定向钻专项施工方案.docx
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1、沁阳市引丹入城投融资+施工总承包建设项目穿越沁河工程定向钻施工方案国河南小建编制:校核:批准:河南水建集团有限公司沁阳市引丹入城投融资+施工总承包建设项目部一、编制依据2二、工程概况2三、地质概况2四、主要工3五、Ifc工布置3六、篇工进度计划4七、族工流程4八、定向站穿越施工5九、籁工监测16十一、劳动力配置计划17十二、机械、材料配置计划18十三、安全文明麓工措施19十四、麻记录21十五、组织机构图22十六、质量保证体系23十七、安全保证体系24定向钻穿越工程专项施工方案一、编制依据1 .1.6水利水电建设工程验收规程(S1.223-28);1.2、 水平定向钻法管道穿越工程技术规程(CE
2、CS382:2014):1.3、 油气输送管道穿越施工规范(GB5(X)69-2(X)7):1.4、 给水排水管道工程施工及验收规范(GB5O268-2OO8):1.5、 国家现行颁布的其他相关规范、标准及相关规程、手册等:1.6、 沁阳市引丹入城投融资+施工总承包建设项目施工招标文件及施工招标图纸等(合同编号:豫保沁阳水利(201602188):1.7、 施工图纸及地质报告:二、工程概况定向钻穿越工程为沁阳市引丹入城投融资+施工总承包建设项目工程,定向钻起点桩号S9+87O.448,终点桩号Sl1+450.448“穿越沁河、逍遥石河、杯截排工程三条河一次性穿越,进、出口曲线段圆弧半径取130
3、0m,穿越水平投影长度为1580m,穿越段管道采用DN800钢管,管道壁厚16mm,同时在出入土点附近分别设W.一道截渗环和回填黏土进行防渗处理。定向钻穿越施工入土点酸标X=38882IOO72,Y=403020.911,入土角控制在12:出土点坐标X=3886656.031,Y=402735.679,出土角10”,钢管外防腐采用环氧树脂,涂层厚度大于0.45mm。外防腐采用聚乙烯,涂层厚度大于016mm。施工区左右岸地势较平坦,左岸地面高程为11705-l2049m,右岸地面高程约为118m,穿越管道最低点管底埋深44.94m.三、地质概况根据钻探揭露,在勘探深度内地层共分为7大层,上部为第
4、四系全新统冲洪积形成的砂壤上、粉砂、中砂等为主,下部为第四系上更新统冲洪积形成的粉质粘土、细砂、圆砾、钙质结核等为主。在穿越深度范围内,主要涉及地层为粉土、粉质黏土、轻粉质黏土、重粉质黏土、粉砂、中砂、砾砂,局部为圆砾石。入、出土点曲线段穿越层虽然不在同一层位,但其主要为中砂、粉质粘土、轻粉膜粘土,对穿越影像不大,但个别地层存在中砂、粉砂和圆砾,对穿越影响较大:水平穿越段主要为粉质粘土,穿越条件相对较好-但应充分考虑上层中所夹杂的部分圆砾等透镜体对穿越旗工的影晌。本区地段动峰值为SlOg.抗震设防烈度为7度,地震动反应普特周期调整值为0.55s。在钻探揭露深度范围内,场地地卜.水类型为第四系松
5、散堆积层孔隙潜水,赋存丁、必及以下各U中.地下水主要接受河水、侧向径流和大气降水补给,排泄方式以人工抽取和蒸发为主,勘测期间为枯水期,地下水位111.98-155.23m,地下水位趋势整体呈北高南低。四、主要工程量主要工程量序号项目单位数量备注1DN800管道钻孔、回拖m1580水平校杉长度2DN1800管道饵接m1580水平投影KIft3土方开挖3m6374土方回填1m637五、籁工布置5.1 进场道路入上点进场道路沿市区城北路修建临时便道进入施工区。出土点进场道路沿308省道至出土点施工场区。5.2 施工用电、用水施工用电就近使用沁河堤防右岸变压器引出至施工场区,穿沁出入口施工用水就近分别
