定向钻穿越工程施工组织设计样本.doc

**二期管网
*******工程
*********定向钻穿越工程

施工组织设计

编制：
审核：
同意：

限**
**定向钻穿越项目部
年 月 日
目 录
施工组织设计摘要 4
第一章 工程概况 6
1 编制依据 6
2 工程概况 7
第二章 施工布署 11
1 项目组织机构图 11
2 项目部关键领导岗位及部门责任 11
3 施工任务划分 13
4 施工人员 14
5 施工暂设 14
6 通讯保障 15
第三章 工程施工方案 16
1 管线定向钻穿越施工方案 16
2 施工作业带清理 43
3 防腐管运输 43
4 布管 44
5 管道组对 45
6 焊接和外观检验 46
7 防腐补口、补伤 49
8 管道清管、测径 52
9 管道试压 54
10 下沟 55
11 三桩埋设 56
12 阴极保护工程 56
13 地貌恢复 57
第四章 施工准备工作 58
1 施工准备时间 58
2 施工技术准备 58
3 物资准备 58
4 施工人员、设备准备 59
5 施工现场 60
6 管理文件及资料 61
7 施工准备工作计划 61
第五章 施工总进度计划 63
1 项目施工进度计划编制方法 63
2 项目施工进度计划编制标准 63
3 工程总工期施工计划 63
4 项目具体工作进度计划 64
第六章 各项资源需要量计划 65
1 施工队工种组成表 65
2 施工设备 65
第七章 质量确保体系、方法和HSE管理体系及方法 65
1 质量确保体系 65
2 HSE管理方法 80
第八章 工期确保方法 103
1 计划控制 103
2 协议控制 104
3 现场控制 105
4 施工调度控制 105
第九章 雨季汛期、台风施工方法 105
1 雨季汛期、台风施工方法 105
2 雨季焊接作业 106
3 雨季防腐作业 107
4 施工用料保管 107
第十章 材料、设备接、保、检、运方法 107
1 工作接口 107
2 业主提供材料、设备接、保、检、运方法 107
3 自购材料管理 109
4 现场管理 110
第十一章 降低成本方法 110
1 实施目标成本控制 110
2 实施目标成本管理责任制度 110
3 认真落实考评奖惩制度 111
第十二章 信息及文控管理方法 112
1 信息管理 112
2 文件资料管理 113
3 完工资料 114

施工组织设计摘要
施工组织设计第一章为工程概况。依据招标文件和设计要求列出本协议项施工组织设计依据共有41条。工程概况包含工程名称、建设规模、建设地点、工程特点、开完工日期、自然条件、地质条件、关键工程量、关键设备等。
第二章为施工布署。明确施工管理机构，建立统一工程施工指挥体系，成立以工程部副经理**为项目经理定向钻穿越施工项目部，下设工程技术部、施工管理部、QHSE部、经营管理部、综合管理部。确定综合或专业施工机组，进行任务划分，计划安排三个施工作业机组，一个是定向钻穿越机组，负责定向钻穿越施工，一个是焊接机组，负责组焊等工作。一个是综合作业机组负责扫线、作业带清理、运布管、试压、电火花检漏、补口、补伤、阴极保护、套管施工、设备进进场等工作。
第三章为工程施工方案。针对该工程具体特点，编制了施工技术方案。
第四章为施工准备工作。包含技术准备、物资准备、施工人员及设备机具准备、现场准备、管理文件及资料准备及临时用地明细表。
第五章为施工总进度计划。依据施工布署和施工方案，合理确定总施工工期和关键工序施工工期，采取P3软件编制施工进度计划。
第六章为各项资源需要量计划。包含劳动力需要计划；关键材料、设备、材料需要计划；关键施工机具进场计划；关键施工机械一览表。
第七章为质量确保体系、方法和HSE管理体系及方法。在质量确保方法中说明了我**质量方针、质量目标。成立质量控制机构、明确质量责任、质量检测及控制程序、质量体系要素、质量监督检验、加强现场文明施工控制和创国家优质工程方法。在HSE管理方法中明确我**对HSE承诺，HSE方针、目标，管理机构、HSE责任，施工人员健康确保方法，关键工种及关键工程施工安全方法，环境保护方法，水土保持方法。
第八章为工期确保方法。包含计划控制、协议控制、现场控制、施工进度控制。
第九章为雨季汛期、台风施工方法。包含针对雨季汛期、台风施工时钻机场地、管线场地平整、排水，焊接防雨方法，施工用料保管等一系列方法。
第十章为材料、设备接、保、检、运方法。编制了穿越施工材料、设备接、保、检、运方法和管线施工材料、设备接、保、检、运方法。
第十一章为降低成本方法。采取优异施工工艺降低成本，制订节省三大材方法。
第十二章为信息及文控管理方法。确保各方面信息通畅。对全部外来文件和内部文件进行科学管理，统一发放，规范管理。

