浮山立交穿越工程施工组织设计.docx

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浮山立交穿越工程施工组织设计

XX市天然气利用工程狮子口阀室至钱塘江段、

江南段天然气高压管线工程

浮山立交定向钻穿越工程

施工方案

编制人：

审核人：

批准人：

二○一二年五月十七日

一、工程概况

1、工程地点：

设计桩号K2+813.79-K3+168.96

2、工程内容：

定向穿越浮山立交位置共1段，管线为直径φ610mm的钢管，穿越长度约为355.2米。

该穿越段位于绕城高速北侧及袁浦收费站南侧，起点位于浮山立交以东约33m，终点位于浮山立交以西约46m。

3、设计说明：

本次穿越的主管道规格：

φ610×11.9mm钢管，入土角为8°，出土角为5°，穿越深度为高速公路以下7米，定向钻穿越段管线水平长度约为355.2m，定向钻穿越弯管段曲率半径915m（1500D），本工程拟采用FKW-60型钻机施工。

二、施工方案

1、设计依据：

（1）建设方现场技术交底;

（2）施工现场状况及对周围地质勘察调查的资料；

（3）《水平定向钻进技术规范》中国非开挖协会。

2、施工工艺流程

3、施工步骤

3.1施工准备

3.1.1了解工程情况

为了做好管线穿越铺设工程，我们在施工前了解了穿越段在整个管线工程中的位置。

本段工程现场地势平坦，根据勘察资料分析，本工程管线铺设地段的地质状况如下：

1、素填土层：

灰，黄灰，稍湿，松散，无层理，成分以粉土为主，局部含有少量的碎石、砖块等建筑垃圾。

层厚0.5-1.1米。

2、层暗塘土：

黑灰色，流塑，无层理，土质中混有少量腐殖物。

层厚0.8米。

3、砂质粉土：

黄灰色，稍密，湿，略见层理，土质不均。

层厚3.1米。

4、砂质粉土：

黄灰色，稍密，很湿，略见层理，土质不均。

层厚6.3米。

5、砂质粉土：

灰色，饱和，稍密，略见层理，局部粘粒含量较高。

层厚2.0米。

6、淤泥质粉质粘土：

灰色，流塑，饱和，厚层状，粘塑形较好，刀切见黑色有机质斑，局部夹有少量的粉土薄层。

3.1.2物探、施工测量

在掌握了穿越管线有关要求后还要到穿越物现场进物探、施工测量，以进一步搞清和核实穿越段处的地表和地下情况。

物探工作包括两个方面，其一是施工区域内的管线等障碍的勘察，主要是通过仪器探测和收集有关原始资料及现场探查等手段来查清施工区域内，特别是出、入土点附近现有管线等障碍的种类及埋深；其二是地质勘察，主要是对出、入土坑附近及需铺设管线沿线进行，直接手段是开挖探坑，局部用小物钻等进行勘察，以查清地层结构及障碍分布情况。

物探是一项十分重要的工作，决定了非开挖铺管工程的成效和安全施工的关键。

施工测量是在工程设计施工图管位和建设方现场交底的要求基础上进行，对需要穿越管线段的地面相对位置尺寸、地形标高等进行实地测量，建立和完善控制点及相关数据，为穿越管线轨迹设计提供正确的位置数据。

3.1.3穿越管线轨迹设计

为了确保穿越管线施工质量和效益，定向钻穿越工程无论工程大小，都要进行穿越管线轨迹施工图设计，以达到穿越时不伤害其它已有管线或构筑物；穿越管线也不被其它已有管线和构筑物伤害或处在违规位置。

穿越管线轨迹施工图设计是依据工程设计施工图和现场物探、测量资料以及建设方现场交底资料要求进行。

主要完成管线施工时导向轨迹的平面图、剖面图和导向时定位倾角、深度数据表的设计，使待穿越铺设的管线的曲率半径和两端的倾角以及与附近障碍的间距等必须符合要求，本次穿越铺设的是钢管，按规范要求结合实际情况确定入土角和出土角分别是8o和5o，曲率半径在915m）。

