目录第一章编制及施工依据 (1)第二章工程概况 (1)2.1工程建设地点及概况 (1)2.2工程内容 (2)2.3工期要求 (2)2.4工程任务划分 (2)2.5工程地质及风险概况 (2)第三章施工部署 (3)第四章定向钻施工工艺及控制 (6)4.1施工工艺流程 (6)4.2施工准备 (7)4.3工程地质及穿越轨迹设计 (7)4.4泥浆配置 (9)4.5穿越施工 (10)4.6 注浆加固 (14)第五章穿越工程技术保证措施 (17)第六章穿越工程质量保证 (18)第七章安全生产保护措施 (19)第八章穿越文明施工措施 (19)第九章对公路及其附属物的保护 (21)第十章施工完成后高速公路沉降观测 (22)第十一章施工环境保护措施 (24)供水管道穿越高速施工方案第一章编制及施工依据根据施工图纸及现场踏勘;国家现行的法令、法规,地区颁布的安全、消防、环保、文物等管理规定;相关国家和行业标准规范设计施工图;建设方现场技术交底;施工现场状况及对周围地质勘察调查的资料;《水平定向钻进技术规范》第二章工程概况2.1工程建设地点及概况工程地点:G3京台高速(具体详见附图)。
定向穿越共1段,管道材料采用PE实壁管,穿越总长度为130m,过G3京台高速公路主体部分长70M,穿越中心深度为7M,因穿越部分高速基高约4M,穿越管线距高速路面7M,入土角8度,出土角5度。
本工程工期约7天,本本工程施工时制定周密的文明施工、环境保护措施,并设专人进行环保管理,在施工中严格贯彻文明施工措施。
2.2工程内容施工测量放线、地下管线探测、场地平整、导向孔、扩孔、管道回拖、泥浆处理及部分地貌恢复(考虑到工程出、入土点与线路连头),孔洞压密注浆加固。
2.3工期要求根据具体情况,编制施工计划,抓好关键部分,合理调配、确保施工进度按计划进行。
根据业主要求及我穿越工程部的施工能力和组织安排,施工工期暂定为日历天数7天,2.4工程任务划分2.5工程地质及风险概况详见地质报告,本工程除表层土为杂填土,以下各层土多为不透水粘性土质,本施工方案按粘性土质考虑。
第三章施工部署穿越工程部组织机构及施工人员需求穿越工程部组织机构:施工人员需求:主要设备、机具:钻机设备参数注:D320型徐工导向钻进铺管钻机性能参数:转数(r/min):5~120扭矩(N.m):0~12000 最大给进力(T):32最大回拉力(T):32泥浆泵:型号:HBW150/10 射流压力(Mpa):4~10功率(KW):15流量(L/min):≤300 (3)钻具:钻杆直径(mm):72钻杆长度(m): 3.0扩孔钻头直径(mm):179~1100第四章定向钻施工工艺及控制4.1施工工艺流程4.2施工准备了解工程情况为了做好管线穿越铺设工程,我们在施工前了解了穿越段在整个管线工程中的位置。
本段工程现场地势起伏,根据勘察资料分析,本工程管线铺设地段的地质状况以粉质粘土土质为主,为满足埋地规范要求,应将管线埋设在基准平面以下处。
物探、施工测量本段工程施工区域有人工管线等管线障碍。
4.3工程地质及穿越轨迹设计应根据穿越土层的实际情况选用和调整。
1)粘土控制:性状:黄褐色,可塑-硬塑,稍湿,用手可搓成细长条,韧性中等,干强度中等,无摇震反应,切面捎具光泽,含姜石,直径一般为1-2公分。
关键点:遇水涨塞易抱钻具,沿途可能发生冒浆,导向、回扩及拖管时注意清孔。
扩孔、回拖过程中根据不同的土质,采取不同措施,严格执行《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2007。
2)穿越轨迹设计根据右研究报告考虑管道穿越所处地层为粘土、亚粘土,并且各层交错存在。
