定向钻施工方案
Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
金丽温省级天然气管道金衢段配套管
道工程
RJ057-RJ058金华江定
向钻穿越方案
编制： 审核： 公司名称
日期：第一章 工程概况
一、勘察工作依据
本次勘察工作所依据的技术规范、标准及文件；
《油气田及管道岩土工程勘察规范》 ST/T0053-2004 《岩土工程勘察规范》 GB50021-2001 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002
《油气输送管道线路工程抗震技术规范》 GB50470-2008 《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-2002 《中国地震动参数区划图》 GB18306-2001 《岩土工程勘察制图标准》 SY/T0051-2003 《土工实验方法标准》 GB/T50123-1999
二、工程概况
设计范围
本次穿越测量桩号为RJ057-RJ058 穿越概况
场地位于金华市婺城区白龙桥镇雅苏村。勘察期间主河床宽约600m。水面宽约539m，水深-3.0m。
定向钻穿越入土点到出土点水平距离为1335m。 岩土工程勘察阶段及等级 本勘察阶段为详细勘察阶段
根据本工程的规模和特征以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，确定本工程为二级工程；根据场地的复杂程度确定为二级场地（中等复杂场地）；根据地基的复杂程度确定为二级地基（中等复杂地基）；依据《油气田及管道岩土工程勘察规范》（SY/T0053-2004）和《岩土工程勘察规范》2009年版（GB50021-2001）的规定，综合考虑工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度，确定本工程勘察等级为乙级。 勘察目的与任务
本次勘察阶段为详细勘察，查清拟选穿越断面的地层结构及岩土工程性质等，为施工图设计提供必须的岩土工程勘察资料，提出穿越 的建议及对可能发生的岩土工程问题和预防措施的建议。具体任务如下：
1）搜集选定穿越段的有关区域地质资料、工程水文资料及穿越场地周边环境情况；
2）查明穿越地段的地貌成因、形态、特征及其发展趋势；
3）查明穿越地段的地层结构、岩性特征和埋藏条件，并提供各土层物理力学性质指标及承载力特征值；
4）查明场地及其附近有无影响场地和地基稳定性的不良地质作用；
5）查明场地地下水埋藏条件，评价水、土对建筑材料的腐蚀性； 6）分析评价穿越场地地震效应，提供抗震设计所需的有关参数；
7）根据场地岩土工程条件，评价穿越方式的适宜性和可行性，并提出设计施工中应注意的问题和建议。 勘察工作布置及勘察方法
为了达到上述勘察工作的目的与任务，按照《油气田管道岩土工程勘察规范》（SY/T0053-2004）的要求，结合已收集的区域地质资料，经现场踏勘编制了勘察方案。采用工程地质测绘、工程钻探、原位测试、室内试验等综合方法进行勘察。勘察工作部署原则以质量为中心，合理安排，精心施工。
2.5.1勘察点布置
结合现场地形、地貌和地质条件，并遵循现行规范和设计要求，本次勘察在穿越中线两侧15m处交错布置勘探点，共布置钻探孔18个，勘探点投影到穿越中线上的间距为-85.17m。勘探点布置详见《勘探点平面位置图》。 2.5.2勘察方法 1）工程地质测绘
沿选定的设计管线穿越位置及范围，重点调查管线穿越通过地段及其附近有无影响场地的不良地质、特殊地质、工程地质、水文地质的条件，收集穿越地段的区域地质、构造等资料。 2）工程钻探
工程钻探采用XY-100型工程钻机1台，采用自动液压回转钻进，开孔直径为150mm，对填土、砂土及碎块石土采取跟管或泥浆湖笔回转钻进，采用敞口式活塞簿壁取土器静压法取原状土样；对基岩则根据掩饰的软硬情况严格控制循环水用量以保证岩芯采取率。 3）室内土工试验
岩土物理力学试验项目严格执行《油气田及管道岩土工程勘察规范》（SY/T0053-2004）和《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）. 勘察工作质量评述
本次勘察严格按照编写的勘察大纲、设计单位提供的岩土工程勘察技术要求和现行规范、规程开展工作。采用了钻探、原味测试、简易水文观测、室内试验等多种
勘察手段和方法，完成的实物工作量满足规范、规程要求，达到了详细勘察的目的，可作为施工图文件编制的依据。 工程建设标准强制条文的执行情况
本次勘察在实施过程中，严格按照工程建设标准强制性条文要求开展工作，我公司技术主管部门对本工程的全过程质量进行了监督管理，确保了各项工作能满足强制性条文的要求。
本次勘察严格按照国家规程、规范以及设计单位的勘察技术要求进行，严把质量关，认真执行勘察工作大纲。收集野外地质资料内容齐全、可靠，满足报告编制要求；内业资料整理，图件均实现CAD成图，文字、图件清晰、美观；工程场地工程地质条件已查明，提交的各类岩土参数有据可依，勘察成果资料满足勘察委托书和规程、规范要求，可供施工图设计使用。 勘察工作质量控制
为了达到勘察目的、保证勘察质量，在严格执行相关规范、规程的同时做到了以下几点：
1）严格按照我公司质量管理体系《质量手册》和《程序文件》的要求，严格保证各项输入、输出文件的准确和完备。
2）本次勘察参与的工程技术人员均具有助理工程师及以上的职称，钻探机长均是中级或高级技工以上，各机台生产人员均能适应工程地质勘探工作。本次勘察投入技术人员总人数为2人，从人力资源方面对本工程的勘察实施提供了有力的保障。