经建设方和监理审核确认后指导管线导向。

3.1.4定位、放线

根据穿越管线轨迹施工设计图，项目部组织测量人员对待穿越管线中心线进行复测，做好标记，必要时埋设标杆。

并报建设方技术人员或监理工程师核查，以保证穿越施工中管线位置和标高的正确性。

对复核合格的导向线点、水准点，根据现场实际情况采取相应保护措施，保证开钻时使用。

确保工程质量符合设计和规范要求。

本工程导向轨迹线、水准控制点将根据施工设计要求在现场实际位置用灰线和标杆标示，并且请监理和建设方技术人员确认。

3.1.5设备进场

依据物探成果资料和管道设计位置平整场地，放置钻机。

用专用的锚具锚固钻机，并在规定的施工作业面的合适位置设置蓄水和泥浆池等设施。

3.1.6开挖工作坑

入土点开挖工作坑，。

出土点后端开挖工作坑和后续发送沟，并在管线回拖时沟内注水以保护管线。

3.1.7配制泥浆

钻进泥浆最基本的功能是维持孔壁的稳定性。

另外泥浆还有携带钻屑、冷却钻头、喷射钻进等功能。

泥浆的成分要根据地层条件、使用要求作调整。

管线与孔壁间的泥浆还有悬浮和润滑作用，有利于管道的回拖。

泥浆是一种清水＋优质粘土（膨润土）＋清水＋少量的聚合物的混合物。

膨润是常用的泥浆材料，它是一种无害的泥浆材料。

泥浆是在专用的搅拌池中配制。

钻进过程中，需重视泥浆粘度、比重和固相物含量等技术参数，当孔内情况发生变化时，将根据需要调整这些参数。

使用中从孔中返回的泥浆需经沉淀池或净化设备处理后再利用。

由于不含有害处理剂的膨润土泥浆散布在田野里对农业有利无害，所以在工程允许的情况下，泥浆配制时我们将尽可能不加有害处理剂。

泥浆粘度值表

管径Φ（mm）

不同地质泥浆粘度（s）

粘土

亚粘土

粉砂

细砂

中砂

粗砂

软岩石

钻导向孔

30～40

35～40

40～45

40～45

45～50

50～55

45～50

273

30～40

35～40

40～45

40～45

45～50

50～55

45～50

273～426

30～40

35～40

40～45

40～45

45～50

55～60

50～55

426～529

40～45

40～45

45～50

45～50

50～55

55～60

50～55

529以上

45～50

45～50

50～55

55～65

55～65

65～70

55～65

注：

泥浆粘度为马氏漏斗测量。

1）钻导向孔泥浆配制

通过查阅上表及结合穿越地质情况，确定泥浆粘度55s,控制失水量小于15ml。

配比标准：

钠基膨润土±5.5%;滤饼剂0.1%;润滑剂0.1%;增粘剂0.04%。

2）扩孔泥浆配制

设计要求：

泥浆粘度55s，失水量小于12ml。

原料配比标准：

±5.5%，滤饼剂0.1%,润滑剂0.1%;增粘剂0.04%。

3）管线回拖泥浆配比

泥浆粘度50s,失水量小于10ml.

原料配比标准：

±4%,滤饼剂0.15%,润滑剂4%.

3.2导向

导向在非开挖铺管工作中是一项十分关键的施工步骤。

导向能否成功及导向孔的质量如何，将直接关系到整个工作的成败。

导向时，尤其要注意导向孔的出土角、入土角、曲率半径和与相邻障碍物的间距必须满足铺设管线的要求。

（本次穿越铺设的是钢管，按设计要求入土角和出土角分别是8°和5°，曲率半径在915m满足规范要求1500D）。

为了精确控制标高和导向孔的曲率半径，使其误差在允许范围之内，为此采取以下措施：

1、选择精度较高、抗干扰能力强的导向仪。

2、严格按测定的水准控制点导向。

3、增加导向仪测量点数，原则上每6米（一节钻杆）测量一次钻头的深度、方位角和已放轨迹线的水平偏移量，并于测定的水准点和导向设计数据表数据相比较进行控制，使其误差控制在规范要求内。

