1、施工方案及施工工藝工程簡介#天然氣利用工程-天然氣長輸管道起于仙人島能源化工區的仙人島天然氣液化廠，終于大石橋市西側的大石橋分輸站。管線長度約為98KM，管徑406.4，設計壓力4.0Mpa，管道輸氣規模為1.4*108m3/a。管道沿線經過仙人島能源化工區、蓋州市、鲅魚圈區、營口市沿海產業基地、營口市中小企業園區、老邊區和大石橋市，設置大石橋分輸站1座，設鲅魚圈南分輸閥室、鲅魚圈北分輸閥室、蓋州分輸閥室、北海分輸閥室、沿海分輸閥室、中小園分輸閥室、老邊分輸閥室和有色園分輸閥室共8座分輸閥室。施工方法的選擇：天然氣管道穿越工程，根據設計要求、定向鉆機性能及現場情況，決定采用DDW320定向鉆機
2、。1.1 鉆機主要性能參數DDW320定向鉆機：DDW320機身長度 6.4m機向寬度2.3m高度2.0m重量9.2 t泥漿流量320L/min鉆桿重量40kg發動機功率145kw行走速度5.3Km/h最大扭矩12KNm實際推進力32 t實際回拖力32 t鉆桿長度3m鉆桿外徑73mm水壓8Mpa1.2 鉆機技術特點：A、設備機械化程度高，結構布局合理，整體性好。B、結構簡單易于操作。C、鉆機傾角可調，適應不同鋪設管線設計深度和不同施工場地條件。D、鉆機具有足夠的回拉力和較大的回轉扭矩，滿足反擴拉管要求。E、易于隨時監測鉆進方向，調整孔底鉆頭，控制鉆進軌跡。F、及時監測鉆進參數和地層變化。2 施
3、工方法特點：2.1 精確性。拖管軌跡準確、精度高，滿足設計要求。2.2 方向可控性。在整個施工過程中，隨時可確定管線的位置及埋深，這是傳統的頂管工藝所達不到的。2.3 鋪管速度快，施工周期短。同樣長度及管徑的管線，施工時間是普通頂管線施工時間的1/5。2.4 廣泛的適應性。適用于復雜的地質結構，如亂石、回填土等，適用于地下管網分布復雜的地段。2.5 不阻礙交通，不污染環境，對路面及河道無損害。2.6 鋪管質量高，由于基本沒有破壞原有土質結構，無須進行地下水防范和軟土層的加固措施，避免了土壤沉降過程對管道的應力破壞。2.7 具有較好的經濟效益。管徑越大，埋深越深，周邊環境越復雜，經濟效益越明顯。
4、3 施工工序及施工工藝：施工工序概括為：施工準備設計鉆進軌跡測量放線整修進場便道三通一平施工現場布置設備進場設備調試試鉆工藝施工設備撤場恢復地貌竣工驗收。施工工藝流程圖：鉆導向孔分級預擴孔管道回擴3.1 場地施工準備：A、勘察現場：勘察并復測入土點、出土點標高和水平距離；對穿越現場的周圍建筑物、地形面貌、河床情況、土壤狀況、水源進行考察；對穿越鉆機等設備設置的場地大小進行測量確認。B、查明地下設施：咨詢當地有關部門政府在穿越中心線上是否電訊、電力、供水、輸油、燃氣等地下線路設施，并用信號探測器沿穿越路線全線進行探測。C、檢驗水質情況：取水井化驗，看水質能否滿足泥漿制漿的要求。D、編制施工方案：
5、根據現場實際情況和工程特點，編制周密、切實要靠的穿越施工方案、進場方案、施工現場布置方案。3.2 鉆孔軌跡設計：定向鉆鉆孔軌跡分為由曲線段和直線段組成，曲線段作為鉆孔的一部分，既要保證鋼質鉆桿在其中受到復雜應力時的工作安全，又要保證管道回拖通過時受力安全，必須滿足管道的工作安全的規范要求。根據工程要求：地質情況，施工場地條件，選擇最佳穿越地層，同時必須滿足穿越河流安全規范要求。根據鉆桿的曲率半徑、管線的允許曲率半徑R=1500Dn（定向鉆鉆孔軌跡曲線段必須滿足此要求）、地下障礙物的位置、穿越場地地貌圖以及地下設施的位置，制定出鉆桿軌跡，確定出鉆頭的頂角、方位角、工具面向角；計算確定入土角、出土