6、采用北截排水源及引水渠内的水源。5.3 工场区布置施工场区主要布置在定向钻入钻点,占地面积40mX50m,场区布良图如卜丁l5SJjSiI司站至泥浆泵及泥浆聊土频口1入土点M!4-I-M1.40m六、茂工进度计划从施工准备开始到恢复地貌结束,施工时前期设备进场、场地布置,后期的地貌恢史及其他工作均为正常施工时间,开始钻导向孔至管道回拖结束之间按两班制日夜施工,管道制作在施工期同步进行,计划总工期78天.序号工作内容时间(天)I施工准备、设备进场及安装、调试102泥浆配置,钻导向孔203扩孔364管道回拖25设备拆卸及退场、冷弯管安装1()6合计7S七、篇工流程定向钻施工主要包括测量放线、施工准
7、备、导向钻孔、管道制作、扩孔回拖、尾工处理等施工工序,施工流程见下图:八、定向站穿越Q8.1测量放线K根据设计图纸放出管线中心轴线;2,确定钻机安装位宽、工作坑位置、规划作业场地:3、笑核入、出土点坐标和两点间的水平距离。4、在入土点,根据管线中心轴线,测定钻机安装位置,蓄水池及钻进液池的占地边界线和工作坑等设施位置。5、在出土点,根据管线中心轴线、占地宽度和长度,放出管道制作场地边界线和工作坑占地边界线,并标出拖管车出入场地的路线和地点。6,根据施工图纸及现场实际地形设置地面信标控制槌,测出各控制桩的相对坐标,做好记录.7、根据设计交底(桩)与施工图纸放出使机场地控制线及设备摆放位置线,南保
8、钻机中心线与入土点、出土点成条直线。8.2 场地及道路整理1、修筑定向粘施工进场道路,满足施工设备、材料进场运输要求。2、对定向钻进出口场地进行平整、压实,搭设现场施工庆屋等临时设施。8.3 施工准备1、地锚箱埋设沿穿越反方向,距离入土点8m处开挖地锚坑,地锚坑长5m,宽3m,深1.3nu地锚坑底部平整用实后将地锚箱放入坑内,索苑地锚箱各侧每隔Im均匀打入U型钢板桩,钢板桩人十.深度不少于8m.用18#槽钢将钢板桩与地锚箱连接成一体。夯填地锚箱周固的泥土,使地锚与地面相平,待钻机定位准确后,将钻机的座架与地锚箱焊接牢固:2、钻机及配套设备就位及安装将拖车放置到预定的位置。取掉拖车上的尾部夹具。
9、把支撑板放在支掾回柱下,使用手柄顶起油缸。在拖车操作板上插入旁路插头。从控制盘启动柴油发动机。分开卡车并移走。在本次操作过程中拖车要总是保持水平。招驱动小车移到到滑架上的锁定位置,用导轨锁定装巴上的销锁住驱动小军。取掉拖车后的运输安全螺栓。然后打开导轨锁定装置。移动钻架之前,确保己经取下运输安全螺栓,注意在移动钻架前要完全松开导轨锁定装置.调节到预定的角度,然后通过驱动小车实现钻架移动使年架头部抵达地面。调节钻架倾斜油缸以达到钻架预定的入土角度,将钻探设番安装到地锚上。用夹紧设施固定钻探设备。连接上钻杆钻头,校核钻头中心轴线与设计轨迹延伸线是否重合,查看入土点位置正确性,如有偏差则调整机座板上
10、的螺栓位置.3、测量控向参数导向施工前,检查导向系统(接收器、发射器、远程同步监视器)的电源是否完好;检查接收器和远程同步监视器信道是否匹配,并测试施工区域干扰信号,确定合适的发射和接受频率.按操作规程标定控向参数,为保证数据准酹,在穿越轴线的不同位设测取,Il每个位置至少测四次,进行对比,并做好记录,取其有效值的平均值作为控向值。导向孔的钻进是整个定向钻的关键,直接关系到穿越工程是否成功,控向员开钻前要仔细分析地质资料,确定控向方案,钻导向孔时,控向m与司钻要重视每一个环节,认真分析芬项参数,互相配合钻出符合要求的导向孔。要随时对照地J贞资料及仪表参数,分析成孔情况,达到出土准确,成孔良好。
