水平定向钻穿越高速公路施工方案

煤层气输气管道工程

高速公路 水平定向钻穿越施工方案

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二O一二 年 十一 月 一日

高速匝道穿越专项施工方案 目 录

一、编制依据 ............................................................................................................................. 1 二、工程概况 ............................................................................................................................. 1 三、现场分析和方案选择............................................................................................................ 1 四、施工准备工作 ...................................................................................................................... 2 五、施工顺序及方法................................................................................................................... 6 六、穿越施工方案 ...................................................................................................................... 7 七、工程质量保证措施 ............................................................................................................. 17 八、文明施工、环境及安全措施 ............................................................................................... 20 九、HSE管理体系.................................................................................................................... 29 十、施工事故及应急措施.......................................................................................................... 32 十一、冬季施工措施................................................................................................................. 33

附图一 ：施工进度计划-横道图?????????????????????? 36

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高速匝道穿越专项施工方案 一、编制依据

1.1 设计文件

施工图。

1.2 现行的法律、法规

1）《中华人民共和国安全生产法》主席令第70号（2002）； 2）《中华人民共和国环境保护法》主席令第22号（1989）； 3）《建设项目环境保护管理条例》国务院令第253号（1998）；

4) 《中国石油化工集团公司安全、环境与健康（HSE）管理体系》Q/HSE 0001.1-2001。

1.3 遵循的验收规范、质量检验评定标准等

1）《油汽长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006）； 2）《油汽输送管道穿越工程施工规范》（GB50424-2007）； 3）《石油天然气金属管道焊接工艺评定》（SY/T0452-2002）； 4）《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103-2009）；

5）《石油天然气建设工程施工质量验收规范输气管道线路工程》（SY4208-2008）； 6）《石油天然气建设工程施工质量验收规范管道穿跨越工程》（SY4207-2007）。

1.4根据建设单位组织的现场勘察所获取的有关资料 1.5根据我公司现有的技术装备和施工能力

二、工程概况

高速匝道定向钻穿越工程,穿越总长为428米,经过勘察，本次穿越横跨太原环城高速罗城段及若干条匝道，环城高速车流量较大且作用非常重要。穿越入土点为距风峪河南岸35m的晋祠路东侧60m处，管端回拖深度为1.8m（管底）；穿越出土点为建材市场大院桩A102处，管尾回拖深度为1.8m（管底）；穿越管线最深处为入钻点水平下5m，高速路面以下12m,管道输送介质为煤层气。管线为Φ508mm直缝钢管外套3PE防腐层。

三、现场分析和方案选择

1.现场分析

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高速匝道穿越专项施工方案 通过对穿越地点地质的勘探，发现水平定向钻需穿越卵石层，卵石层实密度较好，而为了在水平定向钻过程中满足管道的曲率半径，必须穿越卵石层，这样虽不易塌孔，但使得钻进较困难。但由于环城高速车流量较大且作用非常重要，该段煤层气输气管线不能采用开挖敷设，顶管穿越工期较长，为保证工期进度，故采用定向钻敷设管道。

2.方案选择

为保证施工进度安全顺利，且不影响高速的正常运行，经与建设单位、设计院和监理

单位共同协商，针对罗城高速匝道的地理条件和实际情况，采用水平定向钻施工。

四、施工准备工作

1.施工设备

水平定向钻机、钻杆、发电机、泥浆泵、水罐车、硼润土、麻袋等。

2.测量放线

根据设计交底（桩）与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。

3.施工场地准备

施工作业带、管道预制场地的准备、入土点和出土点工作面的准备。

1）管道预制场地在罗城建材市场院内，所需预制场地长220米。但因罗城建材市场木材堆放场地局限，故预制4根9接1的管，每根107米。为不影响木材经销，故在施工作业带内挖一个长120米、宽1.4米、深0.6米的管沟，而后将预制的管其中两根拖拽至该沟内并做回填（图中阴影部分），再与建材市场院内的剩余两根进行组对焊接，（如图）过路地段需并列加设2根DN800的长度为6m的钢套管，在此过程中，所开挖的土方量为：

V=120*1.4*0.6=100.8m3

而在拖拽的过程中，为了减小摩擦力，并使防腐层不被刮伤划破，因而在管道底端垫装有细土的麻袋，麻袋上涂抹润滑油，每6m/个，垫高0.4米。

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高速匝道穿越专项施工方案 罗城建材市场大院木材堆放大院钢套管拖拽2根于该区域内预制4根9接1，每根107m木材拉运路木材拉运路107m120m阴影部分为宽1.4m、深0.6m、长120m预制管道的沟。管道预制场地示意图6m