3）本次勘察配备设备齐全，从物资资源方面对本工程勘察工作的开展提供了有利的物质保障。
4）本次勘察综合采用了钻探、工程地质测绘、水文观测、原文测试等综合手段，并对勘察资料进行综合对比分析验证。
5）勘察过程中，我公司和设计单位相关技术人员组织了专家到现场进行了技术指导，对本工程的勘察重点进行了验收和指导，保证了勘察资料的真实性和针对性。
6）确保了质量体系文件的有效运作，强化了勘察工作外业分级验收工作，确保勘察原始成果资料的真实性、可靠性。 3．管道穿越方案的综合评价
根据场地勘察结果，穿越段揭露地层岩性为素填土、粉质粘土、粉土、粉砂、卵石、层强风化泥质粉砂岩和中等风化泥质粉砂岩。
① 1粉质粘土：可塑状，中等压缩性，承载力一般，仅河流东侧JHJ14 JHJ15 JHJ18孔附近呈零星分布。该层为定向钻穿越有利地层。
② 2粉土：稍密，很湿-饱和，手捏易变形，可不考虑液化影响，主要分布于河流阶地处。该层为定向钻穿越有利地层。
② 1粉砂：稍密，很湿-饱和，粘粒含量约为20%，可不考虑液化影响，主要分布于河流阶地处，分布不均匀。该层为定向钻穿越有利地层。
② 2粉土：稍密，饱和，手捏易变形，可不考虑液化影响，仅在河流东侧JHJ16号孔分布。该层为定向钻穿越有利地层。
③ 卵石：中密，饱和，粒径以20mm-50mm为主，个别大者大于100mm，含量约为60%，颗粒呈圆形、亚圆形，母岩成分主要为凝灰岩、花岗岩。场地内均有分布，层厚变化较大，该层不利于定向钻穿越。
④ 1强风化泥质粉砂岩：原岩结构大部分破坏，风化裂隙很发育，岩心多呈碎块状，块径3-5cm，岩质较软，锤击易碎。局部区域顶部风化强烈，岩心呈土状，少量砂状，干钻可钻进。场地内分布不均匀，厚度不大，该层不利于定向钻穿越。
④2中等风化泥质粉砂岩：粉砂状结构，泥质胶结，层状构造，风化裂隙较发育，岩心被切割成短柱状、柱状，锤击声哑，浸水后易软化崩解，属软岩。为场地稳定基岩，分布稳定，该层可作为定向钻穿越主要地层。穿越段中风化掩饰极限抗压强度为最大。
4穿越方案施工的建议
根据金华江穿越的详细勘察资料及定向钻的施工工艺，金华江定向钻穿越方案如下：
1）根据场地地层分布情况及各岩土层的工程地层特性，本次穿越选择④2中等风化泥质粉砂岩作为定向钻穿越的主要层位
2）③卵石层定向钻穿越不利地层，本次穿越采取卵石层开挖方式。将卵石层开挖清楚，卵石层临时开挖坡率可取1:，由于卵石层厚度较大，开挖工作量大，本次采用在卵石层中预打套管保护定向钻施工。设计时可以调整合理的出入出角度，来减小卵石层对定向钻的不利影响。
3、工程量表 序号 一 1 二 1 2 3 三 1 2 名称、规格及标准号 单位 数量 总质量（kg） 备注 3.4.1场地平整： 3.4.1.1钻机场地及进场便道：钻机场地使用推土机或人工平整后 ，分层铺垫土工布、管排，占地面积为40m×60m。挖排浆池（30m×30m×2m）。地场四周挖0.8m宽0.8m深的排水沟。钻机场地一侧交通便利，场地紧靠砂石路。
3.4.1.2 出土点场地及进场便道：出土点场地处于农田中，占地面积30m×50m，推平压实铺垫土工布用于出土点作业。
3.4.1.3 焊接场地：焊接作业带可利用部分线路段的施工作业带宽度，自出土点前30m开始，长度为穿越长度+30m，即为1365m ，组装场地前50米用于管线连头及出土点作业场地，占地宽度为30m，在穿越中心线的一侧挖排浆池（30m×30m×2m）。出土点场地占地30m×50m，平整后，从下到上依次铺垫土工布和管排， 用于放置钻杆和出土点设备。
3.4.2 挖、砌排浆池2个（穿越两岸各1个），作为废浆回收地，防止废浆流散污染环境。排浆池的尺寸为：30m×30m×2m。
3.4.3 挖地锚坑1个：长5.0m、宽3.0m、深1.8m，穿越时地锚前放置5m长，深度2m，厚度0.2m的路基板，挡板前紧贴挡板均匀打8个8m长，壁厚为δ10的φ219管桩；
3.4.4 钻机场地油料区用砖砌隔离墙1次，4米宽，6米长，2米高，。 3.4.5 钻机场地搭泥浆料棚1次，15m长，10m宽，5m高。 3.4.6 钻机场地四周围拦制作安装1次，40米宽，60米长。 3.4.7 钻导向孔：1条，长度为1335m。 3.4.8 定向钻施工管线安装：长度1335m；
3.4.9 定向钻穿越段管线试压、清管、测径：1335m。
3.4.10 焊接场地挖发送沟，自穿越管段出土点至穿越管段管尾，上口宽2 m，下口宽1.2 m，深度为1.5 m，长度为1335+30=1365m。
3.4.11 预扩孔：26＂、32＂、38＂、42＂、46＂扩孔各1次，长度分别为1335m。 3.4.12完工后清理施工场地，恢复地貌，用车拉运到当地垃圾填埋场。
第二章 施工部署
1 施工总体方案
根据本工程特点，我公司成立以XXX同志为项目经理的“金华江穿越项目
部”。按照项目法组织施工，全面负责本工程的组织、指挥及协调管理工作，并选派精兵强将组成定向穿越作业机组承担此项工程的施工。 建立健全各种管理网络，严格按设计施工图纸、技术规范精心组织施工。施工
中，实施关键线路控制，确保在合同期内完成施工任务。
进行专业分工，提高工序质量。我项目部成立了七个作业机组，各机组负责完
成所属各相应的施工任务。
对现场进行详细踏勘，编制切实可行的施工组织设计，配备适应性强的施工机
具，密切各专业作业机组之间的配合，加强现场预制化程度，全力推行顺序法施工，从而提高施工效率，加快施工进度。
使用网络计划指导施工，确保关键线路按时完成，做到同步与立体交叉相结
合、特殊与普通相结合，纵观全局，点面配套，缩短工期。
为便于及时有效的施工管理，本标段项目部设在当地，作业队沿线布置，分别