第一章 工程概况
1 编制依据
1.1 **************二期工程*******定向钻穿越施工图纸。
1.2 《输气管道工程设计规范》GB50251-
1.3 《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-
1.4 《石油天然气防火设计规范》GB50183-
1.5 《输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范》SY/T0450-
1.6 《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2部分：B级钢管》GB/T9711.2-1999
1.7 《管道干线标识设置技术要求》SY/T6064-94
1.8 《碳钢药皮电弧焊焊条》AWS.A5.1
1.9 《低合金钢药皮电弧焊焊条》AWS.A5.5
1.10 《碳钢药芯电弧焊焊丝》AWS.A5.20
1.11 《低合金钢药芯电弧焊焊丝》AWS.A5.29
1.12 《管道下向焊接工艺规程》SY/T4071-93
1.13 《石油地面工程设计文件编制规程》SY0009-
1.14 《石油天然气工程制图标准》SY/T0003-
1.15 《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-
1.16 《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-
1.17 《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-1998
1.18 《石油和天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079-1995
1.19 《石油天然气金属管道焊接工艺评定》SY/T0452-
1.20 《油气输送用钢制弯管》SY/T5257-
1.21 《长输管道线路敷设流水作业施工工艺》SY/T4062-1993
1.22 《钢制管道焊接及验收》SY/T4103-
1.23 《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-
1.24 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-
1.25 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21248-
1.26 《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/21447-

1.27 《阴极保护管道电绝缘标准》SY/T0086-
1.28 《埋地钢质管道外壁有机防腐层技术规范》SY/T0061-
1.29 《钢管防腐层厚度无损测量方法》SY/T0066-1999
1.30 《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006
1.31 《管道防腐层检漏试验方法标准》SY/T0063-1999
1.32 《管道防腐层补口绝缘密封性试验方法标准》SY/T0074-1993
1.33 《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-
1.34 《涂装前钢材表面预处理规范》SY/T0407-
1.35 《石油天然气建设工程施工质量验收规范 输油输气管道线路工程》SY 4208-
1.36 《石油天然气建设工程施工质量验收规范 管道穿跨越工程》SY 4207-
1.37 《管道防腐层检漏试验方法标准》SY/T0063-1999
1.38 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-
1.39 中海石油气电集团《天然气管网及LNG接收站数字化标准体系》
1.40 《1：500，1：1000，1：地形图数字化规范》GB/T17160-
1.41 《天然气管道试运投产规范》SY/T6233-
1.42 其它相关规范
2 工程概况
2.1 工程名称、建设规模、建设地点、工程特点
*******穿越在*******之间，管道采取定向钻方法穿越*********上鱼塘至*******北端，然后以*******北端为本工程定向钻入土点，采取定向钻方法，向北穿越*********，进入*******经济开发区境内，在*******岛南尾出土。管线穿越两岸桩号为*******之间。定向钻穿越管道直径为*******mm，材质为L485 LSAW钢管（加强级3层PE防腐），定向钻穿越入土点到出土点水平长度m，管道实m。依据地质勘探汇报分析，穿越断面地层岩性关键为粉砂和淤泥。