2）入土点工作面：宽30米，长40米。而在入土点与晋祠路搭接处，需修筑5米宽的施工便道，并加以平整、压实，地面承载力满足运输机械要求。施工便道完成后，在钻机场地一侧挖泥浆池（15m*30m*2.5m)，同时排浆池底部采用防渗水工布处理，做好防渗措施。钻机场地油料区用砖砌隔离墙1次，4米宽，6米长，2米高。搭设泥浆料棚。场地四周挖0.8m*0.8m的排水沟并围栏。如图所示：

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高速匝道穿越专项施工方案 40m入土点30m钻机场地4m场地平整 碾压60m周围为林带（油松）AA晋 祠 路钻机场地的平面布置图

晋祠路与所钻机场地的林带区具有近2.8米的高差，由于晋祠路无法开挖降坡，为保证机械设备顺利进场，将拉运土方修筑施工便道，如下图：

±0.00晋祠路面林带地面施工便道13.15m-2.80钻机场地预制A-A剖视图

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12注：阴影部分为拉运土方回填量

高速匝道穿越专项施工方案 回填土方量计算如下： 已知晋祠路与林带地面高差为2.8米，坡度为12o，施工便道两边的放坡系数为1:1。 a、施工便道：V1=13.15*2.8*5/2=92.05m3

b、施工便道两边坡度：V2=13.15*2.8*2.8=103.096m3 则所需外运土方量为：V=V1+V2=103.096+92.05=195.15m

3）出土点工作面：宽30米，长30米。平整压实后，用于放置钻杆和出土点设备。在穿越中线的一侧挖泥浆池（8m*15m*2.5m)。在出土点位置顺钻机方向挖穿前发送沟，宽1.5m，深2.5m，长50m。

4）场地准备完成后，对机械设备进场道路进行修筑，并压实。路面承载力必须满足进场机械的要求。

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4.定向钻前期准备（如图）

管道预制场地在罗城建材市场院内，高速公路之间穿越距离428米，而为了防止管道在拖运过程中左右摆动，因而挖了一个长30米，宽1.5米，深1.8米的发送沟，在拖拽的过程中，为了防止管道的防腐层被刮伤，在管道底下每隔6米垫装有细土的麻袋，麻袋上涂有润滑油，且采用4台25T汽车吊、一台300挖机同时起吊并向前推进以减小钻机拖拽力。

428m泥浆池出土点发送沟钻机场地8m428mB管道预制场地泥浆池A高速匝道入土点水平定向钻施工平面布置图

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高速匝道穿越专项施工方案 4.材料准备

管材（A102—A103)共428米、热缩套36个、麻袋、润滑油。管材到位后，开始在预

制场地布管、焊接。

5.机械准备

主要施工机械设备见各项资源需要量计划。

6.建设单位提供相关的地勘资料

五、施工顺序及方法

1.穿越点位置

穿越入土点为风峪河南岸晋祠路东侧60m处，管端回拖深度为1.8m（管底）；穿越出土点为建材市场大院A102处，管尾回拖深度为1.8m（管底）。

2.穿越主要技术参数

序号 1 2 3 4 3 4 5 6 项目 穿越管径 铺管长度 穿越长度 拖管长度 入土角 出土角 管材 穿越管线曲率半径 Φ508mm 428m一条 428m一条 428m一条 5° 5° 甲供 Re=762m 内容 3.工程地质

穿越地层为杂填土，粉沙层，粗沙砾层，卵石层，穿越难度较大。

4.施工环境

本工程管线穿越轨迹距离公路较近，在有限的施工条件下，最大限度的降低穿越管线

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高速匝道穿越专项施工方案 对沿途道路的影响，以保证穿越施工安全成功。 5.交通条件

本工程位于晋祠路旁，交通条件较为便利。

6.主要工程量 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项目 钻机进场调试安装 导向孔钻进 一次预扩孔φ300mm 二次预扩孔φ400mm 三次预扩孔φ500mm 四次预扩孔φ600mm 五次预扩孔φ700mm 六次预扩孔φ800mm 清孔（φ800mm一至二次） Φ508mm管线回拖 单位 次 m m m m m m m m m 数量 1 428 428 428 428 428 428 428 428 428 备注 7.计划工期

钻机设备进场，满足施工要求，有效工期22天。(见附图一)