设在沿路作业点，施工营地主要采用流动作业营房和租用当地民房。 根据线路地形，合理的安排流水作业和交叉作业，减少现场搬迁，均衡的组织
作业，进行不间断施工。
建立强有力生活保障系统，使参与施工的全体职工，有一个良好的工作、生活
环境。
按照ISO9001—GB/T19002质量保证模式，建立工程施工质量保证体系，编制质
量手册、质量控制程序文件、作业指导书和质量反馈卡。提高质量，以预防为主，以高质量的质量管理确保工程质量目标的实现。
按照SY/T6276—97《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》的原则，建
立成品油管道工程的HSE管理体系，编制HSE管理手册、HSE控制程序、HSE作业指导书。在施工中加强HSE检测和审核，及时发现工作中存在的不
足，制定切实可行的纠正和预防措施，保证健康、安全、环境目标的全面实现。
在施工要素的管理上，根据定额做到工种配套、协调，劳动力计划合理，并随
时根据施工任务和施工条件的变化，对生产要素进行动态管理。
施工安排
2.2.1 项目组织机构
项目经理部人员配备机焊 动接 序号 职务运安一 布装1 项目经理 管机队 组 2 项目副经理 3 二 生项目工程师工 产4 部 5 三 程技部长术 部部长 项目负责： 生产负责： 土技术负责：冷 定建人数 弯向施管钻项目部领导 工制穿机1 越 作机组 1 机组 组 1 经QHSE 生产部 光姓名 缆敷设机组 清管试压机组 1 部 营部物资部 政策协调部 1 工程技术部 1 四 6 五 7 六 8 七 9 10 部长 数字信息员 1 1 部长 1 部长 1 部长 1 QHSE部 经营部 物资部 政策协调部 2.2.3 施工技术力量劳动组织 •序号 工种 项目经理 数量 1 序号 15 工种 起重工 数量 2
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 项目副经理 工程师 调度 队长 财务 技术,质量 设备,安全 劳资员 后勤 炊事员 司机 操作手 控向 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2 4 4 2 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 司钻 钻杆工 修理 电工 保管 电焊工 管工 发电工 泥浆工 气焊工 测量 普工 2 2 2 2 2 6 2 2 2 2 2 15 70人 合计 2.2.4 施工任务划分 序号 1 2 3 4 5 6 单位名称 定向钻穿越队 管线安装队 试压通球队 防腐补口队 运输队 土建施工队 施工任务 负责钻机场地布置、钻导向孔、并扩孔回拖Φ813 负责布管、组装焊接 负责穿越管线试压、清管 负责管道防腐、检测及现场补口补伤 负责钢管的运输、装卸及途中保护 负责对线路测量放线、扫线并按照要求平整场地 2.2.5 关键施工项目 本工程关键施工项目为：管线预制、钻导向孔、回拖。 2.2.6 施工工期
本工程计划开工日期：2009年05月26日，计划竣工日期2009年06月14日。计划总工期25天。
第三章 工程施工方案
穿越施工工艺流程图 测量放线 测量放线 根据设计交底（桩）与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，确施工作业带开拓 钻机进场便道修筑 保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。 运 管 钻机场地铺垫 进场道路及场地的平整 布 管 3.3.1 钻机作业场地及进场便道： 地锚坑、泥浆池开挖 场地使用单斗或人工局部平整后压实，分层铺垫土工布、管排，即可以作组 焊 及 检 测 地 锚 安 装 为钻机场地（40m×60m）。场地四周挖0.8m宽0.8m深的排水沟；在钻机场地附补 口 补 伤 通 球 扫 线 试 压 吹 扫 2m 钻机及配套设备就位 管排制作示意图 5m 测量控向参数 钻 机 试 钻 钻 导 向 孔 预 扩 孔 Φ76mm钢管焊接固定 连接钢板δ=5mm 、宽300 mm 扩 孔 回 拖 近挖一泥浆池（30m×30m）。钻机场地平整完成后，安装四周围拦和砌筑油料区隔离墙。保证钻机、动力站及泥浆泵等设备的进场就位。 泥浆处理 3.3.2 地锚坑及排浆池： 挖、砌泥浆池（穿越两岸各1个）及地锚坑，泥浆池尺寸为30m×30m×2m。验 收 泥浆池内铺塑料土工布，并在池内四周用砖砌加固墙，墙高1m，用水泥将泥浆池四周与加固墙连接，防止泥浆池塌方。
地锚坑中心线在穿越主管的中心线上，地锚坑尺寸为5m×3m×1.8m。挖泥浆池及地锚坑时要留出足够边坡（两侧各预留5m宽），泥浆池及地锚坑尺寸如图
5m 30m 泥浆池深：2m 20m
地锚坑深：ｍ 2m ６ｍ4m 所示：
地锚坑完成后，地锚坑内先用砖在四周砌三七墙，将地锚放入后，地锚与墙的余空填混凝土加固。在地锚前紧贴地锚打6个Ф219×8,长8米的钢管桩,钢管桩高出地面0.2米,在地锚和钢管桩之间用8#槽钢焊接牢固，如下示意图：
3.3.3 出土点场地: ×× 钢挡板：12m钢管出土点场地占地20m×50m，平整压实后，从下到上依次铺垫土工布和管排，钢管用于放置钻杆和出土点设备。出土点附近挖一泥浆池，占地30m×30m。管线从出槽地锚土点后30m后开始焊接。 槽钢 3.3.4 焊接作业场地及进场便道： 钻机下所垫钢板：24m× 地焊接作业带场地：通过水渠、公路的具体措施见3.3.4.1。管线组装场地修整，场地两侧挖排水沟。管线组装场地布置示意图如下：
