水平定向钻施工方案样本.doc

水平定向钻施工方案

23
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。

戚家山片污水管网接入工程过江管线
定向钻穿越工程

施

工

方

案

编制：
审核：
审批：

宁波经济技术开发区市政园林工程有限公司
戚家山片污水管网接入工程项目部
5月1日
目 录

一、 编制说明………………………………………………1
二、 工程概况………………………………………………1
三、 工程设计………………………………………………2
四、 施工组织管理…………………………………………3
五、 施工仪器和设备………………………………………5
六、 施工工艺流程、技术方案……………………………6
七、 施工安全保证措施……………………………………8
八、 施工质量保证措施……………………………………10
九、 工期保证措施…………………………………………11
十、 环境保护措施…………………………………………12
十一、 文明施工保证措施 ………………………………13
十二、 施工承诺 …………………………………………14

一、 编制说明
1. 编制依据
根据设计图纸以及现场实际情况，在严格遵守有关技术规范的前提下，结合本公司施工经验，编制本工程施工组织设计，编制依据如下：
① 现场实际情况；
② 国家及地方、行业现行的有关施工及验收规范（规程）:
《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》CSTT
③ 国家及地方安全生产、文明施工的规定和规范。
④ 戚家山片污水管网接入工程施工图纸
⑤ 戚家山片污水管网接入过程勘察报告
2. 编制原则
① 按项目法施工原则进行管理和施工，严格执行有关的施工规范和验收规定、按设计图纸施工；
② 定创优目标，严格执行各项施工保证措施，确保工程质量，实行安全生产、文明施工，争创安全达标，文明施工样板工程；
③ 用先进的施工技术装备，选择合理的施工方案，确保施工组织设计的合理性，可行性，突出工程的重点，难点；
④ 制定施工所需的劳动力、材料、施工机具、确定施工最合理的平面布置方案。
二、 工程概况
1. 工程简介
本工程项目为戚家山片污水管网接入工程定向钻顶管穿越工程。设计敷设管线需穿越小浃江，设计采用水平定向穿越施工：
1、 过江管道，污水Ф500PE管×1孔，
2、 长度约为：约90米；
（详见施工平面示意图）。
2. 地层情况
一般线路段管道施工范围内工程地质层自上而下主要为：①1层杂填土、②3层粘土、③1层淤泥质粉质粘土，本工程定向钻穿越主要经过的地层为淤泥质粉质粘土层。

三. 工程设计
1. 力学计算
管自重为：G=ρgv
管在孔内所受的浮力为：F浮=ρ泥浆gV泥浆
管所受的侧摩阻力为：F摩=（F浮-G）×f
管子回拖时的粘着力为：F粘=31.4×D×f粘
拖管时扩孔的阻力为：F扩=62.8×D
拉管时管道承受的最大拉力为：F总= F摩+ F粘
P-管材的屈服极限强度（兆帕）
S-管材的横截面积（平方米）
D-管材的外径（米）
ρ-管的密度（千克/立方米）
g-重力加速度9.8牛顿/千克
v-管材体积（立方米）
ρ泥浆-泥浆密度（千克/立方米）
V泥浆-管材排开泥浆的体积（立方米）
f-管在泥浆中与管表面的粘着力系数一般取0.2-0.3
f1-泥浆粘附在管表面的粘着力系数一般取0.002-0.003
根据上式可计算处1孔Ф500PE管×90米，在水平导向穿越时的拉力约为8.5吨，考虑到由于平面弯曲而引起的拉力增加等因素，选用DDW350型水平导向钻机进行施工。
2. 钻孔曲线设计
由于管径较大，导向孔的轨迹施工尤为重要，按导向顶管有关规范进行，确保孔轨迹符合要求。
3. 泥浆配置
本工程采用CETCO公司生产的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。
A. 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。
B. 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：
水平定向钻井液混合配比表
一般地层