六、穿越施工方案

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高速匝道穿越专项施工方案 1.定向钻施工工艺流程

测量放线 三通一平 运布管 泥浆准备 组焊 钻机运输 钻机安装、调试 无损检测 补口补伤 清管试压 钻导向孔 预扩孔 管线回拖 设备拆除、退场 地貌恢复 竣工验收 2.穿越管道施工技术措施

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高速匝道穿越专项施工方案 （1）穿越管段预制完成后，在管端焊上回拖头，回拖头保证满足回拖力，同时完成打压、焊口防腐工作。

（2）出土侧需开挖发送沟,管线回拖时，须用4台吊车、一台钻机将管线同时吊起并向前推进，以保护防腐层和减少回拖力。

（3）管线和钻具的连接：钻杆+φ700mm扩孔器+50T“U”型环+回拖头，总体连接完成一起回拖。

（4）一切准备工作就绪后开始回拖，回拖时应一气呵成，中间不得停顿，直至成品管线拖至预定位置为止。

管线回拖前要仔细检查各连接部位的牢固。为保证回拖的顺利将采取以下措施： （1）连管回拖前，保证预制管线（至少出土点附近的200米管线）和穿越轴线的一致性，减少管线进入孔洞时的侧向摩擦力，确保防腐层完好进入孔洞。管道放置在装有土的麻袋上，离地0.4米，在麻袋上涂上润滑油（黄油等），以减小管线底部与地面的摩擦力。

（2）为了保证管线回拖过程中管线不左右晃动，回拖采用发送沟的方式进行。发送沟采用单斗作业，其尺寸为上口宽2.8m、下口宽1.5m、深1.8m，长30米；在挖发送沟时，计算好发送沟，特别是管线进入孔洞的这一段发送沟的坡度，确保发送沟，特别是管线进入孔洞的这一段发送沟与穿越孔洞的圆滑平缓。

（3）管道回拖前将检验合格的穿越段管线放入发送沟内，就位时布置4台吊车1台钻机，起吊高度以1m为宜，起吊点间距不超过19m，吊具用尼龙吊带发送沟内不得有石块、树根和硬物等，沟内注水，确保将管道浮起，避免管线底部与地层摩擦。 （4）在回拖作业时，增加高润滑泥浆，使高润滑泥浆象薄膜一样附着于表面。 （5）回拖前，对预制管线焊缝进行100%X射线探伤及100%超声波探伤，探伤合格后，按设计要求进行防腐补口，并对管线进行单独水压试压。准备好补口、补伤材料和器具及电火花检漏仪，安排专人巡视管线。

（6）在扩孔回拖时，把扭矩控制在合理的范围内，保证扩孔回拖时的顺利进行。 （7）回拖时注意加强两岸联系，时刻注意表盘的读数。同时，做好每一遍扩孔的记录，有助于下一级扩孔借鉴，使扩孔、回拖具有可溯性，保证扩孔回拖的顺利。

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高速匝道穿越专项施工方案 （8）根据地质情况及上一级扩孔情况，合理确定下一级的扩孔尺寸和扩孔器水咀的数量和直径，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，减少岩屑床的生成。以保证扩孔回拖的顺利。

回拖前后，准备好补口、补伤材料和器具及电火花检漏仪，安排专人巡视管线。 2.6.5回拖完成以后，设备退场，然后进行场地清理、发送沟回填地貌恢复。

3.劳动组织、主要施工机具配备及主要消耗材料

3.1劳动组织

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工 种 项目经理 技术负责人 队 长 控向员 司钻工 泥浆工 技术工人 普通工人 司 机 单位 人 人 人 人 人 人 人 人 人 数量 1 1 1 2 2 2 2 4 2 备 注 兼安全员 3.2主要施工机具配备

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

设 备 名 称 定向钻机 泥浆搅拌系统 钻杆 控向系统 地锚 柴油发电机组 汽油发电机组 挖掘机 汽车吊（25T） 污泥泵 清水泵 经纬仪 型号规格 单位 威猛D130×150 台 威猛 套 Φ89mm 根 月蚀 套 威猛 套 30KW 套 5KW 台 PC220 台 4寸 3寸 台 台 台 部 数量 1 1 90 1 1 1 1 1 4 2 1 1 备注 美国 美国 6.0m/根 美国 美国 钻机侧用 出土侧用

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高速匝道穿越专项施工方案 13 14 15 16 水准仪 现场通勤车 货车 钻机300 部 辆 辆 辆 1 1 1 1 3.3主要消耗材料