3.3.4.1 焊接作业带过路的具体措施如下：
为了不影响交通，将路破开后此处修建简易跨桥。跨桥两侧用装土草袋垒成0.5m高，上口宽1.25m，下口宽3m，长4m的路坡，两侧路坡跨度为2.5m，垒好路坡后，在两路坡上面平行铺垫2块道板搭接，道板规格为5m×2m，在保证行人车辆正常通行的基础上进行管线组装焊接。具体尺寸如示意图： 3.3.4.2 焊接作业带过渠具体措施如下：
首先在水渠内打两排槽钢，两排槽钢间相距6米，槽钢规格为160mm，长度6m，每根槽钢间距为0.3米，槽钢顶部要高出水面1米。
槽钢打完后，在槽钢中间下三排Ф219的涵管，保证农田灌溉。然后在两
作业带过路示意图
管子草袋钢木道板排槽钢间用装土草包填埋，当草包填埋厚度达到0.6米时，紧贴草包顶部用铁丝将两排槽钢连为一体，完成后继续填埋草包。然后依次将草包最终填至高出水面0.5米。
草包填埋完成后，在其上再用铁丝连接两排槽钢，防止槽钢向两侧倾斜，使整个便道连为一个整体。
便道填埋完成后，先用挖掘机或单斗压实，然后再在其上铺垫钢板，铺垫钢板的宽度为5米。
由于穿越长度较长，采用发送沟形式回拖管线，为防止回拖注水时渠面水位低，在回拖管的另一侧用装土草袋填埋筑坝，坝高2米，宽1米。
定向钻施工
3.4.1 钻机及配套设备就位: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，保证设备正常工作。
3.4.2 测量控向参数:按操作规程标定控向参数，为保证数据准确，在管中心线
的不同位置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录。
3.4.3 泥浆配制及重复利用
泥浆是定向穿越中的关键因素，按本次穿越泥浆工艺要求及地质情况编写配制方案，确定正确的混合次序，按不同的地质层配制出符合要求的泥浆。由于穿越地段地质情况比较复杂，对泥浆的要求比较高，为克服对付这种不利因素，我们将采取以下措施： 3.4.3.1
水源就近取用河水，用水泵输送至水罐内，在水罐中沉淀、过滤后
配浆。
3.4.3.2
按照确定好的配比用一级膨润土加泥浆添加剂，配出合乎要求的泥
浆。
3.4.3.3
泥浆添加剂有：降失水剂、提粘剂和防塌润滑剂等。添加剂符合环
保要求。
3.4.3.4
为了使膨润土有足够的水化时间，在用量不改变的情况下，我们使
用快速水化装置并增加泥浆罐数量，在此工程中使用1个配浆罐和4个泥浆搅拌罐。
3.4.3.5
回流泥浆的处理：钻机场地和管线场地各有一个30m×30m×2m返浆
收集池，泥浆通过泥浆池收集，经沉淀之后处理；在主管线穿越施工扩孔中产生的泥浆，经泥浆池沉淀后，通过光缆套管输送到钻机场地的泥浆池，钻机场地泥浆经过泥浆回收池沉淀后，再经过回收系统回收利用。
3.4.3.6
剩余泥浆的计算与处理：
根据以往施工经验，钻导向孔有28%左右的剩余泥浆，预扩孔有67%左右的剩余泥浆，回拖管线有44%左右的剩余泥浆。 与当地环卫处协商，施工剩余泥浆拉运到当地垃圾填埋场。 3.4.3.7
泥浆在各个阶段所起的作用如下：
钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，减少推进阻力；
预扩孔阶段要求泥浆有很好的护壁效果，防止地层坍塌，提高泥浆携带能
力；
扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力；同时还有很好的润滑能力，减少摩阻和扭矩。 3.4.3.8
粘土层容易水化膨胀，引起缩径卡钻的潜在危险。针对该层，泥浆
的失水性能是关键。因此，在提高粘度的同时加入定量的改性淀粉来控制失水。
3.4.3.9
粉土层成孔性差,采取的措施是：在泥浆中加入正电胶，形成“液体
套管”。
3.4.4 钻机试钻
开钻前做好钻机的安装和调试等一切准备工作，确定系统运转正常、钻杆和钻头清扫完毕，严格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻，钻进1-2根钻杆后检查各部位运行情况，各种参数正常后按次序钻进。 3.4.5 钻导向孔
钻孔期间，建立穿越曲线数据库，采集在控向过程中由控向系统的计算机自动生成的有关数据。如每个测量点的Inc、Az、Away、Right、Elev 值。每隔1米测量一次穿越曲线的三维坐标。
为了保证采集数据的正确性，减少人为的数据录入错误。我们将采取自编的小程序，使控向系统计算机生成的控向数据经过一、两步的转换后，自动生成Excel文件，以保证控向数据的可打印性和传输性，减少人为录入数据的错误。
导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键，本次穿越工程用GD—2800型水平定向钻机实施。钻导向孔的钻具组合是：
″牙轮钻头+造斜短节+7″无磁钻铤+5″S-135钻杆
控向对穿越精度及工程成功至关重要，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，泥浆与司钻重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好。
控向设备采用英国Sharewell公司生产的MGS定向系统，为防止钻孔时导向孔与设计穿越曲线的偏移，将采取以下七大措施：
措施一：布置地面信标系统(Tru-Trucker system)，即在地
强磁场地面信标系统一角
