水平导向钻进法施工方案

第一节 水平导向钻进法施工方案

（一）准备工作

不开槽管道施工的关键是做好导向孔曲线的设计和地质勘察，导向孔的设计和施工受许多因素的制约，其中最主要的是施工现场的地上和地下条件，地上条件包括地形，地貌以及周围建筑物、道路、河流等：地下情况包括原有地下管线、地下水和地质结构等。

现场勘察内容包括：原有地下管线及设施的直径和埋深，原有电缆线路的走向等情况，并在地面作好标记，穿越地层的土质类型、含水量、透水性。

为了使施工过程中尽量不给交通安全、城市环境及周围群众正常生活带来影响，在不影响正常施工的前提下在施工现场周围(即出、入口和泥浆池周围)用挡板加以保护和隔离。 （二）导向孔钻进

<1>准备工作完成后，根据施工图纸确定每孔拖拉管线长度（150-180米），并确定钻机定位，本路段污水管道入土口的沥青路面上入、出工作坑（钻孔引槽）位置，钻孔引槽尺寸根据污水管埋深确定，本路段引槽尺寸为1.2米宽*4米。

<2>中间天窗井为3米*3米（本工程中各污水检查井距离在40-60米左右，故利用中间污水检查井作为中间工作井），用切割机对沥青路面进行规则切割后，用挖掘机油压镐破碎挖出钻孔引槽及中间天窗井。本路段牵引管施工多余泥浆在钻孔、扩壁的同时罐车清运。

<3>按照ABP软件设计图开始施工。尽可能缩短钻进路径的长度，减少钻进和回扩、回拖时间。

<4>利用导向钻机及导向仪，通过检测和控制手段使导向钻头按设计

轨道钻进。

<5>钻机应运转并调整好适合本次施工的参数，按设计曲线要求钻导向孔，在穿越曲线上每隔4.5米设数据控制点，以此控制导向孔不偏离设计曲线。 （三）回扩孔

<1>导向孔钻进完毕后，卸掉钻头及控向系统，安装上回扩器进行预扩，根据我公司的经验，本次扩孔采用逐渐增大扩成孔，扩孔器的规格为Ф350、Ф450、Ф550、Ф650、Ф750。

<2>为了使扩完的孔成型较好，扩孔速度不能太快，扩孔时间应大于3分钟/根，泥浆粘度保持在45-50秒之间，泥浆量保持在孔内充满足够泥浆。

（四）敷设管线

<1>将最后一次扩孔的回扩器接上待铺管道，最后用钻机将管道拖入洞中，在钻机拖管入洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管道和孔壁的泥浆，一次性敷设成功。

<2>扩孔完成后进行管道回拖作业，扩孔完成至管道拖拉的时间不应超过2小时。

<3>PE管的焊接将要连接的两根管子保持水平状态，并清除其表面的杂物，将电热熔带及锁紧扣带放在管道连接部位并用夹钳把锁紧扣带扣紧，然后把热熔机与电热熔带相接，设定加热时间后启动热熔机(绿灯亮)，当热熔机的红灯亮时电热熔过程完成。

<4>关掉电源，再一次用夹钳扣紧锁紧扣带并保持一定的冷却时间(约15min)，冷却后松开锁紧扣带。

<5>如此类推将管道焊接成需要敷设的长度，为拖管做好准备。 <6>PE管道的加固：回拉管道过程中要牵引的管线很长，为了保证在

牵引过程中不会出现拉断管和因泥浆排出不及时而压扁管的情况，在回拉前要作以下处理：利用PE比钢管内径小两档，在PE管外部用钢管进行护管。

<7>在钢套管外部绑上钢筋，技术处理如下：

<7.1>顺管外沿用4根6号钢筋紧抱管两端，管则用1根8号钢筋拉住管两端，在管外围每隔10m采用6号的钢筋环形抱住外沿的4根钢筋，确保拖管的整体性，防止断管。

<7.2>为了保证这5根纵向受力钢筋能够整体受力,将钢筋都焊接在封板上，8号钢筋与封板用玻璃胶封口，防止漏水。

<7.3>分别在A、B点开挖一深坑，让泥浆自由流到坑里，并用泥浆泵抽出。

<8>PE管接头焊接

<8.1>管道连接采用对接熔化焊接头，该接头由管材与同材质的管件熔合组成，与母材同材质、等强度，焊接形成的翻边具有良好的加强作用。但内翻边会减小管道的实际流通直径增大介质的流动阻力。