6、角、管線的曲率半徑以及在這一條軌跡曲線上每一根鉆桿的位置、角度及其方位，根據提供鉆頭變向能力，導向監控能力和被鋪設管線的性能等，給出最佳鉆孔路線，最大限度地優化設計軌跡，做出導向鉆孔的設計圖。導向鉆孔設計軌跡既要平緩、曲線段又要圓滑，這樣才能確保管線施工的成功。3.3 測量放線：A、穿越施工前的測量放線非常重要，為穿越的精度奠定良好的基礎。B、穿越線路交樁：a) 線路交樁由甲方或監理組織，設計單位和施工單位共同參加，在現場進行交、接樁工作。b) 接樁人員由施工單位項目部技術部門會同施工現場技術人員組成。c) 接樁前要組織接樁人員充分熟悉需接樁區段的圖紙及相關資料。d) 準備接樁工作所必須的車輛
7、、圖紙、生活用品，以及必要的現場標志物(如：木樁、油漆等)、工具等。e) 接樁人員接收設計單位設置的線路控制樁和沿線路設立的臨時性水準基標。f) 對丟失的控制和水準基標由設計單位恢復后，予以交接，交樁后發生的丟失，由施工單位在施工前依據接樁原始記錄予以恢復。g) 接樁人員應做好的原始記錄，達到指導放線和施工的目的。h) 施工人員應對線路的定測資料，線路平面，斷面圖進行詳細審核，并與現場進行一一校對，防止失誤。i) 管線交樁完畢，應填寫交接樁記錄，由業主現場代表或監理工程師，設計代表，施工人員共同會簽。C、根據穿越施工特點、現場實際情況，設備平面布置方案，設計給定的控制樁，用全位儀放出穿越中心線
8、、入土點、出土點，在中心線上，每隔3m設置一個標志樁，在入土點、出土點也各設一個標志樁。樁面用紅漆噴涂，中心線外加控制樁，并逐樁測出標高。放出鉆進工作區、進場道路，管線入土點的工作坑、鉆機安裝位置的邊線樁，并灑上灰線作為范圍明顯標記。在出土點一端根據穿越管線的中心線、占地寬度及長度、管線出土點的工作坑長度及寬度、放送溝的長度及寬度放出邊線樁，再用白灰沿邊緣播撒形成邊線，從而標出了出土點的作業區。3.4 三通一平：A、場地平整：穿越作業區使用推土機或人工平整壓實3m6m的作業場地，鉆機場地平整后，搭建膨潤土及民工住宿活動板房，出土點使用推土機或人工平整壓實4m5m的場地，如果地面易形成液化，現場
9、需采取排水措施，在場地的四周挖排水溝。B、掃線：按要求用推土機將地面雜物和障礙推掉，對低洼地帶要墊土推平壓實，確保施工設備順利進場作業。C、在入土點用挖掘機開挖3m2m2m工作坑，同樣在出土點開挖20m1m2m工作坑，用來防止泥漿四溢，污染環境。D、施工用電： DDW320定向鉆機自帶電源及抽水、照明用一臺15KW本田發電機供電。E、施工用水：取淡水為水源，符合定向鉆取水標準。3.5 鉆機及配套設備進場就位：按施工布置圖將鉆機及附屬配套設備安放在預定位置，地錨箱坑（預留地錨空間2.8m1.6m1.2m）。3.6 設備調試及控向系統調試：所有設備進入現場后，進行系統連接、試運轉，保證設備正常工作
10、，進行設備調試運轉，同時嚴格按控向系統調校程序對定位系統進行調校。3.7 試鉆：調試完成后，按地質條件、工程需要配好足量泥漿，進行鉆機泥漿試噴射，鉆機試鉆進23根鉆桿，檢測各部位、各系統的運行情況，發現問題及時處理。3.8 泥漿配制：泥漿是導向鉆進的關鍵因素，它能夠清除鉆進土屑，可懸浮并將其攜帶排到地表，減少腐蝕，穩定和保護孔壁，平衡地層壓力，起到固孔護管作用；泥漿在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，避免泥漿漏失，降低拖管時回轉扭矩和回拉力，降低鋼管與洞壁的摩擦系數，起到潤滑作用；噴射泥漿可進行水力切削，冷卻鉆頭，在導向時起到降低扭矩、導向推力，起到導向鋪助作用；回擴時降低回擴扭矩及拉力的作用。泥