产 品
推荐用量每100gals.
（每1，000升）
马式漏斗
粘度
砂层
Hydraul-EZ（易钻）
30～36公斤
45～50
砂硕石层
Hydraul-EZ（易钻）/Super
Pac（帮手）
36～42公斤/1.25～2.5升
50～55
粘土层
Hydraul-EZ（易钻）/Insta-vis
Plus（万用王）
12～18公斤/1.25～2.5升
35～40
复杂地层
未知地层
Hydraul-EZ（易钻）/Super
Pac（帮手）
30～42公斤/1.25～2.5升
45～55
卵砾石层
Hydraul-EZ（易钻）/Super
Pac（帮手）/Suspend-It
(速浮)
30～42公斤/1.25～2.5升/1.2～2.4公斤
70～90
膨胀性粘土
在泥浆中添加Insta-vis
Plus（万用王）
2.5～5升
35～40
改进水质
胶粘土
在泥浆中添加Drill-Terge
（洁灵）
5～7.5升
35～40
低PH值或硬水
加入纯碱调整PH值至8～10
0.3～0.6公斤

四. 施工组织管理
1.施工指导思想和管理目标
① 施工指导思想
以技术为先导，以质量求生存，以市场求发展，创造优质工程，降低工程成本，缩短施工工期，为业主提供一流服务。
②管理目标
要求达到“四个第一”：服务水平第一、工程质量第一、企业信誉第一、管理水平第一。
2.施工目标
① 质量目标：
严格遵守施工合同规定的质量要求，克服困难、确保合格、争创优良。
②进度工期目标
严格遵守施工合同规定的施工期限，本工程施工在开工后8个工作日内完工。
③安全目标：
本工程施工将保证施工安全，不发生任何安全问题和任何质量问题，并做到规范施工，文明施工。
3.施工准备
① 首要的是思想教育工作：
每个管理者和施工人员必须树立良好的管道工人形象，从生活作风，施工环境保护，社会公德等方面体现出我公司员工的精神风貌，创造一个优质工程，为当地人民留下美好的印象。因此，对管理者和施工人员做好思想教育和素质教育工作，加强组织纪律，强化规范管理，严格按设计和规程施工。
②做好施工进场，设备开机准备工作
设备，人员及相应器材进驻施工现场，做好安全方面工作。做好开机钻导向孔前相关的准备工作。根据设计及前期勘查确定出入土点，并开挖好相应工作坑。
设备，人员进驻工地前，首先要对施工现场进行勘查，对地下原有管线的走向，埋深，管径清楚确定，对不明管线应找有关单位进行核实，确保原管线安全。设备，人员进场后，要准确定位钻机，根据设计要求有步骤地完成每一道工序。
4. 人员组成及岗位设置：
根据工程需求及以往施工经验，组建施工队伍，岗位设置如下：
岗位 电话
施工员： 王栋
技术负责人：徐庆玉
机 长： 李 勇
导 航 员： 麻宝军
安 全 员： 竺海云
泥浆配置： 范敏
施工人员岗位组织结构图如下所示：
普 工
司 机
质 量 员

安 全 员
技 术 员
泥 浆
司 钻
导 向 员
生产副总
项目负责人

技术负责人

五. 施工仪器和准备
1. 工程施工的主要设备
钻机采用DDW350型非开挖顶管钻机一台，各种直径的挤扩头3个，其主要技术性能指标为：
长度 730cm
宽度 230cm
高度 230cm
操作重量 8.5T
最大主轴扭矩 7000Nm
实际回拖力 270KN
钻杆长度 3m
2. 定向导向仪器
采用美国DCI公司生产的月蚀导向仪定位系统。
3. 其它设备，仪器
20KW 发电机…………………………………………………………………………一台
污水泵………………………………………………………………………………一台
40吨拖车……………………………………………………………………………一辆
2吨卡车………………………………………………………………… …………二辆
五十铃汽车…………………………………………………………………………一辆
地下管线探测仪……………………………………………………………………一套
经纬仪………………………………………………………………………………一台
测距仪………………………………………………………………………………一套
六. 施工工艺流程，技术方案
1. 工程施工的主要设备
查 管 线

