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中核四达监理QC小组成果汇报•课题名称：怎样提高定向钻水平穿越质量•小组名称：漳州核电淡水管线项目QC小组•登记号：QCXX－2017•课题类型：施工实践型•二O一七年十月所在部门监理公司登记号QCXX－2017小组名称漳州核电输水管线项目QC小组成立日期2017年3月1日登记日期2017年3月15日课题名称怎样提高定向钻水平穿越质量组长姓名康增环职称工程师课题类型施工实践型预计完成时间2017.10.30计划目标通过这次QC活动来提高定向钻穿越控制质量，保证一次拖管通过率达100%。小组成员表序号姓名性别职称序号姓名性别职称1李程卓男工程师2刘运田男工程师3宁庆阳男工程师一、QC小组概况二、课题选择•漳州核电淡水管线项目总长约43公里，所处地区地势复杂，需横穿两座山、县城主干道、高速公路、国道、河流等，不便采取直埋、高架等施工方式，最适合于水平定向钻穿越，水平定向钻穿越的进度、质量、费用直接影响了整个淡水管线工程的工期、质量和造价。从人机料法环上对定向穿越进行全面质量控制，一次拖管成功是关键，故本课题选择提高定向钻穿越控制质量，保证一次拖管通过率达100%。•本课题主要设备为定向钻机，下面为所用两种定向钻机及其型号：GD1100—L型水平定向钻机GD1100—L型水平定向钻机GD1100—L型水平定向钻机参数最大推拉力1150/1170KN最大扭矩4300N-m最高推拉速度4526/min最高回转速度85r/min发动机功率264KW入土角10—18度泥浆泵最大流量750L/min泥浆泵最大压力10MPa最大回扩孔径1500mm最大施工距离900m定向穿越施工钻机GD380B-L定向穿越施工钻机GD380B-L铭牌三、活动计划•QC小组3月1日进行了第一次讨论会，大家学习了QC小组的知识，对以前发生的质量问题进行了总结，根据工程进展情况和现场条件制定了详细的活动计划，从2017年3月1日开始至2017年10月30日结束，具体活动计划内容如下：时间安排阶段内容3月4月5月6月7月8月9月10月P选择课题现状调查目标设定原因分析要因确认制定对策D实施对策C效果检查A巩固措施总结打算计划时间实际时间四、现状调查•云霄县地形特点高低不平，沟壑纵横，丘陵复杂多变，有冲洪积层、淤泥层，也有中风化凝灰岩、强风化凝灰岩、强风化花岗岩、土壤含水率较高、有流沙地段，给水平定向穿越施工带来一定难度，新到的施工队伍对当地的情况不熟悉，需要有一定的熟悉期，故在施工中存在员工对出现新的状况处理不及时、施工方案针对性较差，使施工过程中出现了一些问题，加大了施工成本，影响了施工进度，这些问题经过调查，归纳如下：1、导向仪导向错误造成重新打孔2、冒浆现象3、塌孔现象4、钻头损坏5、拖管过程中防腐层破损序号出现问题次数情况描述及影响后果调查对象1导向偏差2“蛇形”线路孙坑及凤兴两处施工地点出土角偏差导向孔作废2冒浆现象3影响环境3塌孔现象1拖不过去4钻头损坏1增加成本，影响进度5防腐层破损4影响拖管进度各类问题出现频数调查统计表各类问题柱状分布图012345防腐层破损冒浆现象导向偏差塌孔钻头损坏系列1序号出现问题次数排序所占比例比例累计1防腐层破损437%37%2冒浆现象327%64%3导向偏差218%82%4塌孔19%91%5钻头损坏19%100%各类问题所占比例排列图下：各类问题所占百分比例图防腐层破损冒浆现象导向偏差塌孔钻头损坏通过以上问题所占比例得出结论：A类：防腐层脱落、冒浆。B类：导向偏差。C类：钻头损坏、塌孔。所以防腐层脱落、冒浆是重点要解决的问题。五、目标设定•QC小组于2017年3月16日召开了会议，对定向施工穿越过程中存在的问题进行了讨论。根据存在的问题，确定了本次QC活动的目标是详细分析造成以上现象的原因，找出要因，加强事前控制，对各种地形做到心中有数，针对不同地形制定专项施工方案，规范技术交底，规范要求，制定相关的操作规程，最终目标保证拖管一次通过率达100%。