11、在定向钻进过程中严格控制角度变化,尽量缩短测量间隔长度,特别是遇到地层软硬变化时,参数测量间距不得超过2米,在调整方位和倾向时,要留有余fit,避免因调整过度而反我调整角度,以防止出现“S”型轨迹。钻机控向系统是依靠地磁场进行方位控制,通过钻头后面的探头将导向孔卷数传输到计算机。地磁场容易受到地下管线、地下电缆、地面高压线等金属构件的干扰,从而造成控向参数不准确.经现场踏勘,定向钻施工上方存在有高压线塔,为确保精度,每次施工前,用消磁仪对无磁钻键进行消磁处理,防止由于无磔钻铤被磁化产生磁场干扰,影响控向的精度。4、安装泥浆系统泥浆系统主要由两个泥浆回收池、两个储浆配浆罐、砂泵、泥浆除砂清洁涔、
12、泥浆除泥器、卧式沉降离心机、搅拌器、射流剪切混浆等装置组成,为钻机设备提供满足要求的的泥浆。将泥浆设备按工作流程顺序和使用说明书依次撰放在起,并连接其管路、走道、护栏、电源线等.进行设备全面检查,防止运输过程出现问题,检杳完成后逐个进行雌机试运。用清水进行泥浆系统整体联合试运,并调试直至正常.5、钻机选型综合考虑施工场地、地形条件、敷设管线直径、埋深和长度等因素,并参考设计单位意见,选择【可拖力不小于5()()的钻机进行穿越.6、泥浆配制泥浆是定向穿越中的关键因素,被视为定向钻的“血液”,其主要作用是携带和悬浮钻屑并排到地表、稳定孔壁和降低钻进时所需的扭矩和推拉力、冷却和冲洗孔底偌具。泥浆的主
13、要工艺性能是流变性和失水造浆性,现场控制的主要因素是泥浆的粘度、各种添加剂的配制以及泥浆的压力和流量.回流泥浆的处理:钻机场地和出土点谷有-个泥浆池,泥浆通过排浆池收集,经沉淀之后处理。由于穿越经过地层主要是粉上、粉质黏上、轻粉质黏土、盘粉质黏土、粉砂、中砂、砾砂。对泥浆的要求比较高,为克服对付这种不利因素,我们将采取以1措施:水源采取就近从河道中取水,用水泵输送至水罐内,在水珑中沉淀、过渡后配浆。按照实验室确定好的泥浆配比用膨润土加上泥浆添加剂,配出适合不同地层要求的泥浆。泥浆的性能要求:密度控制在(1.021.25)g/cm3,采用标准泥浆比重秤测定:黏度控制在35-65s,采用马氏漏斗测
14、量,每2h测量一次:PH值控制在971,采用PH试纸测试。泥浆在循环过程中因失水,携带钻销而变稍,应随时过渡及稀择,失水量控制通过添加降失水剂进行调整,般情况下失水量控制在I5ml3min,水敬性、易坍塌和松散地层控制在Ioml/3Omin以内。为f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设。泥浆的回收利用:钻机场地和管线组装场地各有个泥浆收集池,泥浆通过泥浆池收集,再经过泥浆回收系统回收再使用。泥浆的处理:苜先通过泥浆回收循环系统装置对泥浆池中的泥浆进行回收处理,达到节约泥浆材料,降低穿越成本,减少废弃泥浆量的目的.穿越完成后,对无法回收的泥浆用11i力沉降法
15、进行沉淀,晒干水份并聘剩余的泥浆用泥浆罐车运到郊区进行深埋处理。我们针对穿越经过地层主要是粉土、粉质黏土、轻粉质黏土、重粉质黏土、粉砂、中砂、砾砂。泥浆拌制如卜;水源的水经过沉淀存入水罐,在水中加入纯喊.使水软化。改善水域,同时提高水的PH值。加速粘土颗粒分散。针对地层特点,我们选用优质的定向钻高粘膨洞土和少量纯碱。必要时添加泥浆添加剂配出合乎要求的泥浆。为保证泥浆具有乩好的流变性、高携砂性、固壁和润滑性能,使用的泥浆添加剂有:降失水剂、提粘剂和防塌泡滑剂等。所加添加剂符合环保要求。7、钻机试粘钻机组装完成后,仔细进行检查确认无误后,严格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻。钻进1-2根钻杆后,
