定向钻专项施工方案

目 录 00 汝州市第三水厂PPP项目第一标段

人工顶管专项施工方案

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河南七建工程集团有限公司 二0一六年八月二十日

目 录 一、工程概况 ……………………………………………………… 2 二、地质条件 ……………………………………………………… 2 三、编制依据 ……………………………………………………… 2 目 录 11 四、定向钻施工工艺流程及方法 …………………………………… 2 五、钻机性能及相关配套设备 …………………………………………7 六、定向钻施工措施 …………………………………………………7 七、管道回拖力和泥浆配比 …………………………………………9 八、施工进度计划 ………………………………………………… 10 九、质量保证体系及措施 ………………………………………… 10 十、文明施工现场措施 ………………………………………………11 十一、施工现场安全措施 ……………………………………………12 十二、人力资源计划 …………………………………………………15 十三、主要机具使用计划 ……………………………………………17 十四、其他说明 ………………………………………………………17 附表一 ………………………………………………………………18 附表二 ………………………………………………………………19 附表三 ………………………………………………………………20 附表四 ………………………………………………………………21

一、工程概况 本工程为汝州市城区配水管网第一标段工程。本标段内最大挖深为4.27m。本标段位于汝州市城区，这次定向钻施工主要有PE165/PE300两种管材，共55处总长约3500米，分别穿越宏翔大道和梦想大道。

二、地质条件 无详细地质资料,根据开挖工作坑的路基剖面情况现场分析确认。

三、编制依据 1、现场踏勘场地情况。 2、本工程设计图纸． 3、国家有关规范、规定以及检验评定标准、技术要求。 4、《水平定向钻进管线敷设工程技术规范》。

四、定向钻施工工艺流程及方法 (一)工艺流程（详见附表一） 现场勘察→穿越曲线设计→钻机设备就位前准备→出入点工作坑开挖→钻机就位→钻导向孔→扩孔→回拖→机器出场→现场清理。

(二)施工方法 目 录 22 ⒈现场勘察

⑴现场勘察资料既是导向孔轨迹设计的重要依据也将决定施工难易程度，需要施工的部位多变化大，同时做出相应应急方案。

主要应确定以下内容：钻孔轴线和地面走向，地面相对高度，确定导向孔造斜长度和入钻点位置，铺管长度，布管位置；钻机等设备进出场路线、道路情况以及钻机和配套设备布置所占用的场地和空间。

⑵测量施工所在地的地形地貌、地下管线走向及埋深情况，找准入钻点的准确位置。 ⑶调查落实设备进场路线、钻杆倒运路线，行人来往通行规律，应采取安全措施，确保管线工程顺利施工。

⑷复查施工所在地的污水管、自来水管、高压电缆和通讯电缆位置及埋深是否和本次工程穿越的管道交叉。

2.钻机设备就位前准备 ⑴施工设备进场前要求场地达到三通一平，确保施工设备顺利进场。 ⑵对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测，路面所有井孔都要下井查清。 ⑶根据施工现场情况，确定导向孔轴线。 ⑷因施工现场路面是柏油,钻机地锚直接用铁桩锚固。 ⑸入土端开挖2.0×1.5×1.0米的工作坑，出土端开挖4.0×2.0×1.5米的泥浆储运坑，具体位置视现场而定；如路面以下路基的构成为不宜穿越的砂砾石层，则工作坑须适当地延长并加深，以使入出土点及穿越曲线能够在土层中。

⑹为避免由于泥浆流量太大，对周围环境造成影响，施工中要及时清理泥浆。 3.钻机就位 ⑴根据导向孔轴线，校定钻机位置轴线，定位、锚固钻机。 ⑵根据现场实际情况 ，规律摆放泵站、固控、储浆罐、发电机组等设备，本工程穿越场地要求11.0米×5.0米。

4.开钻前准备 ⑴检查钻机的机械、液压、电气、电控等系统，空车试运转情况要达到最佳状态。 ⑵检查控向仪器，仪表，发射接收系统及计算处理功能是否正常。 ⑶泥浆配制系统的设备运转是否正常。 目 录 33 ⑷准备好钻具，包括导向钻头、扩孔钻头、磨孔器，钻杆为经过检测允许使用的钻具（选择优良且保险系数大的钻具）。

⑸发电机组试运转正常，油料保证及时补充。 5.钻导向孔 ⑴根据地层情况，选择并设计出导向孔轨迹曲线。 ⑵钻导向孔的成功与否关键在于如何成功导向的问题，故此在钻导向孔时按照地质构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案，规定在不同的地质情况下选用不同的泥浆配方，充分提高泥浆的护壁能力，降低土层的摩擦系数，从而可以防止钻具粘卡。

⑶为保证预扩孔及回拖工作的顺利进行，钻导向孔时要求每根钻杆的角度改变量最大不应超过2°，连续4根钻杆的累计角度改变量应控制在8°以内（钻杆每节3米）。

⑷经过施工负责人对轴线及钻机就位情况进行校准，检查无误后方能开始钻进施工。探头装入探头盒后，标定、校准后再把导向钻头连接到钻杆上，转动钻杆测试探头发射信号是否正常，回转钻进2m后方可开始按照设计轨迹进行穿越。