<8.2>对接熔化焊接头施工工艺： <8.2.1>清理管端

<8.2.2>将管子夹紧在熔焊设备上，使用双面修整机具修整两个焊接接头端面。

<8.2.3>取出修整机具，通过推进器使两管端相接触，检查两表面的一致性，严格保证管端正确对中。

<8.2.4>在两端面之间插入210℃的加热板，以指定压力推进管子，将管端压紧在加热板上，在两管端周围形成一致的熔化束(环状凸起)。

<8.2.5>一旦完成加热，迅速移出加热板，避免加热板与管子熔化端摩擦。

<8.2.6>以指定的连接压力将两管端推进至结合，形成一个双翻边的熔化束(两侧翻边、内外翻边的环状凸起)；熔焊接头冷却至少30min。

<8.3>加热板的温度必须由焊机自动控制在预先设定的范围内。 <8.4>如果控制设施失控，加热板温度过高，会造成溶化端面的PE材

料失去活性，相互间不能熔合。

<8.5>良好焊接的管子焊缝能承受十几磅大锤的数次冲击而不破裂，而加热过度的焊缝一拗即断。 （五）注浆

<1>泥浆的使用和造浆根据本工程地质勘察报告管线所在土层的性质，在扩孔时采用清水造浆。

<2>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，减少阻摩力和扭矩，其基本配方为：3-5%预水化钠基膨润土+0.2%化学泥浆，施工用水pH值应控制在6-8。

<3>在钻机拖管入洞的同时注入拌有化学泥浆的混合液固化填充管道和孔壁的泥浆。在工程施工过程中如果土质情况有变化，泥浆配方作应用调整。

（六）标高保证措施

<1>在整个工程施工过程中，标高问题贯穿始终，也是重要的技术参数，因此本公司将施工质量中标高的控制放在首位。

<2>为确保工程质量，着重承诺：严格按照国家有关标准施工、服务；工程移交前，经确认工程质量100％合格后交付建设单位。

<3>采用DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统，该系统包括地面接受器及遥显，地面接受器通过接收钻头内无线探棒发射的信号，探测钻头的具体位置，遥显上显示钻头钟面值及温度和接受器探测的钻头深度；钻机操作人员根据接收器探测结果，在导向人员指挥下，对钻头偏离设计轨迹及时进行调整，确保钻头沿设计轨迹钻进。

<4>在设计施工曲线时，每隔4.5米在该处地表点测量该点的标高并标示出，要求测量前先清除地表杂物。

<5>仔细清查钻进轨迹中的地下管线情况，掌握地下管线的埋深、管

线材料，根据实际情况编制施工方案。

<6>导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度； <7>精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置；

<8>导向孔每4.5米测一次深度，如发现偏差应及时调整，以确保导向孔偏差在设计范围内；

<9>司钻应严格按照测量员的指令进行操作。

我公司从事非开挖工程时间比较早，有一套完整的施工经验，能对遇到的各种复杂情况作出准确的判断和处理。从而保证在施工过程中能按照设计的标高进行钻进和回扩管子。 （七）工程检查验收

<1>每道工序完成以后，有施工班组进行自检，再经过技术员同意后才能进入下一道工序；

<2>管线铺设完工后，由贵方进行验收，并填写竣工验收表。 （八）定向钻进施工技术要求

1、导向孔

<1>导向孔钻进一般采用小直径全面钻头，进行全孔底破碎钻进。在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构。在钻具内或紧接其后部位，安装有测量探头。

<2>钻进过程中，探头连续或是间隔叶测量钻孔位置参数，并通过无线或有线方式实时地将测量数据发送到地表接收器。

<3>操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。

2、回扩

<1>导向孔完成后，必须将钻孔扩大至适合生产管铺设的直径。 <2>一般，在钻机对面的出口坑将回扩钻头连接于钻杆上，再回拉进行回扩，在其后不断地加接钻杆。

<3>根据导向孔与适合生产管铺设孔的直径大小和地层情况，回扩可一次或多次进行。 3、回拉

<1>回扩完成后，即可拉入待铺设的生产管。 <2>管子最好预先全部连接妥当，以利于一次接入。

<3>当地层情况复杂，如：钻孔缩径或孔壁垮塌，可能对分段拉管造成困难。

<4>回拉时，应将回扩钻头接在钻杆上，然后通过单动接头连接到管子的拉头上，单动接头可防止管线与回扩钻头一起回转，保证管线能够平滑地回拉成功。

<5>钻进液／泥浆

<5.1>定向钻机采用泥浆作为钻进液。

<5.2>钻进液可冷却、润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和回拉时润滑管道{还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。