测 量 放 线

钻孔曲线设计

钻 机 定 位

挖工作坑

撤 场

检查拉管质量

管线回拖/泥浆配置

扩孔/泥浆配置

导向孔钻进

2. 地下原有管线勘测
采用美国麦克拉夫伦公司生产的MPL-H7LE型管线探测仪，在所要顶管施工范围内，对地下原有管线的位置，走向，深度进行探测。
探测方法：经过踏勘找出所有可能涉及到的管道井盖，工作人员首先打开井盖，下井观察管线大致情况如走向等，然后用管线仪发射器连接在所要探查的管线上，在地面用接受机接受信号来确定管线的位置，走向及深度同时做好记录并画出管线草图。
3. 测量放线，平整场地及钻机定位
根据甲方提供的设计图纸测量，放线。如遇到复杂地质状况或要避开地下原有管线需变更的，可依照变更进行。测量结束后，完成“三通一平”工作即把钻机定位好，准备下钻。
4. 工作坑开挖及支护
管线查清后，参照管线图纸和设计图纸，开挖工作坑。预铺设管段的两段的工作坑应先挖好至所需大小，并沿钻进方向留出下钻孔位。工作坑的主要作用是囤积泥石钻屑，方便拆装钻具及熔接管等。
5. 先导孔施工阶段
根据设计钻进路径图，调整好钻杆入土角，逐根钻进。每钻进一根钻杆测量其深度及方向，做好钻进路径统计表记录。在地表测量点做好标记，以方便二次钻进时核对深度及位置。
要求每一根钻杆的深度误差范围控制在±0.20米以内，轴向偏差范围控制在±0.30米以内。记录好钻进过程中的扭矩，推力，泥浆流量，泥浆压力，角度改变量。
6. 扩孔阶段
回扩孔采用挤扩器逐级进行扩孔，最终最大成孔直径为Ф300mm。扩孔时，应使用根据地层实际情况配置的泥浆，确保孔壁稳定，泥浆流动顺畅。当第一级扩孔时，减慢扩孔速度，同时减小泵压，以排出孔内多余渣土，对成孔内壁做进一步稳固。
7. 拉管施工阶段
扩孔完成后，进行管道回拉。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水堵堵好。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，注意两端工作坑泥浆的流动情况，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。
8. 施工事故及应急措施
由于定向钻非开挖工具有高风险，不可预见因素很多，施工中难免会出现这样那样的问题甚至事故，一旦发生事故，项目部立即汇集有关人员进行情况分析，必要时汇报建设单位，设计，监理等部门，召开专家讨论会，及时调整方案，采取补救措施。
事故
原因
相应的应急措施
导向偏差太大
导向过程中遇到障碍物
分析确定障碍物位置，修改导向轨迹避开障碍
信号干扰
分析原因，避开干扰，采用有限导向。
管线损坏
管线资料有误，钻孔偏差
a.立即停止施工，通知有关部门抢修；
b.保护现场，协助有关部门抢修；
c．分析原因，制订补救措施；
卡钻
扩孔器遇障碍
a.用挖机，滑轮组，顶拉式千斤顶把钻杆回拉
b.减慢回扩速度，必要时换小口径扩器回扩
脱扣或钻杆断裂
上钻杆没有到位，钻杆质量缺陷，扭矩，拉力过大
a. 用挖机，滑轮组，顶拉式千斤顶把钻杆回拉
b.采用导向钻头在原孔位钻进至出土点，然后重新回扩