2.2 工程地质情况
①素填土：灰黄色、杂色，松散，湿。为人工堆填而成。成份以粘性土为主，含少许碎石。本层关键分布于本线路起始段及鱼塘田埂上。
②砂夹淤泥~淤泥夹砂层，本层为本场地关键土层，厚度大。依据其颗粒组成及力学强度不一样细分为以下4个亚层：
②-1中砂(夹淤泥)：浅灰黄色，松散，饱和。成份以石英质中砂为主，不均匀含有少许淤泥。本层关键分布于河道地段，为新近冲积堆积。
②-2淤泥夹砂：深灰色，流塑，饱和。富含腐殖质，具粘性。切面粗糙，稍有光泽，干强度低，韧性低，摇震反应中等。部分地段为粉砂夹淤泥，但总体仍以淤泥为主。本层在整个场地全部有分布。
②-3粉砂夹淤泥：深灰色，松散，饱和。成份以石英砂为主，不均匀夹有大量淤泥，粘性土含量约占30%。本层在整个场地全部有分布，为此次穿越段关键土体，分布范围广，分布厚度大。在CK2、CK3中部，本层所夹淤泥层较厚，其分布深度为18.2~22.8m，该层编号为②-3夹。
②-4中砂(含砾)：灰色，中密，饱和。成份以石英质中砂为主，含砾约20%，含粘性土约10%。本层仅在CK24孔有分布。
③淤泥质土夹砂：深灰，流塑，饱和。含腐殖质,略具臭味.粘性强，捻面光滑，有光泽，干强度及韧性为中等，摇震反应慢。堆积年代较久远，固结很好，部分已相变为淤积粉质粘土。本层在大部分孔段全部有分布，埋深较大。
④中砂：灰黄色，中密，饱和。冲积成因，成份以石英质中砂为主，含粘性土约10%。
⑤强风化花岗岩：灰黄,稍硬。为花岗岩强风化产物,原岩结构清楚,岩芯呈碎块状,手折可断。本层仅Ck24孔有见。
⑥中风化花岗岩：灰白,坚硬。花岗结构,块状结构。为坚硬岩,岩体较完整,岩体基础质量等级为II级。岩芯呈短柱状。本层仅CK24孔有见。
2.3关键工程量
名称
规格mm
管材
起止桩号
穿越长度
起点里程km+m
终点里程km+m
水平长度m
实际长度m
*******穿越
*******×15.9
L485 LSAW
*******
K0+000
K2+388.6
*******
*******