<5.3>常用的钻进液／泥浆是膨润土和水的混合物。 <5.4>导向孔施工完成后，泥浆可稳定孔壁，便于回扩。

<5.5>钻进岩石或其它硬地层时，可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。

4、轨迹设计参数 （1）覆盖深度

<1>完成岩土勘察，确定了穿越的轨迹，就可确定穿越的覆盖深度，需要考虑的因此包括钻孔施工对地面道路、建筑物或河流的影响，以及对该位置已有的管线的影响。

<2>推荐穿越的最小覆盖深度大于钻孔最终回扩直径的6倍以上。 <3>在穿越河床时，应在河床断面最低处之下5M以上。 （2）入、出土角

<1>8～20度的入、出土角适用于大多数的穿越工程。对地面始钻式，入土角和出土角应分别6度至20度之间。

<2>对坑内始钻式，入土角和出土角一般应采用0度或近似水平。 （3）辅助参数

<1>入土点或出土点与欲穿越的第一个障碍物之间的距离应至少大于3根钻杆的长度。

<2>与水体的最小距离应至少为5-6M，以保证不发生泥浆喷涌。 <3>从钻进技术方面考虑，第一段和最后一段钻杆柱应是直线的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆柱的长度应至少为10m。 （4）钻孔轨迹控制

钻进导向孔时，每2～3m进行一次测量计算。在这些测量计算的基础上作出钻孔轨迹图。还可应用测控软件进行轨迹控制。

弧形导向孔轨迹

（九）管道焊接施工方案

1测量放线

1.1交接桩及测量放线

1.1.1交桩及测量放线前应备齐以下各项必要的工具及现场标志物： 1）备齐交接桩记录及施工标准规范。

2）检查校正所用测量仪器：全站仪、经纬仪、水准仪等。 3）备足木桩、花杆、红旗和白灰。

4）备齐定桩、撒灰工具、斧头、木锯和其他用具。 5）野外施工用车辆准备。

1.1.2工程施工前由业主或监理单位组织设计人员进行设计交底，并现场交桩，做好相应的原始记录，对丢、缺的控制桩和水准基标由设计单位恢复后方可交桩，交桩后发生丢失由施工队在施工前根据定测资料采用测量的方法予以恢复。

1.1.3测量施线应由参加接桩的测量技术人员主持，测量前对全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器进行校定，仪器必须经校验合格且在有效期内方可使用。

1.1.4应根据施工图及施工需要，按图纸上的入土点及出土点坐标放出管线中心轴线；在入土侧，应根据占地长度、宽度，放出施工场地边界线，并标志出设备/材料/机具及其拉运车辆出入场地路线及地点；在出土侧，应根据管线中心轴线、占地宽度、预制作业带跨度（14m）和长度（为穿越管段长度加50m），放出管线组装场地边界线和泥浆池占地边界线，并标志出运管车出入场地路线和地点。

1.1.5施工作业带清理

根据测量放线成果定出作业带范围，作业带宽为14m，长度为穿越管段长度加延长50米。

2布管、清管作业

2.1布管 2.2布管准备

2.2.1为保证安全和保护管口，当采用管端形式吊管时，要采用专用吊杠和尾钓，以保证钢丝绳与管子夹角大于30°。

2m 布管中心线 2m 施工作业带边界 施工作业带边界 布管平面布置图

2.3清理管口 a)管内无污物；

b)管端内、外20毫米范围内管口完好无损、无油污、无锈锈、毛剌等。

c)检查管端10毫米范围内原钢管的焊缝余高打磨掉，并平缓过渡。准备好清理管口的器材、工具，如汽油、棉纱、灰板、锉刀、角式磨光机、电动钢刷、半自动切割机。

2.4清管

2.4.1测量管周长作好组对级配。

2.4.2当管内有泥污和杂物时，应换好干净的软底鞋（鞋、球鞋）进入管内，用棉纱、笤帚将管内清扫干净。

2.4.3用棉纱、汽油、纱布清除管端内、外20mm内的油污，用角式磨光机修磨坡口及用电动钢刷清除管口内、外20mm范围内的铁锈、污垢。

2.5坡口检查和修理

坡口质量的检查:当采用钢管制造厂加工的V型坡口时应符合设计和施工规范要求:

a）端坡口不得有机械加工形成的内卷边。 b）查坡口尺寸:坡口角度、钝边高度。 2.6管子检查和修理

2.6.1管口表面质量检查，对于管口表面深度小于3mm的点状缺损或划伤，采用焊接方式进行修补，且焊前将修补部位预热到100～120℃，若管口表面有深度大于或等于3mm的点状缺损或划伤，管口必须切除。

2.6.2采用直尺或自制卡规检查管口的椭圆度，当椭圆度不超过3%时，用胀管器或千斤顶校正；当椭圆度超过3%时，应将变形段切除。严禁采用锤击方法强行校正管口。

2.6.3矫正无效的管口和存在裂纹或分层的管口必须切除。 2.6.4现场管道组对时如采用氧－乙炔焰切割，切割后应将表面的热影响区用砂轮机磨除，磨除厚度不小于0.5mm，同时将切割表面和坡口表面的淬硬层清除。切割表面应平整，不得有裂纹，坡口面与管子中心线垂直，其不垂直偏差应小于1.5mm，毛刺、凸凹、熔渣、氧化铁、铁屑等均应清除干净。并做好坡口加工记录。

3管道组对 3.1管口组装准备

3.2管端坡口的加工一般采用机械加工，特殊情况下采用氧乙炔切割加工，但必须用动力砂轮机将坡口修磨均匀、光滑。

3.3对接接头的坡口形式、坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合业主提供的焊接工艺规程中的规定；

3.4检查钢管厂对口管端是否符合设计和规范要求。核对钢管类型、壁厚、防腐结构和耐温等级。检查清口工序管口清理的质量，检查坡口的型式、角度及各部尺寸是否符合要求，否则应进行修磨，使之符合规定要求。

3.5管口组对应和符合下表的规定

管口组对规定

序号 检查项目 规定要求

1 2 3 坡口 管口清理（25mm范围内）和修口 管端螺旋焊缝或直缝余高打磨 符合“焊接工艺规程”要求 管口完好无损，无铁锈、油污、油漆、毛刺 端部10mm范围内焊缝余高打磨掉，并平缓过渡 4 5 6 7 两管口螺纹焊缝或直缝间距 钢管短节长度 管子对接偏差 错边量 错开间距大于或等于100mm 不小于1.5m 不得大于3 不大于1.6mm,且沿周长均匀分布 o4焊口预热

4.1预热温度应符合焊接工艺规程的要求，预热宽度应为焊缝两侧各大于80mm，预热结束时的温度应稍高于规定温度，一般为80℃--150℃。

4.2测温方法采用红外线测温仪，在距管口处80mm处测量，需均匀测量圆周上8点。

4.4保证管口加热均匀，若管口污染，应清除污染后重新预热。 5焊接要求

5.1焊接前，焊工要按焊接工艺卡检查管口的坡口、钝边、间隙和错边量等，管口处要无起鳞、裂纹、夹层、油脂、油漆、毛刺、污垢及其它影响焊接质量的有害物质，合格后方可焊接。

5.2管道施焊前，应按照焊接工艺评定，制定现场对口焊接及缺陷修补的“组焊作业指导书”。管道组选用内对口器，焊接必须有必要的防风保护措施。当环境温度较低时，要根据焊接工艺评定要求对焊口采取必要的焊前、焊后热处理措施，并要采用测温仪器进行温度监测。焊接过程中严格按焊接工艺卡的要求进行施焊，严格执行焊接工艺纪律。

5.3焊接过程中，管口两侧应采取保护措施，可在管口两侧铺垫胶皮以防止飞溅灼伤防腐层表面。

5.4焊材的使用应严格遵循GB50369－2006中各款的要求，并在领取焊材时，要认真核对焊材的类型、牌号和规格，符合要求时方可领取使用，并将当日剩余的焊材及时送回焊材库房。

