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1水水头头污污水水处处理理厂厂配配套套干干管管工工程程定定向向钻钻施施工工方方案案编制：审核：批准：日期：深深圳圳市市建建业业建建筑筑工工程程有有限限公公司司2目录1工程概况...............................................................11.1穿越概述............................................................12定向钻施工方法.........................................................12.1铺管技术...........................................................12.2地锚坑及排浆池.....................................................22.3钻机及被套设备就位.................................................22.4泥浆配制...........................................................22.5导向孔施工.........................................................32.6扩孔施工...........................................................32.7管线回拖...........................................................32.8设备撤场...........................................................42.9地貌恢复、泥浆处理.................................................42.10施工中应注意的问题................................................43主要机械设备及劳动力配备...............................................63.1主要施工顺序.......................................................43.2施工工期及施工进度计划.............................................43.3劳动力配备.........................................................43.4主要机械设备.......................................................54质量保证措施...........................................................64.1工程质量目标.......................................................64.2质量管理要求.......................................................64.3质量控制体系.......................................................64.2质量保证措施.......................................................75安全保证措施...........................................................75.1安全管理目标.......................................................735.2安全管理组织机构....................................................75.3安全维护措施.......................................................85.4安全保证措施.......................................................86文明施工、环境控制措施................................................106.1文明施工、环境控制目标............................................106.2文明施工、环境控制指标............................................106.3文明施工、环境控制措施............................................1041一、工程概况本工程位于大鹏南澳富民路与同富路，管线总长约为710米,管道采用PE管,直径为400毫米~500mm高强度加厚拖拉管材。根据本地段地勘资料显示，上部为填土层，中部为中粗砂层及砾砂，并含有部分次坚石，由于离海边近受潮汐的影响，本地质属典型流沙层。如采用明挖将对周边环境影响大：1、所有道路必须封闭；2、会引起周边建筑的安全；若采用旋喷开挖，由于受流沙的影响难以成孔，施工难度大，因此我司决定采用非开挖水平定向钻。1.1穿越概述将入钻口附近平整作为作业场地，占地10m×5m，为安全穿越地下市政管线以及不使路面冒浆，设计深度在3-12m，根据我司在湛江及汕尾相同地质条件的施工经验，我司拟采用以下两种穿越方案：一、采用70吨以上非开挖水平定向挤压成孔法：1、本工程由于需要打水平定向，因流沙及次坚石的影响，会引起导向偏离，我方决定采用先探钻，若遇小型次坚石，采用钻头推向左右两边；若遇大于80cm次坚石必须使用岩石钻，以保证水平定向平行穿透。