2.4 关键设备一览表

序号
名称
规格型号
数量
生产
厂家
出厂
日期
自编号
一
穿越设备
1
定向钻机
**
1台
**

2
定向钻机
**
1台
**

3
旋转接头
**
1个
**

4
无磁钻铤
7”
2根
山西风雷

5
泥浆马达
5LZ172
2根
**

6
分流器
5.5"
6
**

7
加厚钻杆
5.5"
3000m
上海宝钢

8
钻杆
**"
1000m
上海宝钢

9
扩孔器
φ400、φ600、
φ750、φ900、φ1050、φ1120

φ1050、φ1200
2套
**

10
导向系统
DX-Ⅰ
2套
**

11
磁靶定位系统
CB-Ⅰ
2套
**

12
泥浆泵
MP-2500
2套
**

13
泥浆泵
MP-1000
2套
**

14
泥浆罐
MMP-20
2个
**

15
泥浆罐
MMP-20
2个
**

16
泥浆处理器
ZX-200
2台
**

17
推管机
**-**
1台
**

19
牙轮钻头

4个
天津立林

二
工程车辆
1
吊车
XZJ5162JQZ16
1台
徐州工程

2
半挂
豪沃
1台
中国重汽

3
工程指挥车
越野车
1辆
一汽丰田

4
客货两用车
福田
1台
北京福田

三
工程机械
1
日立挖掘机
ZX-200
1台
合肥日立

2
日立挖掘机
ZX-200
1台
合肥日立

四
焊接及辅助设备
1
发电机
120kw
1台
上海

2
发电机
120kw
1台
上海

3
沉箱
3*2*1.5米
1个
**

4
半自动送丝机
XG-90 LN
1台
四川熊谷

5
半自动送丝机
XG-90 LN
1台
四川熊谷

6
半自动送丝机
XG-90 LN
1台
四川熊谷

7
半自动送丝机
XG-90 LN
1台
四川熊谷

8
熊谷焊机
MPS-500
1台
四川熊谷

9
熊谷焊机
MPS-500
1台
四川熊谷

10
外对口器
813
1台
自制

11
环形切割坡口机
HP-813，电动
1台
管道机械厂

12
环形加热器
混合燃气式
1台
自制

13
焊条烘干箱
ZYH-60
1台
青岛

14
温湿度仪
WHM5型
1个
上海

15
风速仪
GM8908
1个
上海

五
防腐设备
1
红外线测温仪
MT4U
1
上海

2
锚纹测深仪

1个
哈尔滨

3
焊接检验尺

1个
上海

4
管形拉力计
300N（配手虎钳）
1台
上海

5
电火花检漏仪
DJ-6B
（0.2kv～6kv   5kv～30kv）
1台
上海

6
电动试压泵
SY—350
1台
郑州

7
喷砂设备

1套

8
预热设备

2套

六
试压及清管通球设备
1
空压机组
LG-2.3/1.3
1台
浙江

2
三柱高压注水泵
3DYQ1000/25型
1台
四川

3
压力天平
DW15
1套
上海

4
压力图表统计仪
XJGA-4200，
1台
上海

5
温度统计议
XJGA-4200 双笔
1台
上海

6
流量计
FME系列
1台
苏州

7
收、发球筒

1套
自制

8
机械清管器
*******
1个
自制

9
泡沫清管器
*******
8个
自制

七
测量检测设备
1
经纬仪
经Ш型
1台
北京

2
全站仪
OTS232X
1台
江苏

3
泥浆粘度计
JND-1006型
1台
河北沧州

4
泥浆比重计
ANB-1
1台
上海

5
马氏漏斗

2台
上海

第二章 施工布署
项目经理:
技术责任人：

1 项目组织机构图

QHSE部

施工管理部

综合管理部

经营管理部

工程技术部

综合作业
机组
焊接作业
机组
定向钻穿越机组

2 项目部关键领导岗位及部门责任
2.1 项目经理
2.1.1全方面负责组织工程实施，对工程质量、进度和HSE负领导责任。
2.1.2组织编制项目施工实施计划，确保按期完工。
2.1.3组织对全体施工人员进行质量及HSE培训。
2.1.4组织制订项目经济责任制及其它制度，并确保其实施。
2.1.5组织调动各施工单位人员、设备，处理施工中重大问题。
2.1.6组织协调和业主、监理、地方及其它施工单位关系。
2.2 技术责任人
2.2.1对技术、质量进行专业管理。
2.2.2参与项目重大问题讨论和决议。
2.2.3组织对施工人员进行技术和质量培训。
2.2.4组织编制项目施工实施计划、质量管理计划，制订各专业管理制度，并组织实施、检验和调整。
2.2.5组织处了处理现场技术、质量问题。
2.2.6组织项目技术、质量检验。
2.2.7组织整理、编制各项完工资料，参与组织完工验交。
2.3 施工管理部
2.3.1参与组织相关施工准备工作，包含：组织设备维修，组织营地建设和人员、设备调迁。
2.3.2办理多种施工许可证。
2.3.3组织协调施工，合理调配施工力量，处理现场施工问题。
2.3.4采取 P3项目管理软件对整个项目标进度进行控制。
2.3.5编写施工计划，搞好计划管理，使工程按预定进度计划实施，预防工程拖延。
2.3.6处理对外征地协调事宜，搞好和业主、监理及地方政府关系。
2.4 工程技术部
2.4.1组织内部图纸会审和技术交底，编制施工组织设计和施工技术方法。
2.4.2办理设计变更，处理现场技术问题，参与质量、安全事故分析和处理。
2.4.3检验、监督所属施工单位原始技术资料填写及现场签证情况。
2.4.4组织工程检验、验交，参与组织保投产工作，整理、汇编完工资料。
2.5 QHSE部
2.5.1编写项目质量手册、质量计划和质量程序文件，确定项目质量方针、组织结构、管理职责、协议评审等全部质量体系要素控制标准。
2.5.2对整个施工过程进行质量控制，定时对各营地、各机组进行质量体系审核； 建立健全严格质量奖惩制度。
2.5.3参与组织对施工人员进行质量培训，定时组织各机组召开质量会议，处理施工中出现相关质量问题。
2.5.4搜集质量信息，为处理施工中质量问题、提升工程施工质量提供可靠保障。
2.6.5建立HSE管理网络，编写有针对性且实用项目HSE体系文件。
2.5.6全方面负责整个项目标HSE培训、审核和监督检验。
2.5.7制订并实施工程应急反应计划，对项目交通安全进行严格管理。
2.5.8针对沿线生态环境及文物古迹特点，编写环境评定汇报，并提出对应风险削减方法。
2.5.9组织编制项目HSE管理计划及确保方法，制订专业管理制度，并组织实施、检验和调整。
2.6 经营管理部
2.6.1制订项目经济责任制，并负责具体实施。
2.6.2负责工程预决算编制及管理，负责项目签证、索赔工作。
2.6.3负责整个项目费用控制。
2.6.4按**劳动工资管理要求进行日常劳资管理，并做好人员培训和资质管理。
2.6.5负责协议起草、签署及管理工作。
2.6.6编制项目物资管理计划，并负责具体实施。
2.6.7制订项目目标成本控制计划，并负责具体实施。
2.6.8组织经济活动分析，并提出改善方法。
2.7 综合管理部
2.7.1负责整个项目部文件控制和信息管理工作。
2.7.2组织安排项目部多种会议。
2.7.3负责项目部党、政、工、团及宣传报道工作。
2.7.4负责完工资料中声像资料整理和归档。
2.7.5负责项目部机关后勤管理工作。
3 施工任务划分
依据自然环境原因及我**施工能力，确定成立3个施工机组，即1个焊接作业机组、1个定向钻穿越机组及1个综合作业机组进行施工。焊接作业机组负责穿越管段焊接及连头；定向钻穿越机组负责定向钻穿越施工；综合作业机组负责扫线、布管、试压、补口、补伤、设备进场。具体任务以下：
序 号
单 位
人 数
施 工 主 要 任 务
1
项 目 部
8
总体协调，管理施工，对工程质量、安全、进度、环境保护等负全方面责任，负责对业主、监理及地方政府等部门联络工作。
2
焊接作业机组
15
负责组焊、焊口返修等工作。
3
定向钻穿越机组
35
定向钻穿越施工。
4
综合作业机组
23
负责扫线、作业带清理、运布管、试压、电火花检漏、补口、补伤、阴极保护、套管施工、设备进出场等工作。
4 施工人员
各机组人员组成以下：
序号
单 位 名 称
人数
工 种
1
焊接作业机组
15
技术质量1人、HSE1人、电焊工6人、火焊工1人、管工1人、电工1人、吊车操作手1人、普工2人、司机1人。
2
定向钻穿越机组
35
司钻2人、控向2人（兼管技术、质量及HSE）、司泵2人、火焊工1人、起重2人、电工2人、挖掘机操作手1人、普工20人、吊车司机2人、司机1人。
3
综合作业机组
23
技术质量及HSE1人、火焊工1人、喷砂工2人、防腐工2人、测量工2人、吊车司机1人、司机4人、推土机操作手1人、电工1人、修理工2人、普工6人。
4
合 计
73