六、原因分析针对定向钻穿越施工控制过程中的问题现状，结合QC课题开展的思路与方法，对每个问题从“人”、“机”“料”、“法”、“环”“测”六个方面进行分析如下：•1）、操作人员对新进的外国进口设备不熟悉，对定向钻操作人员发出指令滞后。•2）、导向仪没有经过法定部门重新鉴定。•3）第三是路线较长，钻杆调整不及时造成废孔。1、导向孔偏差的原因•1）、人的因素：由于操作人员为了赶进度而将泥浆泵压力调整过大，造成冒浆现象。•2）、机械因素：压力表没有及时更换过期使用，灵敏度差，员工对压力造成误判。•3）环境因素：在出土角造斜阶段离地面较近，土壤压力低容易造成冒浆现象。2、冒浆原因•1）、环境因素是首要因素，特别是通过河道时遇到流沙地形，造孔不容易，很容易造成塌孔，福建地区多雨，扩孔过程中遇到大雨也是不利条件。•2）、物料因素：成孔液配比不当：成孔液在定向钻穿越施工过程中起排除钻渣、保护壁孔、堵漏、平衡地层压力、冷却钻头、润滑钻具与孔壁、软化硬岩土和进行导向水射流等作用，润滑液配比不当造成塌孔现象。•3、人的因素：操作时泥浆泵流速过大时有可能将孔壁冲坏，造成塌孔。3、塌孔原因：4、钻头损坏原因：1）、人的因素是要因：员工对技术交底不重视：技术交底是操作的核心，个别员工对技术交底不重视，遇到碎石层没有及时调整，影响了进度，造成了损失，例如在孙坑右侧管道中遇到最复杂的碎石层，员工没有及时更换钻头，而是一直钻下去，认为使用的钻头钝了，造成钻头损坏了3个钻头，换上牙轮钻头后很快通过了碎石层。2）、机械因素：对福建云霄地区的复杂地形没有充足的认识，没有准备充足类型的钻头。5、防腐层破损原因：•1）、人的因素：1、焊接时有错口现象。2、员工对钢管底部除锈打磨没有引起足够的重视，有锈渣造成防腐层粘着力差。•2）、材料因素：PE防腐层粘着力差，在拖管过程中摩擦力大容易脱落。•3）、施工方法：没有对管道进行预热。•4）、测量因素：对防腐层厚度、缺陷没有进行检测。•5）、定向钻穿越施工方案不合适：曲率半径过小，扩孔半径过小，出土角过大。•6）、孔洞内部有弯曲现象。•7）、洗孔次数少，孔洞有部分塌陷现象。•具体原因列表如下：序号原因1错口2除锈不彻底3没有预热4防腐层缺陷、防腐层厚度无检测5曲率半径过小1400D6孔径过小1.4D7洗孔次数少（1次）8孔洞弯曲曲率半径过小1400D法人环测防腐破损错口除锈不彻底防腐层缺陷无检测防腐层厚度无检测孔洞弯曲没有预热孔径过小1.4D洗孔次数少（1次）防腐层破损原因鱼刺图七、要因确认对造成以上缺陷的原因进行综合分析归纳要因如下表所示：序号出现问题主要因素1导向偏差导向仪不灵敏，操作不熟练2冒浆现象操作压力大，距地面较近3塌孔泥浆配比不合适4钻头损坏没有针对不同地质情况更换不同钻头5防腐层损坏防腐层制作缺陷，孔洞缺陷八、制定对策•1）、加强技术交底的监督力度：参加施工单位的技术交底并对关键操作要点进行详细说明。增加班前会和班后会以及技术评比，使每个员工时刻绷紧质量这根弦，在操作中时时注意。•2）对定向穿越施工钻机进行了全面检查和大修，更换了发电机过滤器，检查和更换了油管，使跑冒滴漏有了很大的改善，对压力表进行了全部检查和更换，增加了操作的准确度，杜绝了因仪器不准造成的误差。•3）、对施工方案进行新的补充：对曲率半径、扩孔直径、出土角重新测算，对管段回拖力、扭矩、回拖速度进行了规定。专项具体对策如下：1、导向偏差对策1）、对进口导向仪重新进行了校验，保证了测量精度。2）、在能放线的地方先进性人工测量放线，使用导向仪时沿放好的线前行，杜绝了人的运行轨迹的误差。3）、更换导向马达。2、冒浆现象对策•1）、更换泥浆泵压力表，使泥浆压力显示更加准确。•2）、对泥浆泵操作每两个小时做一次检查，杜绝员工急于完成工作将泥浆泵压力调整过大。•3）、出土角处最容易冒浆，在出土角处用钩机先开挖放送沟，减少了距地面距离较近处的冒浆现象。