七. 施工安全保证措施
1. 安全第一，预防为主
各项目部必须遵守“安全第一，预防为主“的方针组织施工生产，并严格执行国家现行的安全生产管理规定，规程《管道施工安全规程》和《水平定向钻操作规程》。
2. 安全组织结构
①、安全管理采用项目部与施工处二级管理方式。
②、组织管理上建立完善的安全生产管理组织及网络，成立安全领导小组，并受业主和公司安全部门的双重领导，负责各项目，各单位的安全施工生产，处理工程中出现的一切事故，目标达到优质工程的要求标准。
③、项目部安全领导小组由项目经理任组长，对整个工程地安全生产负全面责任。项目经理部设一名专职安全监督员，对该项目工程安全检查，安全教育，安全考核负责，负责项目地日常安全工作，对组长负责强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作，全部施工人员要服从安全质检员地命令，各岗位认真作好工作记录，严格按施工工艺规范进行。
3. 安全承包
工程定向钻穿越施工全面实行安全承包，对施工生产作业承包，对危险工序作业承包，对供应，生活，后勤等要害部门承包，安全工作的好坏与经济利益挂钩。
4. 安全教育
①、凡参加工程施工地人员要认真学习有关文件，强化安全质量意识，严格按质量标准办事，在上岗前必须进行三级安全教育，凡未进行三级安全教育或缺少其中任何一级教育者，严禁上岗工作。
②、在开工前项目经理部安全员要对职工宣传安全生产方针，政策和有关文件以及安全生产规章制度等安全技术知识，提高职工的安全意识。各设备，仪器要科学的维护，保养，遵守安全操作规程，分工明确，统一信号，专人负责电器电路，所有非电人员不得随意乱动，工作坑周围设围栏，夜间设标识，严禁工作时间内喝酒及酒后作业，施工时加强对边坡的支撑和检查，在水上作业探测人员必须准备救生圈，仪器设备必须系好安全绳，防止掉入水中。
③、为了使安全教育经常化，班前要进行安全动员，班后要进行讲评，平时要进行岗位练兵和排除隐患的训练，保证自身安全和她人安全。
④、特种作业人员必须进行专门的安全技术培训，经有关部门考试合格领取操作证后方可独立作业。
5. 安全检查
项目部安全员要经常深入重点施工地点进行安全检查，特别要检查施工中安全施工技术的具体落实情况，杜绝麻痹大意思想产生。严格执行安全生产制度，安全员跟班现场检查，发现不安全因素及时解决，发现不安全因素及时督促有关部门进行整改；遇有特殊紧急不安全情况时，有权指令停止施工作业，并立即报告领导研究处理。

八. 施工质量保证措施
1. 质量保证体系
司钻

安监人员

导 向 员

普 工

技术人员

建设单位
监理：监督
施工单位
施工单位
生技部
安质部
设计单位
施工单位

2. 质量保证措施
①，目标
a.工程达到全优
b.单位工程一次合格率100％；
c.单位工程优良率90％以上；
d.定向钻穿越一次成功，合格率100％。
②质量保证措施
a.指定各级各层质量工作岗位责任制，做到“纵向到底、横向到边”，克服重进度，轻质量的思想。
b.加强专职人员的检查监督，并接受现场监理的监督，使工程建设处于全过程的受控之中。
c.有领导，有计划地开展质量意识教育和技术培训，并进行考评，以提高各级技术人员和施工人员地质量意识和技术业务水平。重要岗位操作人员必须持上岗证，加强培训，没有取得资格证者不准上岗。
d.强化施工质量地监督控制，加强施工质量的中间检查，上道工序不合格，不能进行下道工序施工，对重要的工序，未经质检部门和现场监理认可，不能进入下道工序施工。尊重业主，服从监理。
e.制订质量工作计划、目标、措施和质量控制点，每月结合多各工程地质量通病及发现质量缺陷信息，制定纠正措施。
f.质量与经济责任制挂钩，实施“质量否决权”。无自检，无施工技术记录，无验收签证及质量不合格，一律不予以结算。
制定质量奖罚制度，对于施工质量和质量管理上有突出成绩者，给予一定的奖励，质量工艺低劣，质量通病重复发生，违反规范，验评标准及国际标准要求，则按质量经济责任制进行处罚。一旦被业主或监理宣布为本工程不受欢迎的人，限此人72小时之内离开本工程，公司将给予严肃处理。
3. 具体操作
现场勘查，测量要仔细，认真，确保施工的安全和质量。
各岗位人员要严格履行自己的职责，并互相配合，特别司钻和仪器导向人员，司钻应严格按照导向人员的指令进行操作，遇到异常情况及时停钻，与有关人员研究决定，不得擅自主张。
扩孔时逐级扩孔，精心配制泥浆，确保成孔质量；拉管结束后，管头两端及时封堵，防止杂物落入；参加施工人员认真学习施工技术规范等有关文件，增强质量意识；施工前对操作进行交底，强调质量标准和质量要求；强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作，全部施工人员积极配合，认真作好施工记录，保证每一道施工工序严格按设计规定要求进行。
九. 工期保证措施
1.根据具体项目整体情况，编制施工网络计划，抓住关键线路，解决主要矛盾，使网络优化运行，各施工单位应服从大局，合理调度，确保施工进度按计划运行。
2.提前与业主，监理单位，地方政府等单位联系，办好各种施工许可证保证施工正常进行。
3.加强现场协调和调度，根据现场条件，环境和气候的变化，随时调整施工队伍的部属，减少窝工和停止。
4.加强质量控制，强化质量管理，保证整个工程不出现质量返工现象。
5.施工设备机具的进场就位，转场应事先提供方案和计划，保证设备机具顺利调迁。
6.及时收听当地气象台站的天气预报，提前作好雨季节施工措施，尽量不因天气的变化而影响施工进度。
7.及时调整施工方案，保证施工各工序的平稳过渡和下场衔接，必要时间加大人员，
材料和机具设备的投入，确保工程按期竣工。