5 施工暂设
5.1 施工暂设设置通常要求：
5.1.1施工营地以就近选择为标准，各施工队能够就近租用现有招待所，少许增建临时砖房作为食堂、库房。
5.1.2 施工项目部配装电话，施工现场关键人员配置移动电话，确保通讯通畅。
5.1.3 尽可能依靠当地现有设施，达成环境保护、省时、省力、节省、确保施工生产及后勤保障之目标。
5.1.4 各营地备有一定数量房间及办公设施。
5.2 施工暂设设置方法为：依据实际情况能够租赁或临时搭建。
5.3 施工暂设内容
项目部驻地、施工驻地、停车(设备)场、消防设施、配电箱、应急发电设备。
5.3.1 项目部驻地
根据HSE管理体系相关要求，驻地选择应考虑到和施工现场、外界联络方便，交通方便等原因，其包含：办公室、会议室、宿舍、厨房、餐厅、洗手间；项目部办公采取现代化办公形式，办公室设施包含：微机(能接发电子邮件)、传真机、电话、复印机等。项目部根据8人考虑施工暂设，其中四人间宿舍两个，办公室、会议室、洗手间各一个。
5.3.2 职员驻地
根据HSE管理体系相关要求，本着经济、适用标准，能租赁就不搭建，施工驻地设宿舍、厨房、餐厅、公共浴池、洗手间等。还要和当地医院联络好，职员生病或碰到紧急情况时能得到立即救治。后勤设专员负责管理食堂，食堂卫生、整齐。施工驻地选择应考虑离施工现场距离，同时考虑职员休息环境，要进行一定装修。
5.3.3 仓库
应满足施工需要，包含大小、安全性、对所储物资性能保护情况等，仓库设置在施工驻地周围，便于施工物资统一调度。
5.3.4 停车(设备)场
位置应考虑车辆进出方便，同时场地要满足使用需要，不仅场地面积适宜，而且要平整。
5.3.5配电箱、应急发电设备、生活用储水罐、消防设施
根据HSE要求设置消防、发电设施及储水罐，发电设备及储水罐用于忽然停电、停水应急，确保临时用电、用水需要。
5.3.6 其它相关施工暂设根据实际情况进行。
6 通讯保障
为确保优质高速地完成该工程，必需强化通讯保障手段，以确保项目部和**总部、业主、监理、地方部门及各施工营地通讯通畅无阻，使工程多种情况能够立即上报，多种指令能快速下达。我**已为此配置优异计算机系统，能利用互联网、传真、电话把业主、监理、项目部及**总部紧密地联络在一起。