面布置人工磁场，其控向原理是：无磁钻挺内的探头中的加速度计和磁力计，对影响它的磁场的磁通量、磁场强度进行采集、分析，从而计算出探头的位置。一般的控向系统操作，是把地球磁场作为采集、分析的对象，由于地球磁场的微弱性、不稳定性和易受干扰性，导致了加速度计、磁力计采集的数据有一定的波动和误差。因此，增加磁场强度和磁通量，可以明显地改善加速度计、磁力计采集数据的准确性，从而提高控向的精度。据此原理，我们将在南沙渚塘河定向钻施工中，采用地面信标系统(Tru-Trucker system)，即人工磁场，来提高加速度计、磁力计的磁场强度和磁通量，从而使采集到的数据更准确，防止钻孔时导向孔与设计穿越曲线的偏移。
措施二：由于地球磁场易受干扰，为避免探头附近有磁场干扰，在采用地面信标系统(Tru-Trucker system)的基础上，每次施工前，用消磁仪对无磁钻挺进行消磁处理，防止由于无磁钻挺被磁化产生磁场，影响控向的精度。
措施三：在控向中，特别是有线控向中，加速度计、磁力计采集的数据信号的安全传输，也是确保控向精度的措施之一。为此，本次穿越在采用专用检测工具检查信号线质量的基础上，利用独创的最新式信号线连接技术——“信号线三保险连接技术”，保证信号线的连接质量，从而保证信号的安全传输。
措施四：严格按照施工规范，确保每根钻杆的操作，符合设计所规定的曲率半径范围,并在此基础上,每根钻杆的倾角和方位角的变化值满足施工规范要求的规定钻杆折角范围之内。
措施五：对射流钻进工艺（适合软地层），造斜短节的工具面与钻头射流钻进的中心线一致，使测量的工具面值更接近实际工具面值，有助于控向工程师控制钻进方向。
措施六：控向系统的数学模型采用高精度的数学模型控向系统数学模型主要有三种：正切法、平均角法、最小曲率法，根据数学原理，在这三种数学模型中，正切法的精度较差，平均角法和最小曲率法的精度较高。因此，在实际操作中，本次穿越将采用精度较高的平均角法和最小曲率法作为控向系统的数学模型，以求在相同的数据采集基础上，得到较高的计算精度，从而提高控向的精度，保证穿越入、出土角及深度符合设计要求，横向偏差在+-1米范围内，纵向偏差不超过5米。 3.4.6 预扩孔 3.4.6.1
主管穿越采用以下六级扩孔预扩孔：
导向孔完成，钻头及蒙乃尔管（无磁钻铤）出土后及时拆卸，装上检查合格的26＂扩孔器进行预扩孔，因穿越距离长扭矩大，卸钻铤和钻头时，采用液压卸扣钳保证及时卸扣。为了整个穿越万无一失，整个预扩孔过程采用以下四级扩
孔。第一级采用26″刮刀扩孔器进行第一次预扩孔；第二级用32″刀式式扩孔器；第三级用38″刮刀扩孔器进行扩孔；第四级用 42″刀式扩孔器进行扩孔。第五级用46″桶式扩孔器进行扩孔。最后用42″桶式回拖管线。
在回拖时连续作业，避免因停工造成阻力增大。管线回拖前要仔细检查各连接部位，为保证回拖的顺利和防腐层不受破坏，将采取以下措施： 3.4.6.2
连管回拖前，保证预制管线（至少出土点附近的200米管线）和穿
越轴线的一致，减少管线进入孔洞时的侧向摩擦力，确保防腐层完好。
3.4.6.3
管线回拖采用发送沟的方式，发送沟采用单斗开挖，其上口宽
1.5m、下口宽1.2m、深1.2m；在挖发送沟时，计算好发送沟进入孔洞的坡度，确保发送沟，特别是管线进入孔洞的这一段发送沟与穿越孔洞的圆滑平缓。
3.4.6.4 管道回拖前将检验合格的穿越段管线放入发送沟内，就位时布置不
少于四台吊管机，起吊点距离管道环焊缝小于2m，起吊高度以1m为宜，起吊点间距不超过26m，吊具用尼龙吊带发送沟内不得有石块、树根和硬物等，沟内注水，确保将管道浮起，避免管线底部与地层摩擦，划伤防腐层。
3.4.6.5
采取漂浮或其他措施降低管线回拖时管线的摩擦力。必要时，可采
取特有的低浮力回拖措施，降低管线在泥浆中的浮力，从而使管线悬浮于泥浆中，避免管线与孔洞壁的直接接触。
3.4.6.6
回拖时增加高润滑泥浆，使泥浆象薄膜一样附着于防腐层，起到保
护作用。
3.4.6.7 回拖中准备好补口、补伤材料和器具及检漏仪，安排专人巡视管
线。
3.4.6.8
在扩孔回拖时，把扭矩控制在合理的范围内。扭矩过大，钻杆卸扣
困难，欲速则不达。因此把扭矩控制在适宜的范围内，保证扩孔回拖顺利。
3.4.6.9
回拖时注意加强两岸联系，时刻注意表盘的读数。同时，做好每一
遍扩孔的记录，以便于下一级扩孔借鉴，使扩孔、回拖具有可追溯性，保证扩孔回拖的顺利。
3.4.6.10
根据地质及上一级扩孔情况，合理确定下一级扩孔尺寸和扩孔器水
嘴的数量及直径，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，避免岩屑床生成。
3.4.7 及时进行钻机场地的地貌恢复、剩余泥浆的处理和设备转场。
3.4.8 作为中国定向钻穿越专业化的施工队伍，管道穿越项目部在南沙渚塘定向
钻穿越施工中，将采取以下特别措施，以保证100%的穿越成功。 3.4.8.1
保证导向孔“平滑圆缓”
首先，要确保在导向孔作业中信号的安全传输，为此，第一步用专用检测工具检查信号线的质量；
其次，严格按照施工规范操作，确保每根钻杆曲率半径符合设计规定的范围,并在此基础上,确保每根钻杆倾角和方位角的变化值在规定的误差范围之内。
3.4.8.2 3.4.8.3
扩孔作业
在保证扩孔后形成的孔洞符合要求下，合理确定每次扩孔的级差，
并根据地质及每次扩孔泥浆的携带情况，制定合适的泥浆配比，确保孔洞形成良好、泥浆在出入土点侧返浆通畅。
3.4.8.4
预制管线的充分准备
连管回拖前，保证预制管线（至少出土点附近的200米管线）和穿越轴线的一致性。同时，采取漂浮或其他措施降低管线回拖时管线的摩擦力。 3.4.8.5
保证钻具的完好
经过多年的探索及理论分析，特别是经过以前施工经验总结，保证钻具的完好，也是穿越成功的关键。为此，对每一根用于施工的钻杆、扩孔器系列等，在施工前都将经过严格的无损检测和丝扣的维护保养。 3.4.8.6