5.5焊条药皮有裂纹、变质和脱落现象，不得领取使用；一旦发现焊材施焊时不合格，应立即废弃。

5.6焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上引弧。

5.8焊接时发现偏吹、粘条或其它不正常现象时，应立即停止焊接，更换焊条及修磨接头后施焊。

5.7焊道的起弧或收弧处应互相错开30mm以上。每个接头焊接前必须修磨。必须在前一焊层全部完成后，才允许开始下一焊层的焊接。每个焊口要连续一次焊完。每层焊完后，应用砂轮机或钢丝刷将飞溅、焊渣和缺陷清除干净，每层焊道层间温度要达到规定的要求。

5.8每一焊工组配1名打磨焊道的砂轮机工，专门清理焊道。修磨时不得伤及管外表面和坡口形状。

5.9根焊过程中及完成后，严禁矫正管子的接口错边量。

5.10在两个焊工收弧交接处，先达到交接处的焊工应多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧。

5.11在焊接规范范围内，热焊道的焊接应遵照薄层快速的原则。 5.12根焊道起弧点保证熔透，根焊道内成型应均匀凸起。

5.13应避免焊条横向摆动过宽。为保证盖帽焊的良好成型，填充焊层填充（或修磨）至距离管外表面1～2mm处为宜，但不得损坏表面坡口形状。

5.14在下列任何一种焊接环境下，若无有效的防护措施，严禁施焊： 雾雨天气；低氢型焊条电弧焊时风速大于5m/s；纤维素型焊条电弧焊时风速大于8m/s；半自动焊时风速大于8m/s；空气相对湿度大于90%；环境温度低于焊接工艺规程规定的温度（规定≥5℃）。

5.15对焊接环境采取保护措施如下：

在管子焊接时，将管子两端采用易拆卸的封堵封死，一端用塑料帽，一端用帆布帘，防止管内产生穿堂风，影响焊接质量。

一般焊接可采用如下图轻便折叠式防风棚；此外，每个机组配备专用的防风棚；防风棚必须能保证前面规定的焊接条件，否则应采取其他防护措施。

5.16焊条头、剪下的焊丝段、清理焊道的焊渣等污物应有专人认真收集，集中妥善处理。

5.17焊口完成后，焊工将接头表面的飞溅物、焊渣等清除干净，并对焊缝进行外观检查。外观检查应符合本工程规定的标准。

5.18每个焊完的焊口按业主或监理规定的标记型式作好焊缝标记，并填写记录。

5.19组对焊接起始以及下班或中止焊接2h以上时，组焊末端要用封堵帽封堵管口，但封堵帽不允许与管子点焊。封堵帽应具备防止泥水进入管内的功能。

6对口器的卸除

6.1在拆内对口器时，只有根焊道沿管周长均匀分布，且完成100%时方可卸除。对口支撑或吊具则也应在完成全部根焊道后，才能卸除。

7焊缝缺陷的修补及返修措施

7.1焊接过程中发现的缺陷和外观检查不合格的非裂纹缺陷要进行修补，修补时严格按修补工艺规程进行修补，修补之前，要彻底清除缺陷，并按要求进行预热。补焊的焊缝长度不得小于30mm。相邻两修补处的距离小于50mm时，应按一处缺欠进行修补。所有修补焊缝都要进行质量检查，并合格。

7.2对于管子表面偶然出现的引弧点，经工程监理允许后，方可进行修补。修补处应按SY/T4109－2005的要求进行渗透检测，修补后的管壁厚应在允许的公差范围之内。

7.3根焊道中出现的非裂纹性缺陷，业主有权决定是否返修。盖面焊道及填充焊道中出现的非裂纹性缺陷，可直接返修。若返修工艺不同于原始焊道的焊接工艺，或返修是在原来的返修位置进行时，必须使用评定合格的返修工艺规程。

7.4对于一般返修焊接要求如下：

7.4.1缺陷的返修焊接工艺规程按焊接工艺规程制定。缺陷的返修应经过工程监理批准。返修时应严格按照返修工艺规程进行。返修焊接在工程监理监督和有返修经验的技术人员指导下进行。

7.4.2返修工作由具有返修资格的焊工承担，焊道起弧处与焊道起焊处相距15-20mm，收弧时将弧坑添满，严禁在坡口外的钢管表面起弧；

根据探伤人员作出的缺陷位置标记，将缺陷清除干净，在清除过程中，仔细观察，发现缺陷后，对照探伤结果的缺陷性质、数量，检查是否所有缺陷都清除干净，当无法确定时，补焊前增加工艺性探伤。

