

F弹=2F拉cos（α/2），α为管道转弯处夹角，分别为163.39°、168.54°、163.7°。

由于回拖管道有三个转弯处，所以靠近出土点的转弯处应考虑其后面转弯处的摩擦阻力，其摩擦系数取0.3。

根据计算得三个转弯处的阻挡力分别为：

F拉1=μG1=273538N

F挡1=7.9t；

F拉2=μG2+0.3F挡1=581992+23700=605692N

F挡2=12.1t；

F拉3=μG3+0.3（F挡1+F挡2）=717005+60000=777005N

F挡3=22t。

所以，管道三个转弯处的阻挡力应分别不小于7.9t、12.1t、22t。

根据上述计算在临近出土点位置管道弹力较大为22t，因此在此处堆土尺寸为10

（长）*2（宽）*1（高）米。

F挡土=μVρ（其中μ为泥土摩擦系数取0.5，V为挡土墙体积，ρ为泥土密度取2.5t/m3），计算阻挡力为25t,满足约束管道弹力要求。

同时使用挖机在次点备用。

其他弯点弹力较小，除堆沙袋外分别放置1台25吨吊车备用。

6、便道破路及封路

6.1在耕地段内管道经过两处乡间便道，回拖前应将乡间便道破除，检查管道底部和侧面应全部采用耕地软土支撑，不得有石块、水泥块、木质物等易刮伤防腐层的硬物，如发现有上述硬物，应及时清除。

6.2破路之后此两处乡间便道应全部封闭隔离，设置道路禁行标志，安排专人疏导

行人、车辆按既定方案绕行。

6.3为减小破路封闭交通对行人车辆造成的交通影响，破路时间安排在回拖前一天进行，管道回拖完成后立即回填并压实，恢复交通。

6.4对于便道破路封路前应提前三天通知周边各相关单位，以避免影响周边单位正常使用便道。

7、检测钻杆及回拖连接设备

7.1用超声波检测所有用于回拖的钻杆、卸扣、万向接头、回拖牵引封头等连接件，确保所有部件完好，如发现存在缺陷的部件应及时清除更换。

7.2对所有用于回拖的连接件进行保养维护。

8、安装拆除设备

8.1拆除出土侧200吨钻机、泥浆泵、泥浆处理器等相关设备，在出土点位置向入土点方向开挖20米管沟，管沟方向和角度与穿越曲线吻合，便于管道回拖时顺利入洞。

8.2调整回拖管线方向直冲出土点洞口，再将回拖管线垫起足够高度用以安装500吨推管机，推管机设置锚点，锚点要牢固可靠能满足管道回拖所用的推力要求。

8.3安装后调试推管机，对管道进行预推，保证推管机正常运行。

9、设备维护

9.1在管道正式回拖前，对钻机、发电机、泥浆泵、泥浆处理器、推管机等参与回拖的机械设备进行一次检修保养，确保工作状态良好；检查设备锚点、钢丝绳等，保证回拖工作正常顺利完成。

10、测孔修孔洗孔

10.1定向钻完成扩孔之后，应对穿越曲线成孔进行测量，针对测量结果进行修孔，确保管孔平滑符合穿越曲线要求，避免出现S弯。

10.2对管孔进行洗孔，确保孔洞满足回拖要求。

11、考虑到****定向钻穿越管道回拖存在较大难度，在管道回拖之前，由项目部召开针对于此次定向钻穿越回拖施工的专项施工例会，安排并组织好现场所有的施工工序的衔接问题，确定回拖组织机构。

明确各个岗位职责和操作流程和要求。

12、检查所有参与回拖人员的通讯设备，回拖前应提前充电完好，确保各岗位通讯正常不间断，设备内通讯设备如钻机、推管机等的电台、对讲机均应完好待用。

四、管道回拖

1、连接钻杆、φ0扩孔器、旋转接头、U形卡环、回拖管线，准备正式回拖。

连接顺序如下-000型钻机→65/8"钻杆→加重钻杆→φ50回拖扩孔器→旋转接头→U形卡环→工作管线00T型推管机。

（见下图）

2、回拖管道连接好后，再次检查并确认管道设备等连接是否完好，没有问题后启动入土点00吨钻机，进行管道回拖，观察钻机回拖力的变化，如果回拖力较大，则启动出土侧00吨推管机，在钻机和推管机同时操作时，应由总指挥统一指挥，信号明确，确保钻机和推管机工作同步。

3、在回拖过程中密切观察钻机的各种参数，如果出现异常情况，比如动力站旋转扭矩、液压压力、钻机拉力等数据直线增高，应立即采取措施消除缺陷。

4、回拖管道启动后，如钻机的回拖力不大≤200吨并且回拖平稳时，推管机停止推管，单独由钻机进行回拖，由于本工程管径大、穿越距离长，在回拖过程中可能发生塌孔或缩径等情况，造成回拖力增大，在回拖过程中随时启动00吨推管机，确保回拖安全。

5、管道回拖的泥浆方案：

在成孔良好的情况下，管道回拖力的构成主要有两部分，一部分是由于重力和浮力作用引起的摩擦力，另一部分是由于泥浆结构粘度引起的粘滞阻力。

通过改变这两个参数可以降低回拖力，有效降低施工风险。

针对这两个参数，回拖时的泥浆除满足护壁、防塌孔的功能外，在泥浆中适当加入无毒害的植物润滑剂可以降低管壁的摩阻系数，减小回拖力。

另外，提高泥浆的触变性能，在管道静止时，切力能较快增大到某个适当的数值，有利于钻屑悬浮，开始回拖时，可有效降低泥浆对管壁的粘滞阻力。

泥浆配制：

泥浆粘度要求50-55s

配方：

水+7-10%膨润土+护壁剂+泥浆润滑剂这一过程中泥浆用量主要是给洞中及时补给泥浆，预计泥浆排量约为1500~2000L/min，

压力约0.5~1MPa。

6、回拖过程中安排2人对管道支垫部位（之前因支垫部位没有检测）进行电火花漏点检测，发现漏点由专业防腐人员立即进行补伤。

全程安排线路巡检人员对线路进行观测管线回拖运行情况，如发现有划伤防腐层情况，及时排除补伤后继续回拖。

7、为防止管道尾端从沙袋上前移滑落碰伤路面，以及管道在转弯处横向外弹。

在管道尾端使用两台轮式转载机对管道尾端进行约束防护，其中一台装载机用10吨吊带将管道尾端锁死吊起，随着管道回拖前行托送，另一台则在管道前行的过程中及时抽掉管道下方垫的沙袋，确保吊装管尾的装载车正常行进。

8、在管道所在的耕地和出土点场地内各准备一台挖机，以防止管道回拖前进时出现异常状况，如发生异常立即进行处理。

尤其在管道转弯处应检查管道回弹情况，所堆的土墙应足够约束管道的回弹。

9、回拖力的计算

F拉＝πLf[-（D-δ）δ×7.85]+kπDL

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

D—管子的直径，m

δ—管子的壁厚，m

k—粘滞系数，0.01—0.03

式中：

L=****2432m、f取最大值0.2，D=0.813，δ=0.0159，k取最大值0.02。

经计算得F拉＝****回拖力为250.3吨。

10、管道回拖至入土点露出管道回拖封头，目测回拖至方便拆除回拖连接件和管道返平施工时，停止回拖，至此管道