3、塌孔现象对策•1）、对地形做细致勘察，特别是河道下面地质情况比较复杂，经常有流沙，对河道地形勘察打三个孔，河道中间一个，河道两岸各打一个，对定向穿越施工提供地勘保证。•2）、对泥浆配方进行及时调整，对地质差的地方在泥浆中添加固化剂，配制专门的护壁泥浆：。•下面是针对不同地形的泥浆粘度配方：不同地质条件泥浆粘度配比表项目管径地质（s）粘土亚粘土粉砂细砂中砂粗砂砾砂岩石导向孔/35～4035～4040～4545～5050～5540～50扩孔φ426～φ71140～4540～4545～5050～5555～6045～553）、添加测量器具，对水的PH值、泥浆密度、泥浆粘度、泥浆失水量、土壤含沙量进行详细检测。•3.1）、采用PH值试纸检测配浆用水的PH值•3.2）、采用泥浆密度计检测泥浆密度；•3.3）、采用马氏漏斗检测泥浆粘度；•3.4）、采用气压式失水仪检测泥浆失水量•3.5）、用固相含量测定仪测量含沙量。4、钻头损坏对策1带腰笼翼状适用于较硬土层、夹杂硬的矿物结核的扩孔。加大直径方便，缺点是向右下方爬行。需专门清孔，带腰笼翼状增加了腰笼，起到扶正器作用。旋转阻力较低2螺旋型在挤压树根、碎石类等中、软土壤中通过障碍能力强，成型好、清孔工作小、铺管阻力小，属于挤压性钻头，需大扭矩。3凹槽状适合于在砂层或含有石块的紧密砂层中。凹槽状流线型设计易于泥浆流动和钻头清洁，具有挤压和切削双重功能。4牙轮式适用于硬脆碎岩石或强风化一半风化的岩层。5双向纺锤形适宜于粘土。泥浆在钻头体外流动自如，钻头自洁能力较强。6环刀性适用于软土层。针对不同的地质层准备了多种钻头，使用特点如下：五、防腐层破损对策序号原因对策1错口制作对口专用工具对口2除锈专门检查3没有预热对管道进行预热4防腐层缺陷、粘结力没有检测电火花检测缺陷磁性测厚仪测厚度5曲率半径过小1400D加大曲率半径1500D6孔径过小1.4D加大孔径1.5D7洗孔次数少（1次）增加洗孔次数8管道有弯曲现象见下页减少管道弯曲对策•1）、尽量采用反向回拉扩孔，这样钻杆在回拉时起一定导向作用。•2）、用多切削刃钻头，互为交错式切削钻头，•3）、减小转速。•4）、一次扩孔不要太大，一次扩孔太大，会造成停留时间长，加速钻头下沉。•5）、选择葫芦形、双向纺锤形钻头，不使用翼状钻头（翼状钻头前进时向右下方爬行，使钻孔弯曲，适合于较硬地层，）。如弯曲较明显，用环刀再修复。•6）、采用扶正器减少弯曲。九、实施对策对策落实需要建设单位、施工单位、监理单位的共同配合，及时进行沟通，深入现场的监督和指导是关键，我们进行了细致的工作，特别是解决防腐层在拖管过程中的破损问题从坡口组对、除锈、焊接、无损检测到管道预热、防腐层施工、拖管进行了全程跟踪监督，下面是对策实施过程中一些图片及说明：与施工方、建设方现场及时沟通新对策落实1、对导向仪操作进行现场分析指导2、检查设备、入土角、扭矩及操作过程，杜绝冒浆3、检查泥浆配比使用效果，杜绝塌孔现象4、督促施工单位及时更换钻头，避免钻头损坏5.1专用对管工具对管，避免错口造成防腐层不平5.2跟踪检查焊接工作5.3检查焊缝质量和除锈效果，避免防腐层粘着力差5.4焊缝超声波检查5.5焊缝无损检测底片检查5.6跟踪检查防腐层操作，避免破损5.7使用葫芦形钻头，减少孔洞弯曲扩孔器扶正器扩孔器、扶正器连接示意图扩孔方向扶正器示意图5.8制作、使用扶正器减少管道弯曲现象十、效果检查•通过这次活动，使在海峰村、下径村段的定向钻施工中拖管一次通过率达到100%，出土点偏差不大规定20mm，导向孔曲线偏差均在允许范围内，没有因为导向错误造成废孔，防腐层没有破损，由于及时更换钻头，没有出现钻头损坏现象，达到了预期效果，由于泥浆配比及泥浆泵操作规范化，没有了冒浆、塌孔现象，使周围的施工环境有了极大的改善。列表如下：QC实施前后效果对比图序号出现问题实施前故障次数实施后故障次数1导向偏差202冒浆现象303塌孔104钻头损坏105防腐层损坏40十一、巩固措施•当一个好的方案、方法出来的时候，对效果的巩固很重要，即标准化、制度化。