7.4.3返修前，彻底清除缺陷，并修磨出便于焊接的坡口形状。缺陷清除后，补焊前，必须将刨槽内及其周围25mm范围内，清除一切影响焊接质量的有害物质：如铁屑、熔渣、灰尘等，刨槽形状应圆滑过渡，并有利于补焊。

7.4.4当裂纹长度小于焊缝长度的8%时，经监理及业主同意后可按评定合格的焊接工艺规程进行一次返修，否则所有带裂纹的焊缝必须从管线上切除。

7.4.5返修后的焊口，返修部位应进行100％超声波探伤和100％X射线探伤。

7.4.6返修焊接及检测有详细的原始记录和焊口标记。返修后的焊缝表面与原焊道一致，相差较大者要采用角向磨光机修磨。

8焊缝检验

焊缝进行外观检查焊缝及周边飞溅物应清理干净，不得存在电弧烧伤母材的现象；错变量不得大于1.6mm；焊缝应整齐、均匀、无裂纹、未焊透、气孔、夹渣等现象。

所有焊口采用100%超声波检查及100%的X射线探伤检查。在施工单位自检合格后填写检测申请报监理单位，再由第三方专业检测公司按监理指令执行。在进行NDE作业时，无关人员应撤离至警戒线以外，警戒区设警示带。

对无损检验中发现的不合格的缺陷应进行质量分析，按要求进行返修，同一部位缺陷修补次数不得超过1次，根焊只允许返修1次，否则应将该焊缝切除。返修后按原标准进行检测。

8.1合格级别

1）外观检查质量应符合《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103-1995）。 2）射线检测应按《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-2005，II级为合格。

3）超声检测应按《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-2005，II级为合格。

4）渗透检测应按《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-2005执行。

5)每道焊口焊接完成后应认真填写管道焊接施工记录，内容包括：焊口编号、焊工（流水组）代号、焊缝外观检查结果、记录桩号、钢管号、防腐号、钢管长度等，使每一道焊口都具有可追踪性。

6)按照竣工资料的有关要求及时做好管道组对、管道焊接、管道焊缝外观检查、管道焊口统计、管道焊口分布、管道返修、管道防腐补口、防腐绝缘层电火花检测等记录。

9施工安全

在焊接施工中，除应严格遵守《焊接与切割安全》（GB9448）标准中的各条款规定外，还应特别注意以下各条：

a)气温过高或过低，湿度较大，气压过低的环境条件下，焊机除应良好接地外，还应采取其他相应的如调温、降温等措施；

b)焊机外露的带电部分应设有完好的防护装置；启动焊机前，焊钳与焊件不能短路；保证焊接电缆和焊钳绝缘良好，不漏电；

c)焊工身体的外露部分不允许接触二次回路的导体，尤其是在焊工身体出汗更换电焊条时要更加注意。当在高压线路附近焊接时，应在操作点的地面铺绝缘垫板。

d)作业位置比较高时，采用的梯、凳应牢固；焊件应固定牢固，以免倒塌伤人；在地面或沟下焊接作业时，设专人时刻注意管墩及沟壁情况，如有管线滚动和塌方的可能，应立即停止焊接作业。

e)焊工在作业时，必须劳保穿戴整齐，打砂轮机还应戴好防护眼镜； f)根焊采取2名焊工同时作业时，此时采用δ=1.0mm钢板制作防飞溅挡板以防止飞溅对在管下部施焊焊工的影响；

10现场防腐补口、补伤施工方案和防腐层保护方案 10.1管线补口、补伤工序流程图如下

10.2补口准备

10.2.1施工使用的补口、补伤材料，应有出厂合格证、使用说明书和经业主指定检测部门的检测报告。

10.2.2加热用火焰喷热量充足，燃烧良好。液化气钢瓶符合安全要求，减压阀工作正常，出口压力不小于0.15Mpa。

10.2.3准备好检测仪器：0℃～300℃数字测温仪（5S稳定显示），电火花检漏仪（满足15KV检漏电压要求），涂层厚仪（0～4.11mm）。每一补口作业组一套，且均经计量检定合格，在有效期内。

10.2.4现场防腐补口、补伤作业人员上岗前需经专业技能培训，做到持证上岗，开工前对参加本工程施工的防腐作业人员进行技术交底，做到施工人员能熟练掌握该工程的设计要求、防腐结构等级、施工方法和质量标准。。