16、检杳钻机各部位运转情况,各项参数均正格时按次序钻进。8.4导向钻孔本穿越工程设计入土角12,出土角10:进、出口曲线段圆弧半径取13(X)11b穿越水平投影长度为1580mt,导向孔设计穿越曲线套数表序号管道分段起止点桩号管中心高程管道埋深I入上直线段起点9+870.448117.1(X)4.62终点9+929.688104.50817.683入土曲线段起点9+929.688104.50817.684占10+204.96176.10244.945水平直线段起点10+204.96176.10244.946终点11+107.86476.10237.327出土曲线段起点11+107.86476.10
17、237.328终点11+338.49997.17021.619出土直线段起点11+338.49997.17021.61IO兹占11+450.448116.9102.271、正式钻导向孔前,在钻杆前面安装无磁钻挺、无腑方向短节、无磁造斜短节、定位调整片等,然后接好钻头。2、开钻前先清洗泥浆过滤网,用泥浆冲洗钻头及其水嘴,并对粘头进行试运转,时间不少丁5min,确定机具各部位运转正常且钵头喷嘴有泥浆流动后开始钻进。3、为了控向方便,在曲线段每根粘杆倜整次角度,一次顶进长度不大于0.5m,分段施钻,延伸长度顶角变化均匀,每次调整的角度不得超过0.3,以便回拖顺利。4,钻进过程中随时测定钻进方向,根据
18、微机显示的数据分析钻头所在的位置等。5,控向人员随时监视和控制穿越曲线情况,控向过程逐渐实现,不要急剧调向,以防卡钻。应根据管径大小所决定的穿越曲线确定每根钻杆的折角。每四根钻杆的累计折角误差不得超过1.5度,且误差要随时调整过来。6、钻进过程中,如遇泥浆压力异常,应及时分析钻进情况,必要时抽回几根钻杆,调整钻进方向。7,钻进过程中,电工要随时检查和摆顺控向线,不得有绞结和破损处,以防止信号传递失灵.8、钻完导向孔,应用管钳拆除无磁钻铤,尽量缩短粘具在导向孔内停滞的时间“8.5扩孔钻进开始扩孔的前半段,要采取比较大的泥浆盘,利用泥浆的流动把孔内的泥土带到出土点。当扩孔中段,泥浆量要减小,因为距
19、离出土点与入土点都比较远,泥浆从这两点返出需要的压力较大,如果采取大的泥浆压力可能从沿线目出泥浆。在I可扩到距离入土点较近时泥浆排量再次加大,泥浆将从入土点孔洞返出。在每级扩孔施工中,要认我观察扩孔情况。如果发生扩孔不顺畅等,要进行一次洗孔。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张器水嘴的数量和直径,保证泥浆压力和流速,从而提高携带能力,减少岩屑床的牛.成。扩孔时按照设计要求适当控制回拖速度,随着扩孔器的增大,降低转速,使扩孔器边沿线速度控制在一个合理的水平上,按照设计扩孔参数平稳扩孔,操作员密切注意泵压、扭矩、回拖力的变化,严禁憋泵、憋钻,强行回扩。扩孔完成后,分析成孔情
20、况。扩孔和清孔时,要保持足够的排量。扩孔时密切注意扩孔器扭矩的变化和扩进速度的变化,不明原因的钻速突然下降,立即停止扩孔,分析犷孔器磨损情况,准确记录扩孔器的纯扩孔时间,正常使用情况下,在达到厂家推荐寿命的80%时就推出更换牙轮扩孔涔。1、本工程地质主要为粉质填土和细砂层,扩孔罂采用组合式扩孔器。2、扩孔过程采用分级方式扩孔,每次扩孔增加直径不大于100mm。线孔直径控制在IlOOmm左右。3、扩孔时应根据地质情况随时调整钻进液粘度,以坳保孔壁稳定,并根据现场扭矩情况适当谢整扩孔次数或增加清孔次数。4、每次扩孔前,都要用启动泥浆泵冲洗喷咀,检查有无堵塞情况,要确保喷明畅通,否则要用粗铁丝疏通。
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