建立高效的泥浆体系，确保在复杂地质条件下孔洞形成的良好
孔洞塌方是穿越施工中最危险的隐患之一，为此，在现场针对塌方采用“二高”——高粘度、高密度配制泥浆，可起到支撑、悬浮和护壁和减少岩屑床的形成作用。同时，我们加大高分子泥浆添加剂的剂量。利用其大分子量聚合物纤维素的链式网状结构来起到“支撑和拉住”等护壁作用，回拖时，在必要的情况下，加入固体润滑剂等低浮力高润滑的泥浆体系。
第四章 施工准备工作
技术准备
4.1.1为准备南沙渚塘定向钻穿越工程做了大量技术储备工作工作。并组织工程技术人员对施工现场进行了详细踏勘，为编制详细的难点施工方案提供了详尽的依据。
4.1.2 组织全体参战技术人员熟悉掌握工程施工图纸、技术要求、施工验收标准规范，进行图纸会审工作，提出并解决图纸中存在的问题。
4.1.3 根据设计交桩线位，组织技术人员和测量人员对现场进行详细勘察，编制详细的穿越施工方案，在工程开工前，报送业主及监理批复。
4.1.4 组织有关人员根据焊接工艺评定，编制适用于本工程的焊接操作规程及作业指导书。
4.1.4 根据设计资料、施工组织设计，针对本工程特点编制现场施工各工序的施工作业指导书、工序卡，规范指导施工。
物资准备
在物资供应方面，形成了物资供应的网络，对当地的物资供应情况进行了详细的了解；根据当地经济欠发达在特种物资供应方面比较困难的实际情况，在物资准备方面我们做了大量的准备工作，对施工所需的大量消耗性物资，如角向磨光机、砂轮片、膨润土、信号线和各种专用进口机具设备如扩孔器系列等先行购买储备，以保证正常施工的需要。
人员准备
对于防腐工、起重工、管工、控向工和泥浆工等主要工种我们进行了培训，学习本工程的安全技术要求和各工种应执行的操作规程、质量标准、作业指导书。
文件及资料管理
针对南沙渚塘定向钻穿越工程的管理特点，在控制部内专门设置文控工程师负责管理文件和资料。对业主及监理下发的各种文件，实行原件存档，复印件经项目经理审阅后交由各部门阅办的管理模式。各种文件应以日期、部门分类编号，建立文件收发明细目录。对各部门下发的文件及与业主及监理联系的文件原件存档，对各种文件处理结果附在原件中备查。
第五章 施工总进度计划
计划总工期
5.1.1 计划总工期： 2009年05月26日——2009年05月15日 5.1.2 管线预制工期 2009年05月27日——2009年06月04日
5.1.3 穿越工期 2009年06月05日——2009年06月13日 5.1.4 地貌恢复 2009年06月14日——2009年06月15日
第六章 各项资源需要量计划
劳动力需要计划
见表。
主要施工机具、设备、材料需要计划
见表。
主要施工机具、设备进退场计划
钻机及配套设备2009年06月01日进场，2009年06月13日退场；焊接设备2009年05月26日进场，2009年06月05日退场。
表 劳动力需要计划 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工种 管理人员 控向 司钻 泥浆工 司机 操作手 起重工 钻杆工 修理 总数量 12 2 2 2 3 4 4 2 3
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 电工 保管 电焊工 管工 试压工 气焊工 测量 防腐工 普工 后勤 炊事员 3 1 8 3 2 2 2 2 25 1 1 20 合计 82
表 主要施工机具、设备、材料需要计划
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
设备名称 定向钻机 米勒半自动焊机 单斗挖沟机 装载机 拖车 吊车 吊车 半挂车 外对口器 发电机 发电机 压风车 空气压缩机 电焊条烘干箱 试压泵 环型火焰加热器 红外线测温仪 型号 单位 数量 台 台 台 台 辆 辆 辆 辆 台 台 台 台 台 台 台 套 台 座 备注 GD—2800 DU-OP PC220-6 小松WA380-3 50T 25T 16T 10T 200kW 50kw 英格索兰S10－250 VHP400SCU/11.5m3 YZH－60 HY-63MPa DN711 TCM312 控制室 防风棚 自制 喷砂除锈机 电火花检漏仪 X射线机 日本250EG-S2 水压泵 400型 泥浆泵 3HS-250型 泥浆搅拌罐 20m3 清水罐 20m3 潜水泵 QY50 钻具 钻杆127mm 有线导向系统 SHAWELL 泥浆粘度仪 马氏 含砂测定仪 SA-100 旋转粘度计 XC-69 水质化验仪器 WC-45 Φ50×3 无缝管 封头 Φ813×14。9 4″水龙带 2电源线 95mm 1 4 4 1 1 1 1 3 1 1 3 1 1 1 1 3 2 1 套 套 台 台 台 台 座 座 台 套 4 1 2 1 1 1 2 1 2 1 km 套 1 1 套 套 套 套 米 块 米 米 1 1 1 1 100 1 700 300
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 6mm信号线 施工用对讲机 膨润土 改性淀粉 烧碱 滤饼剂 护壁剂 纯碱 柴油 汽油 30mm钢板 枕木 铁丝(8#) 铁丝（10#） 液压油 钢丝绳（4分） 竹笆 草袋 丝扣油 场地围栏 槽钢20＃ 土工布 道木排 2 200×180×2000mm 米 对 T T T T T T T T m 根 Kg Kg T m 块 个 t 米 m m 块 221000 3 5 1 3 3 2 12 1 50 30 50 50 1 860 200 500 240 100 1500 便道及泥浆池铺设 58 钻机场地铺设 180 第七章 项目质量保证措施及HSE管理措施