8.加强同业主，监理的联系，根据她们的要求，及时调整施工部署。
9.工期进度计划安排如下：
项目
长度

进场准备
导向
扩孔
托管
退场
合计
80米
1日
1日
1日
3日
备注：施工完成共需3个工作日，（1工作日＝8个小时）

注：以上工期安排不包括管材焊接所用时间，机器设备发生故障及人为因素干扰等意外情况导致的停工时间。
10.工期动态管理
工期计划实行动态控制，采用组织措施，技术措施，经济措施和合同管理措施加以规范和约束，主要采用事前控制，同时，做好阶段性检查，分析找出影响施工计划的原因，及时纠正偏差。从而做到事中和事后控制，保证施工计划的完成。（工期动态管理循环如下图）
确定是否产生偏差
施工进度计划的执行
提出更改措施

了解工程进展，数据采集

对其它有关计划的调整

形成新的施工进度计划

统计和整理

实际值与计划值

分析原因及对后工序影响

十. 环境保护措施
1.与当地环保部门主动取得联系，了解当地环保政策，法规和制度，贯彻环保方面的法令和制度。
2.项目部设一名专职管理人员，认真贯彻执行当地环保政策，法规和制度，编制施工期间的环境保护程序，并积极宣传，贯彻执行。
3.应经常清理现场，以便保持干净，整洁，完工时工地无废料和垃圾，及时清除不用的设施和构筑物。
4.施工中重点防止燃料，废旧泥浆，油漆，垃圾的泄漏或排放。
5.施工时，破坏的沟堤，坎等，施工结束后，立即恢复到施工前的地貌，防止水土流失和土壤污染。
6.在施工中要注意保护植被，尽量可能地不损坏或少损坏。
7.对施工区域以外地场地，不得随意进行挖掘，填埋，丢弃废物，建临时设施。如果确实需要利用施工区域以外的场地，则必须报业主和地方政府的有关部门批准。

十一. 文明施工保证措施
1. 认真贯彻执行文明施工管理细则，现场临时设施统一规划，合理布局。
2. 施工现场按规定挂牌，分割设施统一，整洁，完好。
3. 交通要道，施工便道，人形道平整畅通，沿线单位，街坊出入口按规定铺设过路桥板。
4. 施工现场布置安全标志牌及安全标语。
5. 土方材料设备堆放整洁有序，竣工后做到工完料尽场地清。
6. 施工现场宿舍，公共场所做到整洁有序，防火消防设施齐全。
7. 办公区域规定的图表齐全，并上墙。
8. 施工人员规范文明用语，开展争做文明职工宣传活动。
9. 设立专职文明施工巡视员1人，负责巡视工地文明施工执行情况，并对违纪者提出处理意见。
10. 为了减少泥浆污染，采取的主要措施时控制泥浆压力，尽可能减少泥浆总量，及时清收和控制跑冒的泥浆，选择适宜的弃浆场所。

十二. 施工承诺
我公司本着“重合同、守信用、质量第一、用户至上”的服务宗旨对业主做出以下承诺：
1. 工期承诺
工期履行率100％。
2. 质量承诺
确保实现管道穿越工程施工质量管理目标，并在100％。合格率的基础上追求实现为业主提供更多的优良工程。
3. HSE承诺
确保安全，文明施工，保护美化环境。
4. 服务承诺
协助业主做好管道穿越工程可能涉及的地方政策处理问题。
5. 现场承诺
在施工现场，服从业主和监理的指导和指令，确保工程的顺利完成。