11、漿配制按操作要求及地質情況予設配制方案，確定正確的混合次序，按不同的地層配制出符合要求的泥漿，并兩小時檢測一次泥漿性能參數。3.9 鉆導向孔：鉆導向孔采用31/2英寸的鉆頭射流輔助進行鉆進，它是通過定向鉆頭的高壓泥漿射流沖蝕破碎旋轉切削成孔的，以15度斜面鉆頭來控制鉆孔方向。根據穿越的地質情況，選擇合適的鉆頭。在入土點進行鉆進，鉆頭在鉆機的推力以及泥漿壓力作用下由鉆機驅動旋轉，切削土層不斷進尺；在鉆進中若回轉和給進同時進行，導向鉆進呈直線鉆進；若只給進不回轉，由于受斜面反作用力的作用，實施造斜鉆進，鉆頭的準確位置狀態與斜面鉆頭的方向是通過鉆頭腔內的信號發射器及地面定位示蹤儀來測定和確定的。每鉆
12、完一根鉆桿要測量一次鉆頭，定向手根據測得參數指導司鉆手調整鉆頭參數，及時調整鉆頭的鉆進方向，以控制鉆頭按設計軌跡鉆進，保證所完成的導向孔曲線符合設計要求，直到鉆頭預定位置出土，完成整個導向孔的鉆進工作。司鉆手嚴格按照DDW320司鉆操作規程進操作，密切觀察各儀表的讀數變化，充分掌握地下鉆進情況，隨時做好鉆進參數調整；定向手嚴格照定向操作規程進行操作，密切觀察定位儀讀數，及時將必要的信息反饋給司鉆手，密切配合司鉆手做好鉆進工作；泥漿工觀察泥漿返出情況，以便準確判斷鉆進過程中的地質情況，以此決策鉆進泥漿配比及供給，確保鉆導向孔一次成功。3.10 逐級預擴孔：回擴是十分重要的環節，成功質量的好壞直接
13、影響穿管的成敗。擴孔的目的將導向孔孔徑擴大至鋪設管線管徑1.5倍為止，以減少鋪管時阻力，保證管線能安全順利施入孔中。擴孔時使用高壓泥漿噴射土層使其松散，錐形鉆頭在回轉和拉力的作用下將土層擠壓成孔，成孔的特點是孔壁完、密實、光滑，同時大量泥漿泵入回擴孔，以保證回擴孔的完整性，不塌方，將切削土屑攜帶回地面，起到擴孔的作用。分級護孔時，下一級擴孔增加量不宜大于200mm，回擴級差應保證每次護孔扭矩的均勻性；預擴前，試噴泥漿，檢查切割刀頭和擴孔器水咀是否通暢，泥漿壓力是否正常。預擴孔鉆具組合：70mm鉆桿+擴孔器+分動器+70mm鉆桿。對于鋪設外徑406的鋼管，一般需要兩次預擴孔工作：300mm、60
14、0mm。A、第一次擴孔：將鉆頭卸下，300mm擴孔器連在鉆后端，然后由鉆機旋轉達回拉擴孔，每擴完一根鉆桿，入土點一側便卸下一根鉆桿，同時出土點一側便裝上一根鉆 ，如此往復直到300mm擴孔完畢。擴孔的同時，注入合適配比的泥漿。B、第二次擴孔：卸下300mm擴孔器，換上600mm擴孔器進行回擴，同時注入合適配比的泥漿。3.11 管道回拖鋪設：A、導向孔鉆進完成，進行擴張工作同時，完成回拖管道上回拖拉頭的焊接工作。B、當擴孔完成，用挖掘機配合裝上擴孔器、萬向旋轉接接頭、“U”型環，即將600mm的擴孔器與外徑406的鋼管用分動器連接牢固，然后管線檢查合格后，因管道無法在管位上焊接，在挖掘機的配合與
15、鉆機旋轉牽引下，拖入已成形的軌跡孔洞，直至將管線拉到鉆機側預鋪設位置。3.12 設備撤場回拖完畢，立即安排設備離場，按照先主要和大型設備、后次要和小型設備順序安全有序地撤離設備。3.13 地貌恢復管線下溝后，分層回填壓實；周圍環境，盡量恢復原貌；定向鉆等設備調遣走后，用人工平整，處理泥漿溝內泥漿的處理見環保措施。3.14 竣工驗收由建設單位工程負責人及監理工程師組織人員按照設計圖紙及技術要求進行現場驗收簽證。4主要施工材料 定向鉆穿越施工主要用料表序號材料名稱單位數量1膨潤土T102膨聚合polymerT0.13防卡潤滑劑T0.14柴油T55汽油T0.5上表穿越用材料是估計所得，與具體的用量有一定的偏差。
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