⑸导向孔完成后，经施工负责人检查合格后方可进行预扩孔。 6.扩孔施工 根据管线直径，采用扩孔器扩孔施工，以满足管线回拖施工的要求。 7.管线回拖 ⑴拖管前准备工作 ①本工程自来水PE管材采用焊接方式，一次性熔接完成并沿路边缘摆放。 ②钻杆后面依次连接扩孔器、分动器、管线拉头，认真检查各部位连接处是否牢固,要做到100%的把握。认真检查扩孔器水眼是否畅通，分动器转动是否正常（用前必须注油）。复查钻机、泵站、发电机组等重要设备运转是否正常，油料、辅件充分，确保万无一失。

⑵管线回拖 管线回拖是整个穿越工程最后也是最关键过程，各部门各岗位密切合作协调统一行动： ①现场技术负责人必须掌握现场各工位情况，随时处理拖管中出现的问题，并有相应的预备措施。

②现场负责人深入了解各工作环节状况，是否具备拖管条件，确定无误时再下拖管命令，并进行统一指挥。

③管线回拖时应根据场地和路面情况而安排、指导、协调人员，要保持联络畅通，使回拖中行动一致。 目 录 44 ④钻机操作要时刻注意钻机仪表的拉力、扭矩并控制管线回拖速度，增大泥浆排量,降低泥浆压力,从而保护孔壁；保证孔内有充足的泥浆,有利管线回拖。

⑤管线回拖时确保泥浆质和量充分供给，添加合理。 8.管线回拖终结 管线回拖到设计位置后，应请甲方、监理到现场检查验收，并办理相关手续，即穿越任务结束。

9.钻机及配套设备转场，现场清理。 10.施工工艺流程图(见附表一)。 五、钻机性能及相关配套设备 1.钻机性能 地龙DL-320型钻机具有优越的钻进性能，回拖能力为32KN。 2．钻导向孔曲线控制，并采用月蚀仪器探测，确保一次导向成功。 3．泵站：泥浆是钻进过程中不可缺少的，对工程施工起到重要作用，泵站也是泥浆的供给处。 4．工程施工用水施工方协调自行解决。 5．通讯：项目部配有对讲机和多部移动电话，能够确保场内外通讯畅通。 六、定向钻施工措施 1.导向孔施工措施 为保证导向孔与设计曲线相符合，采取如下措施： ⑴在导向孔钻进前，应精确测好穿越曲线，经技术负责人确认。 ⑵钻导向孔时，认真填写控向记录，穿越工程造斜段单根钻杆的角度变化值应严格控制在2°以内。

⑶钻进过程中，应保持导向孔与设计曲线的符合性。当导向孔发生偏离时，应及时纠偏，避免导向孔出现“S”弯。

⑷钻进过程中，泥浆压力控制在4-9MPa之间。 2.防止塌孔技术措施 在满足管道回拖要求的前提下尽可能选择小的扩孔直径，确保钻进液充满整个孔洞；为防止塌方,要增加使用针对砂土的高性能的膨润土及化学泥浆,发挥其护壁、润滑等性能。 目 录 55 3.穿越工程施工技术措施

⑴严格按照施工方案施工，必须确保导向孔在地面扰动层以下穿越，本工程应根据导向孔的设计曲线严格准确的实施。

⑵在施工中，根据钻机回扩孔压力情况，控制回扩速度，减小扩孔对地层的扰动。 ⑶加强泥浆作用，严格按照本穿越工程地质报告出示科学合理的泥浆配方，提高泥浆护壁性能。

(4)提高工作效率，缩短施工工期，降低施工风险。 七、管道回拖力和泥浆配比 回拖力理论估算： F=|(PO-P1)|×L×f F----管壁与孔壁间的摩擦力（KN） f----土与管壁间的摩擦系数（0.2—0.6） PO----管子每米长的重量 P1----管子每米所受的浮力 L----铺管长度 Po = π/4(D2-d2)×1×7.8×103×9.8 D —— 管子外径尺寸（m） d —— 管子内径尺寸（m） Po =3.14/4(0.64-0.4984)×1×7.8×103×9.8 =0.875KN/m P1 ：在未入孔之前，没有浮力。在孔洞中，P1=π/4×D2×λ λ—— 泥浆比重：膨润土配置的泥浆 1.02 – 1.03；化学聚合物配置的泥浆 1 P1=π/4×D2×λ=3.14/4×0.64×1.03 = 0.517 KN/m F=|(PO-P1)|×L×f =|(0.875-0.517)|×230×0.4 =32.9KN（约3.3T） 注：以上估算公式中，因整个过程管材受力较复杂且不断变化，会受诸如：管材、壁厚、土质、土层间隙、土层含水量及渗透性、泥浆原料、泥浆浓度、导向孔曲率半径等 等因素影响而出现不同的情况。在实际应用中，应初步估算，适时修正，从而顺利完成施工。 泥浆配比：泥浆采用膨润土（捷高土）、聚合物、润滑剂及添加剂混配的防沙体系，根据业主提供的地质资料及现场勘察，本工程泥浆配比浓度：钻孔：40-45s；预扩：50-55s、回拖：45-50s（马氏漏斗）。

八、施工进度计划 根据本工程特点，我们遵照保证工期、确保质量、优化组合、合理安排、均衡配备机械设备和人力资源。

九、质量保证体系及措施 1．质量方针和目标