3.3扩孔：

导向完成后开始利用回扩器进行扩孔。

（本工程中因待铺管道管径为610mm，拟采取4次扩孔，最终扩至750mm）。

并根据管段位置地质状况，采用符合管段处地质状况所要求的比重和粘度的非开挖专用泥浆，并依据地层稳定性情况，必要时再添加一些相应的处理剂材料。

泥浆通过专用泥浆搅拌系统搅拌充分。

根据扩孔扭矩和回拖力情况，合理调整泥浆用量和回拖速度，确保孔壁稳定。

施工过程中现场多余泥浆用专用设备运至指定位置排放。

本工程因待铺管道管径为610mm,拟采用五次扩孔,用φ400mm、φ600mm、φ750mm、φ900mm钻头各回扩一次，再用φ900mm钻头清孔。

3.4待铺设管线预制和试验

3.5拖管

扩孔基本完成后，将已组连在试验检查合格的管段上的拉管头与分动器相连牢固可靠，待铺设管段放置在土堆上，沟充水，靠近出土点附近开挖工作坑，以便管道顺利进洞。

在确认扭矩及回拖力满足拖管要求后，可进行拖管。

在回拖过程中，一方面要在管端回拖入洞后，在工作坑前派专人看管，认真检查管线外表情况，发现异常或外防腐层损伤，立即停机处理，修补好后重新开始回拖，另一方面，要密切注意钻机回拖力、扭矩的变化，通过调整泥浆流量、回拖速度、钻头转速，保证管道平稳顺利回拖，严禁蛮干。

施工过程中，随时注意洞口泥浆溢出情况，必要时将多余泥浆运走。

3.5．1回拖时拉力计算

F拉=∏L2f【D2r泥4-7.85ઠ1（D-ઠ1）】+k粘∏DL2

式中：

F拉—计算的拉力（t）；

L2—穿越的管段的长度（m）；

f—摩擦系数，0.1-0.3；

D—管子的直径（m）;

r泥—泥浆的密度（tm3）;

ઠ1—管子的壁厚（m）;

k粘—粘滞系数，0.01-0.03

所以F拉=3.14×355.2×0.1×0.214+0.01×3.14×0.61×355.2=23.87+6.8=30.67t

通过上述计算，本次穿越使用的60t钻机能满足拖管要求。

3.6复检和清退场

回拖结束后认真检查管线是否符合设计要求，符合要求后认真清理现场，恢复施工面原貌。

三、施工组织和进度

1、人员组织

序

号

岗位

人数

姓名

工作职责

1

机组负责人

1

根据法定代表人授权对项目实施全面管理

2

导向和定位人员

1

负责施工技术工作操作导向仪器

3

机长

1

负责钻具准备按导向人员要求组织施工

4

安全质检员

1

负责质量和安全工作

5

泥浆人员

1

负责符合要求的钻进液配供等工作

6

电气、机械维修工

1

负责设备的养护与正常运转工作

7

后勤辅助人员

若干

辅助生产，进行物资采购

2、主要机械设备：

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

导向钻进铺管钻机

FKW-60

台

1

2

导向仪

elicps导向仪

台

1

3

泥浆泵

HBW15010

台

2

4

发电机组

20KW

台

2

5

货运汽车

随车吊

台

1

运输工具车

注：

导向钻进铺管钻机性能参数：

转数（rmin）：

5～120

扭矩（N.m）：

0～18000

最大给进力（T）：

65

最大回拉力（T）：

65

（1）泥浆泵：

型号：

HBW15010

射流压力（Mpa）：

4～10

功率（KW）：

15

流量（Lmin）：

≤300

（3）钻具：

钻杆直径（mm）：

89

钻杆长度（m）：

6

扩孔钻头直径（mm）：

179～1000

3、工程进度

我公司将在接到建设方进场通知后20日内完成。

具体安排如下：

序号

工作内容

施工天数

1

2

3-5

6-18

19

20

1

进场、设备安装

2

工作坑开挖

3

导向钻进

4

扩孔

5

拉管

6

撤场