(详见图纸)2受流沙及潮汐的影响，涨潮时扩孔后必定塌方，因此穿透后采用挤压成孔，使用三种化学元素护孔，通过扩孔器挤压后产生的化学反应，渗透到周边30cm以外，让中粗砂层及砾砂层凝固，可以达到强风化硬度的效果，如此反复五遍以上的使用，直至洞口达到拖管所需的直径，等退潮（即15：00时）后打5%的膨胀土让洞内产生光滑的效果，以保证管道外壁不受损坏，待涨潮（既20：00时）前将PE管从固定的标高拖出洞口。二、采用钢管套管强拉法：我司有450吨水平定向钻机一台，将400mm~500mm的PE管套在600mm~700mm的钢管内，待穿透后及扩孔器扩到800mm~900mm孔径后，由机器先将钢管强行拖到指定地点，然后将PE管固定在指定的标高，再将钢管拖出洞口后注入泥浆直至洞内泥浆饱满以保证洞内不会塌方。二、定向钻施工方法2.1、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2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迹先钻成一个先导孔，然后将导孔回扩，扩大至适合拟铺设管道的直径（根据经验，最终回扩直径按公式D/=K1D，式中D/为适合拟铺设管道的钻孔直径，D为拟铺管外径，K1为经验系数，视现场实际情况而定，一般为1.5。2.2、地锚坑及排浆池入土侧、出土侧泥浆坑尺寸均为3m×1m×1.5m（为保障入土角8度-15度）。地锚孔完成后，在地锚孔紧贴地锚打2个Ф50长1米的钢管桩,钢管桩高出地面0.2米，以确保钻机能稳定施工。对于施工过程中产生的泥浆，要及时运走，以免污染路面。2.3、钻机及配套设备就位我公司技术人员经现场勘查，把出入土点选择在地下无其他障碍的地段，以确保工作坑的开挖不受影响及施工完成后续工作能进行。确定入土点后，待所有设备进入施工现场后，进行系统安装，按照空中不布线的原则，所有电缆线、钻机配套设备（泥浆泵等）、各种水管线避开行车路线，放置在钻机之后。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、试运转，检查设备是否工作正常。2.4、泥浆配制2.4.1按照地质构造的不同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配方，由于本工程地质较为复杂，下部土层主要为中粗砂层，渗透系数较大，地下水位较高且为海水，普通淡水泥浆体系容易受到海水中钙离子、镁离子、氯离子的侵袭，导致胶体结构被破坏，降低膨润土泥浆的性能，增加施工风险，为确保水平定向钻在成孔、扩孔过程中不出现塌孔现象。我司将采用THR抗盐膨润土以及两种瑞士进口添加剂1、SurePac（主要用于在松散的砂质地层施工，可以有效的降低泥浆的滤失量，提高泥浆的护壁性能，防止塌孔）2、DrillGel（降低扩孔扭矩，提高泥浆切力，增强泥浆悬浮输送钻屑的能力）来进行护壁。2.4.2、泥浆配比：1.护壁添加材料：1、THR抗盐膨润土，2、SurePac，3、DrillGel。2.配比：本段管线工程靠近海边，下部土层为中粗砂层，渗透系数大，并受潮汐影响，在托管施工过程中护壁尤为关键。由于下部土层为中粗砂层，渗透系数大，在扩孔过程中泥浆流失量较大，为确保施工过程中不出现塌孔现象，在成孔后需要反复多次进行扩孔、注浆。经过现场60米拖管试验确定每m3泥浆需加入THR抗盐膨润土210kg,SurePac3公斤，DrillGel3升。33.每m泥浆外加剂用量：该段管线工程管道直径为500mm，故扩孔须达到800mm方可满足拖管要求。每米钻孔容积为0.4*0.4*3.14=0.5m3，松散砂质地层的系数为6，则每m泥浆用量为0.5*6=3m3，每米泥浆添加材料用量为1、THR抗盐膨润土=210kg*3=630kg，2、SurePac=3kg*3=9kg，3、DrillGel=3升*3=9升。2.4.3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添加适量的润滑剂，降低孔壁的摩擦系数，防止钻具粘卡。2.4.4防止冒浆预案：1、由于拟辅管道通过市政道路，施工时可能会出现两边钻孔被泥砂堵住导致泥浆不能从出入钻工作坑流出而压出路面，所以要密切注意泥浆压力变化，正常情况下泥浆压力≤2000KPa；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5-10min后，缓慢前行至泥浆压力突增处，缓慢钻进，待泥浆压力下降至≤2000KPa时，正常钻进；当出现泥浆压力突然降低时，此时泥浆已憋漏空洞，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漏地层。但施工段大多为砖石回填层，泥浆比较容易串出地面，这时只能在出浆处开挖一个出浆口卸压。2.5、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：导向钻头+无磁钻铤+钻杆,控向系统采用美国DCI公司生产的月蚀定向系统.导向轨迹的设计应尽量少穿回填层，即应大角度出入钻，但弯曲曲率半径应结合所拟辅设管道的性能指标及钻杆的受弯性能,因此导向轨迹的最小曲率半径设定为100m。2.6、扩孔施工2.6.1本工程拟采用直径φ300mm-800mm扩头扩孔，分五次进行扩孔，扩孔直径由小变大，依次进行。分别为300、400、500、600、800mm。扩孔施工中，如果遇到中、微风化岩层，可能难以成孔，需采用岩石钻进行扩孔。2.6.2根据地质情况合理确定扩孔器直径，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，减少卡钻。2.7、管线回拖回拖是定向穿越的最后一步，也是最为关键的一步。回拖采用的钻具组合为：钻杆+扩头+旋转分动器+U形环+铁制管头+穿越管线。管线回拖前用热熔法将PE管无缝连接并要求确保拖头焊接处密封，并把两根示踪线