为提高进度我们将科学设计、谨慎施工,根据地层的变化选择相应钻具。
1)力学计算()2112285.74DL k D r D f L F πδδπ粘泥拉+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=式中 F 拉—计算的拉力(t ); L 2—穿越管段的长度(m ); F —磨擦系数,0.1~0.3; D —管子的直径(m );泥γ—泥浆的密度(t/m 3);δ—管子的壁厚(m ); K 粘—粘滞系数,0.01~0.03根据上式可计算出该工程最大穿越段在水平导向穿越时的拉力,水平定向钻机宜根据计算值的1.5~3倍来选择,而且考虑到由于平面弯曲而引起的拉力增加等因素,对各段分别进行计算,选用匹配32T 钻机,保障施工安全可靠。
2、入土角钻机摆放的入土角度,一般取值通常选择在8-12度,本工程入土角8度。
3、出土角度出土角应控制在5-8度之间,出土角小有利于管道入孔。
4、穿越深度H穿越轨迹的深度,由设计图纸提供。
4.4泥浆配置本工程采用定向钻专用膨润土和泥浆添加剂,以提高造浆率和成孔质量,施工前我公司在现场施工深度位置取土样,回试验室做泥浆配合比测试,给出最合适现场情况的泥浆配比报告指导施工。
膨润土:Hydraul EZ(易钻)作用:作为制浆的基本元素;提升泥浆悬浮钻屑的能力,使得钻屑能够浮在泥浆中,随泥浆循环流出钻孔,保持孔内清洁;稳定孔壁,防止塌孔。
聚合物:Insta Vis Plus(万用王)作用:包覆粉砂土颗粒,抑制粉砂土松散坍塌,提高携带性和护壁性能。
泥浆的粘度应符合下列要求:泥浆粘度(S)4.5穿越施工4.5.1测量放线1)根据设计交底(桩)与施工图纸放出钻机场地控制线及设置摆放位置线,对于丢失的控制桩,根据交接桩记录、测量成果表等资料进行补桩。
确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
在设计给定的控制桩位置和穿越轴线的范围内进行物探,确认地下障碍和管线分布:a、对地面有标识的地下障碍物和管线,应根据埋藏的方位、方向和深度,绘出分布图示;b、对地面无标识的地下障碍物和管线,应通过业主、查找有关资料确认其他地下障碍物和管线的埋藏方位、方向和深度,绘出分布图示:c、对地面无标识、但有可能存在的(或历史遗留的)地下障碍物和管线,应通过业主、周边当地群众查找有关资料或挖探坑来确认其地下障碍物和管线的埋藏方位、方向和深度,并绘出分布图示:通过上述方法确定地下障碍物和管线的埋藏分布后,调整和设计施工穿越轨迹,以保证穿越施工安全、顺利的进行。
2)测量放线要放出线路轴线和施工作业带边界线,并在其上设置50米桩;3)测量放线过程中做好各项记录,包括控制桩测量(复测)记录,放线加桩记录。
4)在入、出土点前后范围内根据穿越长度和设备型号放出合理的作业场地。
5)如发现线路走向与图纸不符或设计不合理时,及时向穿越工程部汇报,由穿越工程部与业主、监理、设计反映,求得妥善解决。
4.5.2场地修筑推平。
穿越设备进场道路如果无道路通过,应采用铺垫土工布、荆芭片、钢板等措施,以保障运输。
3)按排浆池2个(穿越段的两侧各1个)坡比1:0.674.5.2施工中泥浆控制1)泥浆是定向穿越中的关键因素,泥浆的性能主要有动、静切力、失水以及润滑等性能。
根据地层结构采取以下措施:①按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出合乎要求的泥浆。
②使用的泥浆添加济剂有:防塌剂、降滤失剂、堵漏剂、提粘剂和防塌润滑剂等。