第三章 工程施工方案
1 管线定向钻穿越施工方案
穿越施工时首优异行施工现场进场道路及施工场地修筑和平整，随即在出土端施工作业带内进行穿越管道预制施工（完成组对、焊接、防腐、试压等）。和此同时，将钻机、发电机组、控向系统、泥浆系统进行就位安装、连接调试。设备安装调试完成后立即进行穿越施工。穿越施工前将顶管机和钻机连接开始出、入土端钢套管安装，套管安装采取“顶管法”。然后经过6次预扩孔和1次清孔后，钻机牵引已预制完成管线开始回拖，直至管线钻出地面后，穿越施工完工。
1.1 定向钻穿越工艺步骤

1.2 设计交桩及测量放线
施工前，和设计就穿越点位置进行仔细交桩，明确管道穿越位置及控制坐标。依据设计交桩和施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，确保钻机中心线和入土点、出土点成一条直线。
1.3 进场道路及施工场地平整
从施工场地周围塘边路修筑一条130m×8m施工便道进入土点施工现场，穿越入土点及修筑施工便道均在鱼塘里，塘内需要进行抽水晾晒，并铺垫平整出50m×60m施工场地，在场地周围需要开挖一个40m×40m×2m泥浆池。在出土点平整50m×60m施工场地，并开挖30m×30m×2m泥浆池。
1.4 地锚基础安装
1.4.1入土点采取组合基础方法来承受管道回拖时最大回拖力，前面基础采取钢管桩基础，共需打入16根钢管桩，使用槽钢及钢板，把钢管桩连接起来，使其成为一个整体。在钢管桩基础拉后面埋设8个地锚。示意图以下：
钢管桩钻机基础
地

锚

坑
穿越方向
15m
基础连接部部

1.4.2出土点采取组合基础方法来锚固钻机，基础采取沉箱做基础，沿沉箱周围共需打入4根钢管桩，并把钢管桩和沉箱焊接连接起来，使其成为一个整体。在沉箱基础拉前、后面各埋设2个地锚。
1.5钻机选择及配套设备就位
1.5.1施工过程中先将钻机就位在穿越中心线位置上，钻机就位完成后，进行系统连接、试运转，确保设备正常工作。
1.5.2依据规范要求，钻机吨位选择应符合以下公式：
F拉＝πLf［-（D-δ）δ×7.85］+kπDL
式中：F拉－计算拉力，t
L—穿越管段长度，m
f—摩擦系数， 0.1-0.3
D—管子直径，m
δ—管子壁厚， m
k—粘滞系数，0.01—0.03
式中：L=**************m、f取最大值0.2，D=0.813，δ=0.0159，k取最大值0.02。
经计算得F拉＝*******246.4吨，按规范要求，钻机宜选择F拉1.5-3倍，所以**—9800型钻机（回拖力=980T）满足规范要求。
1.6测量控向参数
按操作规程标定控向参数，为确保数据正确，在穿越轴线不一样位置测取，且每个位置最少测四次，进行对比，并做好统计，取其有效值平均值作为控向Line Az值。
1.7钻机试钻
开钻前做好钻机、发电机、泥浆系统、控向系统等安装和调试，等一切准备就绪，确定系统联合运转正常。然后开始试钻，钻杆和钻头吹扫完成并连接后，严格根据设计图纸和施工验收规范进行试钻，当钻进20米左右时（即钻头入土约两根钻杆）检验各部位运行情况，如多种参数正常即可正常钻进。