质量保证体系
为保证穿越工程能够按业主要求的工程质量标准圆满完成，特制订穿越工程质量保证体系；其内容主要包括：质量方针和目标、质量管理组织、主要岗位的质量职能、质量保证措施等。具体施工中，还将依据本次石油建设有限责任公司质量控制程序文件进行全过程的质量控制，以确保施工质量。 7.1.1质量方针
••• 高质量、高起点，争创一流工程，确保用户满意。 7.1.2质量目标
•••①单位工程交工合格率100％，工程建设质量创国家优质工程②工程设备、材料
质量合格率100%。③管线现场焊接一次合格率92％以上；④管道补口补伤一次合格
5管道阴极保护率100%。 率100%。○
7.1.3质量管理组织
定向穿越质量管理领导小组 ••• 组长: ••• 副组长: ••• 专职质量员： 7.1.4质量管理措施
7.1.4.1强化质量教育，贯彻“质量第一”的方针，开工前组织施工人员学习质量体系文件及施工技术要求，并做好记录；做到严格按照设计要求及规范规定施工,•以良好的工作质量来保证工程的质量。
建立各项管理制度，使质保体系正常运转，施工中加强工管理，各工种、各岗位严格把关，认真执行“三检制”，并作好详细记录。
各种管材、焊材、防腐材料要有质量证明文件、产品合格证及使用说明书。 7.1.4.4参加本工程焊接的焊工在工程焊接前,必须根据工作内容通过考试取得相应的焊工资格。
7.1.4.5严格按焊接工艺评定的参数施焊，施焊前要按技术要求烘烤焊条，将坡口清理干净。严格按设计要求对焊缝进行100%X射线探伤照相，达到Ⅱ级以上为合格； 7.1.4.6试压过程要符合规范，压力要达到设计规定，试压合格后要作好记录并请甲方及监理签证认可。
7.1.4.7建立ＴＱＣ领导小组，积极开展ＱＣ活动，及时解决施工中的各种难题，确保每个工序质量都符合要求。
7.1.4.8钻机及配套设备就位准确可靠，各岗位要严格按规定做好相应工作并认真填写施工记录。
7.1.4.9钻导向孔不得急于求快，要认真复核，参数要求准确，偏差要符合规定，司钻、控向及泥浆等操作人员要按照制订的方案钻进，如有异常及时汇报，必要时征得建设单位同意和支持。钻孔曲线要圆滑，扩孔和回拖要耐心细致，且要作好详细记录以便分析复核。
7.1.4.10管线检验合格、钻具及拖管头可靠联接后方可回拖。回拖中耐心细致，注
意参数变化，设专人巡线，集中精力，两岸加强联系，发现漏点及损伤要及时修补，确保管线防腐层完好，不得出现碰伤、划伤等质量事故。
HSE管理体系
7.2.1 定向穿越项目的HSE方针
以人为本、科学管理、安全第一、健康至上、环保创优，全面提高经济效益、社会效益、环境效益，走良性循环和可持续发展的道路。 7.2.2 定向穿越项目的HSE目标
7.2.2.1健康安全目标:使全体能参建人员的健康得到充分保证,每百万工时重大事故不超过起,每百万工时死亡率0。
7.2.2.2环保目标:各施工承包商应努力实现施工生产无环境污染事故,各种污染物排放达到国家排放标准。环境保护、水土保持方面达到设计和相关规定要求。 7.2.3 定向穿越项目HSE领导小组：
在江汉油田建科(武汉)工程有限公司浙江项目部的领导下成立定向穿越项目HSE领导小组： 组 长： 副组长： 组 员：
7.2.4施工设备、HSE设施及用品 7.2.4.1主要施工设备
穿越项目主要设备状况表
序 号 1 2 3 4 5 6 机械名称 定向钻机 泥浆泵 发电机 发电机 吊车 履带式挖掘机 规格型号 GD—2800 3HS-250 200KW 50KW 16T PC—220 状况 完好 完好 完好 完好 完好 完好
7 8 9 10 11 7.2.4.2 HSE设施 瑞风面包 指挥车 五十铃 指挥车 指挥车 完好 完好 完好 完好 完好 穿越项目主要HSE设施表
序号 设备名称 灭火器 泥浆回收装置 泥浆罐 水龙带、接头 潜水泵 安全帽 活动厕所 单位 个 套 座 卷 个 顶 座 数量 10 1 4 50 3 70 2 能力评估 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 备注 防止火灾 防止污染环境 防止污染环境 防止火灾 防止火灾 防止砸伤 防止污染环境 1 2 3 4 5 6 7 7.2.4.3 医疗用品 项目部备用一些常用药品和急救药品
序号 1 2 3 4 5 6 7 药品名称 速效感冒胶囊 扑热息痛片 泻痢停 创可帖 花露水 螺旋霉素胶囊 止血纱布 用途 治感冒 退烧 治腹泻 治创伤 治蚊咬 消炎 止血 数量 10盒 5盒 5盒 100片 5瓶 10盒 2包 赵忠良 保管人 备注 7.2.5 作业指导书
7.2.5.1 施工人员居住地HSE管理
施工人员驻地要合理布置与选址，选择环境污染少、交通方便、无特殊防火要 求的场所，还要考虑到便于防洪、防火及电力设施的安装。
生活驻地要合理将厕所、食堂及施工人员宿舍、生活用水（茶炉）进行布置，做到场地平整、清洁。
生活驻地、食堂等应设置垃圾桶，保证驻地生活卫生。
临时用电要定期检查闸刀、电源线，做好绝缘防护工作，沿地敷设的电源线必须用橡胶电缆，跨过道路时必须加套管保护。 7.2.6.2 施工现场用电作业安全
所有电气作业必须由持有“电气作业操作证”人员进行。 电气设备上安装接线，搬动任何电气设备前，应先关闭电源。
施工现场电气设备、电源线要整理整齐，破损处要进行绝缘处理，以防搭铁或漏电伤人。
在全部停电或部分停电的电气设备上工作必须完成停电、验电、放电，装设接地线，挂标示牌等技术措施。