所加添加剂符合环保要求。
③为了确保泥浆的性能,使膨润土有足够的水化时间,在用量不改变的情况下,我们采取增加泥浆储存罐的数量、延长循环周期措施,定向钻穿越工程中泥浆储存罐的数量将达到3个。
2)泥浆的粘度:在钻导向孔阶段,泥浆各项指标,如比重、流动性、粘度等随时调整,保证岩屑及时排除,慎防卡钻事故。
3)废弃泥浆的处理:本次工程使用的泥浆用料为国际认可的环保型泥浆料,但是,我们们还是要将废泥浆运出施工场地。
用泥浆车分别将钻机场地和出土点场地的两处泥浆回收池的废泥浆,运到环保部门指定的倾倒地进行处理。
4.5.3钻导向孔本工程项目穿越任务重、时间紧,对施工单位的人员素质和钻机的可靠性是一次严格的考验。
钻机的可靠性是施工的关键。
1)在开钻之前,我们将认真调试和保养钻机,使钻机的各项性能达到最佳。
尽可能准备充足的钻机配件和泥浆泵配件。
为保证导向过程中的方向及深度,每50m调置一个桩,地势起伏较大的地段,要适当加密村桩。
导向前按照设计曲线进行计算,控制每根钻标的变化率,保证导向孔方向及深度满足设计规范要求。
2)提高泥将的质量,保持孔壁的稳定性。
在钻导向孔的过程中,钻孔距离较长,施工的周期也比较长,孔壁的稳定性致关重要,在导向孔钻进过程中泥浆将采取从国外进口泥浆添加剂,使用优质高效的泥浆添加剂改善泥浆的各项性能指标。
4.5.4预扩孔钻头在出土点出土后,拆下钻头,进行扩孔。
操作如下:先试泥浆,确定扩孔器没有堵塞的水眼后再开始扩孔。
穿越的距离比较长,为防止扩器在扩孔过程中刀头脱落造成事故,严格按额定钻压钻速扩孔,在刀头达到以额定寿命时更换,保证扩孔器能够胜任完成预扩孔作业,按规范要求进行逐级扩孔。
4.5.5拖管扩孔完成后,进行管道回位,回拖过程是施工的难点和控制点,保护尤为重要,在管线回拖时为防止地面摩擦破坏表面,整条预制好管道挖发送沟灌水或垫置沙袋或加垫滚轮。
以降低管线与地面的摩擦阻力和保护管道,为防止管头拉入孔内的过程中有水进入管中,在安装拉管头时应事先用封堵好堵好。
托管前,仔细检查设备及钻具是否完好,检测各种技术参数是否正确,检测泥浆性能是否达到规定要求,检查预制管道是否达到可回拖的要求;应有专人对表面检查,对于损伤处,应立即进行补伤。
管道回拖时要沿线巡察,对管道周围的硬质物体进行及时清除。
为了确保扩孔回拖顺利,拉管时,一边拉管一边向孔内加注优质泥浆充实孔隙及润滑孔壁;当管材慢慢进入成孔后,注意两端工作抗泥浆的流动情况,控制好回拖速度,记录下钻机的扭矩、回拖速度、回拖拉力,确保顺利回拖。
4.6 注浆加固PE管道拉通后,对施工孔内的空隙进行填充,需要进行注浆加固。
由于受场地条件限制,本次采用孔内注浆的加固措施。
拉管施工前在PE管前端连接两根与PE管同长度的∮25注浆管,与PE管一同拉入土中并一同到达拉管设计终点桩号。
到达终点后,解除∮25注浆与PE管的连接,在两根钢管前面各加一根6m长同直径的注浆花管。
(见步骤1图)移动拉管机到1#接收坑,和∮25注浆连接并回拽。
每拽入6m,把注浆管和拉管机的连接取消,换成和高压注浆泵连接。
注入1:0.5水泥、粉煤灰浆液(0.4Mpa),从而置换触变泥浆,补充PE管周围的空隙。
然后再换再拉,再拉再注,反复进行。
直到把钢管全部拉出1#接收坑,注浆过程也就全部结束了。
(见步骤2图)在注浆施工时应注意:a、根据实际情况每3-6米注浆一次,根据计算注浆量一定大于泥浆量,注浆时尽量保持不要间断。
b、当PE管拖入地面时一定要用堵头堵死,防止浆液从PE 端流出。
第五章穿越工程技术保证措施5.1工程开工前,必须进行三级技术交底。
5.2按国家有关标准规范及设计要求进行施工。