1.8 管道穿越施工方案
此次主管道定向钻施工大致可分为3个阶段：钻导向孔；扩孔、洗孔、测孔、修孔；管道回拖。工艺步骤见下图：

管道回拖
入土端导向孔钻进至稳定层
入土端导向孔套管钻进安装
入土端导向孔钻进
跟踪测量
导向孔完成
六级扩孔、洗孔、测孔、修孔
主管预制、试压
管道下沟、发送
**-**推管机安装

1.8.1 导向施工 1.8.1.1 钻导向孔
钻导向孔时，因为大钻杆刚度大，适合长距离穿越，不过她钻进阻力和旋转扭矩也较大，小钻杆即使刚度小，钻进距离短，但在满足刚度要求前提下钻进阻力小，旋转扭矩也小，所以采取不一样规格钻杆组合钻进。

入土侧钻具连接方法以下：
**钻机 → 65/ 8"钻杆 →泥浆分流器 →5 .5"钻杆→ 无磁钻铤 →无磁短节 → 泥浆马达→牙轮钻头
出土侧钻具连接方法以下：
**钻机 →5 .5"钻杆 →泥浆分流器 →5 .5"钻杆→ 无磁钻铤 →无磁短节 → 泥浆马达→牙轮钻头
导向孔钻进示意图

泥浆马达选择5LZ172型螺杆钻具，性能参数见下表：
钻具型号
马达流量范围(L/min)
马达压降(MPa)
额定扭矩(N.m)
最大扭矩(N.m)
钻 压
(kN)
功 率
(kW)
5LZ172C
94～1894
4.0
5200
7345
100
126
控向对穿越精度及工程成功至关关键，并直接关联到主管穿越。开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，控向和司钻重视每一个步骤，认真分析各项参数，相互配合钻出符合要求导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况，达成出土正确，成孔良好。
出、入土点导向孔钻至水平段后，停止钻进，准备安装导向孔套管。
1.8.1.2 钻头跟踪测量
。

系统关键原理
DX-I型导向系统探测器安装有三轴微磁强计和三种重力加速度计，地面计算机经过这些传感器数据计算出钻头方位角和倾角，然后依据每一根钻杆数据累计计算出钻进长度、钻头深度和左右和上下偏差。
导向系统是依靠地磁场进行导向，因为地磁场轻易受到地面磁性物质（如河流上经过船舶、高压线等）干扰，造成控向出现偏差，针对这一问题处理方法是采取在地面布设一个强磁场线圈或使用磁靶对钻头进行辅助定位，因为此次穿越对接位置在水面下，不宜铺设强磁场线圈，所以采取GPS钻头跟踪测量仪（磁靶定位结合GPS自动测量）在对接前对钻头进行正确定位（以下图所表示），确保对穿精度。

GPS钻头跟踪测量仪最大测量深度60m，可置于水中，深度测量精度0.5m，GPS定位精度<2m。
GPS钻头跟踪测量仪工作原理：
出土点
入土点
穿越中心线
钻头位置
GPS钻头跟踪测量仪
穿越轨迹

依据出、入土点标定GPS坐标,建立穿越中心线GPS坐标系， GPS钻头跟踪测量仪发射磁信号，钻头探测器接收到信号后，由计算机计算出钻头相对穿越中心线相对位置。
采取上述系统进控向，可在钻进过程中随时对钻头位置进行检测，而无需设置任何辅助设施。对环境影响小。
1.8.2在入土段安装导向孔套管
因为该工程穿越距离较长，钻杆推力达上百吨，同时，浅层地质较疏松，轻易造成钻杆弯曲，同时，出入土段导向孔曲线段也轻易使钻杆过分弯曲，造成导向孔钻进推力加大和钻杆失稳；
另外为确保泥浆返浆通畅，减小或避免大堤处跑冒浆风险。所以此次穿越拟采取在入土段和入土弧线段套钻套管方案，入土段套管安装至水平段，具体选择材料、设备及施工方案以下：
套管参数
a．套管规格 Φ273 mm X12 mm 无缝钢管
b．套管材质 20CrMo
因为螺纹连接石油套管接头处无法承受套钻过程中钻机给套管施加扭矩，所以本工程我**选择优质低碳合金钢无缝钢管作为套钻套管。钢管之间采取焊接方法连接，可满足此次施工需要。这一方法已在不一样工程多个地质情况下使用过，是一个成熟施工工艺。
1.8.2.1关键施工设备、机具