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 材 料 名 称 膨润土（一级） 固壁剂 润滑剂 纯碱 清屑剂 增粘剂 悬浮剂 纤维素 丝扣油 液压油 柴油 汽油 润滑脂 枕木 铁丝 铁丝 水龙带 水龙带 吊带 规格型号 NV-1 KH-931 RT-988 QH-352 PAC 锂基脂 8# 10# 3〞 4〞 单位 T T T T T T T T KG KG KG KG KG m3 kg kg m m 条 数量 180 5.0 6.0 3.0 6.0 4.0 5.5 2.0 130 150 7000 1000 110 6 40 20 300 200 4 备注 钠土 视地质情况而定 视地质情况而定 视地质情况而定 视地质情况而定 视地质情况而定 视地质情况而定 视地质情况而定 钻杆丝扣保护，进口 4.施工进度计划及工期保证措施

4.1各施工作业队和施工项目部的有关人员要按规定时间提交进度报告，进度报告必须含以下内容：

a、报告期内完成的主要工程量 b、工程进展情况

c、所遇到的问题和采取的措施

d、在下一个报告期预计要完成的主要内容

4.2及时汇总和分析报告，如发现进度滞后于计划，要分析产生问题的原因，

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高速匝道穿越专项施工方案 找出补救的措施，及时做出调整。

4.3做出调整修改计划，并及时通知有关人员。

4.4定期召开施工生产调度会，对施工所需材料、人员、机具、设备进行综合平衡，充分利用资源，在保证质量的前提下，加快施工进度，确保在规定时间内完成施工任务。

七、工程质量保证措施

1.质量方针和目标

质量方针：周密策划、严谨控制、不断改进、满足需求。 质量目标：

（1）总体工程质量达到优良； （2）管线回拖一次成功。

2.质量体系实施

施工全过程纳入公司质量保证体系，执行公司依据ISO9001—2000标准建立的质量体系文件，受公司质量管理部门的监督管理，同时对本工程建立的质量保证体系纳入监理的管理监督之下。

3.质量责任体系

项目经理为总体工程质量第一责任人。

项目部技术负责人负责本项目质保体系运行总体管理，对总体工程质量负主要领导责任。

施工作业队队长对本队施工的工程质量负主要领导责任。 技术管理人员对工程质量负技术责任。 施工班组长对本班组的施工质量负直接责任。

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高速匝道穿越专项施工方案 操作者对工程质量负直接操作责任。 质检员对管辖范围的质量监督检查工作负全面责任。

4.质量管理措施

4.1 工程质量管理措施

1、强化质量意识，坚持质量第一。

贯彻执行质量体系文件，严格按照甲方设计要求和国家规范要求施工，确保施工全过程工程质量处于受控状态，保质保量完成本次工程。开工前加强质量意识教育和专业技术培训，同时组织施工人员学习质量保证体系文件及施工技术要求，并做好记录；做到严格按照设计要求及规范规定施工，以良好的工作质量来保证工程的质量。

2、建立各项管理制度，使质保体系正常运转，施工中加强工管理，各工种、各岗位严格把关，认真执行“三检制”，并作好详细记录。

3、建立ＴＱＣ领导小组，积极开展ＱＣ活动，及时解决施工中的各种难题，确保每个工序质量都符合要求。

4、加强过程控制，做好图纸会审、交底等各项基础技术工作，严格按程序或作业指导书施工，监督上道工序，干好本道工序，服务于下道工序，工序间要有交接记录，把影响质量的隐患消灭在每道工序之间。 5、抓好原材料质量，杜绝劣质因素。

坚持原材料验收制度，把好材料进场关，使用管材必须有出厂合格证，材料规格必须与设计相符。

6、钻机及配套设备就位准确可靠，各岗位要严格按规定做好相应工作并认真填写施工记录。

7、钻导向孔不得急于求快，要认真复核，参数要求准确，偏差要符合规定，司钻、控向及泥浆等操作人员要按照制订的方案钻进，如有异常及时汇报，必要时征得建设单位同意和支持。钻孔曲线要圆滑，扩孔和回拖要耐心细致，且要作好详细记录以便分析复核。 8、现场技术人员应定期或不定期地进行检查，对施工情况进行了解，解决施工中存在的问题。

9、管线检验合格、钻具及拖管头可靠联接后方可回拖。回拖中耐心细致，注意参数变化，设专人巡线，集中精力，两岸加强联系，不得出现碰伤、划伤等质量事故。

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