严格按照“电工安全操作作规程”定期检查、试验，保证合格。 7.2.5.9定向穿越作业指导书
测量放线：技术人员和控向人员要按照设计确定出穿越的中心线、入土点、出土点，在入土点侧测出钻机安放位置、地锚箱、泥浆池、占地边界等；出土点侧测出焊接管线中心线及泥浆池位置、占地边界等；现场测量完成后，技术人员要及时编写施工计划、方案及措施，并向施工人员技术交底。 场地、便道修整及设备就位：测定出施工场地后，对场地进行平整，消除影响施工的障碍物，保证车辆及吊装设备安全操作。修筑施工便道，保证设备进出现场，开挖泥浆池、废浆池等收集废弃泥浆。根据穿越地质及管径长度，配备一定数量的泥浆罐，准备好泥浆用料，并妥善保管好各类泥浆用料和油品，防止污染施工工地及水源。 钻导向孔及扩孔拖管
①钻进过程中，控向人员根据探测的各项参数，按照设计图纸要求指挥司钻随时调整钻具方向，遇到泥浆压力异常或仪表读数出现异常时，及时分析钻进情况并处理。
②根据地层情况控制好泥浆压力及泥浆量，防止泥浆压力过高使地层产生开裂造成大量排浆而污染作业带。
③管子接线工接好导向线，做好管子接线记录，接线时接线卡要夹紧，避免由于导向线的问题而造成的导向孔重复施工。
④起重工配合吊车装卸好钻杆,吊装钻杆使用的卡具要进行防滑处理，避免钻杆滑脱造成损害。
⑤设备维修人员做好巡回检查，填写记录，处理可能发生的设备故障。 ⑥钻完导向孔后，分四级进行预扩孔作业，进行预扩孔施工时，要保障两岸通讯联系畅通，同时使用RB-5定向钻机配套的出土点紧急制动设备，在紧急情况下直接向钻机发出制动命令，停止一切钻机操作，防止人身伤害事故的发生。
⑦预扩孔完成后连接好焊接的管线进行回拖，回拖作业为连续作业，以防钻孔塌方造成卡钻，同时两岸要加强联系，及时处理异常情况。
7.2.5.10竣工收尾：回拖成功后，焊工、管工要及时对穿越管线两端进行封闭。撤出施工设备后，恢复地形地貌，清理施工现场，作到工完、料净、场地清。
7.2.6 环境保护及泥浆处理措施
7.2.6.1场地内设置移动垃圾筒和移动厕所，保持施工场地内清洁干净，防止污染当地环境。
7.2.6.2在定向钻施工前，先配制一定量的泥浆，并将泥浆样本送到当地环保部门进行化验，符合要求后方可使用；达不到环保要求时要更换泥浆用料，并重新配制泥浆进行化验，直到配制出符合环保要求的泥浆。
铺垫土工布的泥浆
7.2.6.3钻机场地与焊接场地的泥浆处理：
在钻机场地和焊机场地各挖一个排浆池，收集储存返回的泥浆，坑底铺垫土工布，防止泥浆渗漏，用泥浆回收装置将泥浆池中的泥浆回收再利用。本工程中焊接场地的泥浆通过光缆套管输送到钻机场地泥浆池再利用。 根据不同的地质情况和施工中的返浆情况，进行泥浆回收作业时要采取各种必要的措施，保证回收泥浆的质量，回收返回泥浆时分离出来的泥沙等要有专门的堆放场地。
定向穿越施工完成后，租用泥浆车将剩余泥浆和回收返浆时分离出来的泥沙运送到当地山垃圾填埋场，晒干回填或作耕作土用。
剩余泥浆外运时使用密封好的灌车运输，防止运输过程中泥浆洒落到路途上。
7.2.6.4在入、出土点以外有泥浆漏失时，先挖泥浆坑或围堰进行收集，穿越结束后拉运到指定排放场地排放。
7.2.6.5穿越施工钻孔、扩孔及回拖作业进行到鱼塘位置时，要控制泥浆的压力，避免因压力大造成泥浆漏失到鱼塘内。
7.2.6.6钻机场地内的油罐区域使用砖墙进行隔离，油罐的进油口和出油口要采取防护措施，油罐底座为托盘形状，防止加油或放油时有油洒落到场地内污染环境。 7.2.6.8钻机发动机、泥浆泵发动机、发电机等在加油时，要防止油品洒落地面污染环境。
7.2.6.9施工中产生的工业垃圾要和生活垃圾分开存放，并运送到指定处理场所。 7.2.6.10固定钻机的地锚采用钢管桩代替混凝土浇注，同时在修筑施工便道和施工场地时使用土工布，将施工对耕地的影响降低到最小。 7.2.7施工过程中的危害评价
穿越项目组组织有关人员对施工中的危害进行了调查和分析，制订了风险削减和控制措施。见下表。
表一 危害等级分类
危险度 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
人员重伤或死亡描述 经济损失万元以上环境危害严重 存在区域 人员疾病轻伤损失5000~9999元，有环境危害 ③④ ①②④ 人员健康有影响，损失 损失2000元以内，有环境危害 ①②④ 2000~4999元 ③ 注：①管子工区域 ②泥浆灌区域 ③油灌区域 ④出土点区域 表二 发生事故可能性等级
频率级 描述 区域 A频繁 每天有可能 ①③ B经常 每周有可能 ② 表三 危害和影响清单 序号 1 活动/过程 危害因素 触发因素 （1）吊装不稳 （2）返泥浆 （1）线路短路 危害和影响 （1）摔伤 （2）污染环境 （1）触电 C有时有 每月有可能 ④ D极少 每年有可 管子工作业 （1）吊卸 （2）泥浆 2 泥浆罐作业 （1）电线路 （2）高空作业 （2）精力不集中 （2）高处坠落 遇明火 （1）返泥浆 发生火灾 （1）污染环境 3 4 油罐区域 柴油 出土点作业 （1）泥浆 （2）吊卸 （2）步调不一致 （2）砸伤 表四 风险削减措施 序号 危害区域 危害内容 削减措施 吊卸钻杆不平衡易滑脱(1)施工人员戴安全帽,穿防滑鞋1 管子工区域 伤人;钻机漏泥浆,施工人员易摔伤,钻杆返泥浆,污染环境 罐群电线路多,电伤2 泥浆罐区域 人， 上下泥浆罐易摔滑 1）电工常检查电线路 2）挂警示牌，穿防滑鞋 (2)挂警示牌 (3)挖泥浆坑,收集泥浆 (4) 对此处重点检查
(1)警示牌 3 油罐区域 易发生火灾 (2)铺设防火沙 (3)安放灭火器
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