序号
名称
规格型号
数量
1
半自动焊机
NPS-500
2
2
外对口器
DK-273
1
3
套管钻头
300
1
4
自锁式套管卡头

1套
5
焊接施工平台

1组

1.8.2.2关键施工工艺
本项工程导向孔套管施工采取套钻套管方案，首先钻导向孔至水平段，然后更换钻具，安装套管钻头，套进导向孔钻杆，沿钻杆方向套钻套管，当一根套管钻到位置后，套管自锁卡头随钻机退回，再装卡套管到焊接平台上，由外对口器固定后开始焊接，两台半自动焊机同时工作，焊接时间约10~15分钟，焊接结束后，反复上次工序，继续套钻钻进，直到套钻到设计长度，然后卸下套管卡头，恢复导向孔正常钻进工序。

1.8.3钻头握手对接
因为此次工程穿越距离较长，地质相对比较松软，钻进阻力较大，导向孔对接后极难直接单端钻到出土点，另外地质不连续很可能造成错孔，从而引发导向孔错位，导至对接失败，所以在较软地层内长距离穿越，钻头必需握手对接连成一体，牵引到另一端出土,才能确保导向孔穿越成功.
所以在施工过程中，入土段采取采取5 1/2” 钻杆钻进长度为900~600m然后接6 5/8”钻杆进行钻进，钻进长度为1000m，出土段采取5 1/2”钻杆进行主动对接钻进，钻进长度为600~900m。当两钻头钻进至预定对接位置后，开启钻头对接系统（以下图），**钻机钻头中安装对接导向系统信号发射装置，**钻机钻头中安装对接导向系统信号接收装置，经过对信号处理，计算出两钻头相对位置（以下图），再调整钻头钻进方向，最终使两个钻头扣合在一起（以下图），由出土端钻头将入土端钻头牵引出土，完成长距离导向孔穿越。

钻头定位对接系统

导向孔对接示意图

钻头握手对接

穿越钻头对接后牵引出土
1.8.4 双钻机扩孔
所以依据本工程具体情况，采取双钻机同时扩孔，并使用动力扩孔器提升扩孔效率。
扩孔时，采取双钻机扩孔，降低单侧钻杆使用扭矩，同时可避免卡钻，钻具连接方法：
**—9800型钻机→”钻杆→加重钻杆→板式扩孔器→加重钻杆→” 钻杆→**—型钻机

双钻机扩孔示意图

依据穿越工程实际情况，在穿越距离超长特定条件下，减小扩孔器级差，增多扩孔次数，加紧单次扩孔速度。
依据穿越工程实际情况，在穿越距离超长特定条件下，减小扩孔器级差，增多扩孔次数，加紧单次扩孔速度，采取六次预扩孔及一次洗孔；

扩孔级数
扩孔直径(mm)
级差(mm)
扩孔器型式
1
400
200
板式扩孔器
2
600
200
板式扩孔器
3
750
150
板式扩孔器
4
900
150
板式扩孔器
5
1050
150
板式扩孔器
6
1120
70
板式扩孔器

依据实际扩孔情况，每一次扩孔后全部进行一次洗孔，假如在扩孔过程中发觉有抱钻杆情况，合适增加洗孔次数。
1.8.5测孔、俢孔
扩孔完成后或在扩孔、洗孔过程中，在钻杆之间安装测孔器，可随时孔洞进行测量。若孔参数有不满足规范及回拖管线角度要求，针对有问题部位进行俢孔，做到有放矢。

测孔器由传感器、数据处理、存放和电池舱多个部分组成，可在施工任何阶段对孔参数（倾角、方位角）进行测量，探测器出土后和计算机进行数据通讯，由计算机分析测孔数据，对钻孔进行评定。
因为地层软硬不均，扩孔过程中，扩孔器在软地层下切量大，在硬地层下切量小，轻易出现台阶，当孔径扩至1120mm后，进行