10.2.5防腐管进场后应检查防腐层漏点及破损处，并应用防水记号笔做好标记。

10.3补伤

对防腐层检查出的损伤、漏点，采用记号笔标出补伤部位，填写补伤通知单。

10.3.1对小于或等于30mm的损伤，用聚乙烯补伤片（厚度1.3mm-2.2mm）进行修补。直径大于30mm的损伤，先用补伤片进行补伤，然后用热收缩带包裹。补伤时先除去损伤的污物，并将该处的聚乙烯层打毛；补伤片的大小应保证其边缘距聚乙烯层伤处搭接不小于100mm。

10.4补伤片补伤质量检查

a)100%目测进行外观检查：表面平整、无皱折及烧焦碳化现象。 b)100%电火花检漏：检漏电压15kv，无漏点。

c)每100个补伤抽查一处补伤的粘接力，25℃±5℃下的剥离强度不小于70N/cm。

焊口区打毛区防腐管12112122焊口预热示意图

10.4.1补口处应光滑平整，无皱折、鼓泡，涂层两端角处与热收缩带贴合紧密，不留空隙，同向环向缝及固定片接缝均被粘胶充满溢出。

11加热热收缩带（套）、质量检查和补口标记

将热收缩带（套）定位后，两名防腐工同时用火焰加热器先从

中间位置沿环向均匀加热，使部位先收缩。然后再从向一边均匀移动加热，从管底到管顶逐步使热收缩套（带）均匀收缩，用辊子滚压，将空气完全排出，至端部约5cm处时，将火焰调小，转从侧向向内加热胶面，至胶熔融后，再缓缓加热热收缩套（带），直至端部周向底胶

均匀溢出。一端收缩好后，再以同样的方法加热另一端，直至端部周向底胶均匀溢出。热收缩带的固定片应搭接在热收缩带重叠搭接的合缝处，边加热边用辊子滚压，排出空气，直至固定片四周胶粘剂均匀溢出。滚压应特别注意焊缝两侧的空气应完排出。

补口后，检查补口质量、检查的项目包括：

a)再次核对补口热收缩套（带）耐温（常温型、高温型）等级是否符合本管段要求（应与本管段三层PE防腐层耐温等级相一致）。

b)外观：100%地检查，热收缩套（带）表面应光滑平整、无折皱、无气泡、涂层两端坡角处与热缩套（带）贴合紧密，无空隙、表面无烧焦碳化现象，四周应有底胶均匀溢出。

c)搭接：100%检查热收缩套（带）与防腐层搭接宽度不小于100mm；采用热收缩带时，固定片周向搭接宽度不小于80mm。

d)电火花检漏：100%地用电火花检漏仪检查，检漏电压15KV，无针孔为合格。不合格则重新补，直至合格。

e)每一个补口处均应用测厚仪测量周向均匀分布任意四点的厚度，厚度应符合设计要求厚度，厚度不符合规定要求处，应再包覆一层热收缩片。

f)补口检查合格后，在规定的位置用规定的标记方式，做出补口标记。 12清管

12.1穿越管段试压前，采用清管器进行清管，清管施工程序为：

注气清管 12.2在通球清管前，检查皮碗式清管器的各项性能是否满足通球清

收、发球筒拆除 管的需要。

同心大小头

快开盲板

发球筒示意图收球笼示意

12.3收发球通上安装压力表和温度计，气源设备和管道间安装流量计。清管时，清管器运行速度控制在4~5km/h，工作压力一般为0.05~0.2Mpa，如遇阻提高其工作压力，但最大压力不超过管道设计压力。

12.4水压试验前，先进行2次通球清管作业，清除管道内所有异物；清管器在第二次使用时，检查清管器皮碗的外型尺寸变化、划伤程度，对磨损较大的皮碗进行更换。

13水压试压 13.1试压介质选择

①按招标文件及设计图纸要求，本段采用水作介质进行水压试验。13.2试压技术方案 ①准备工作

a.将水质分析报告，试压用的管件、阀门及仪表等级证明和有关检验资料报业主及监理审查。

b.落实试压所用设备、人员、交通工具、通讯器材及必要的生活、安全保障设施。

c.检查全部段落内的所有焊口无损检测是否全部完成，返修是否合格，防腐、补口是否完成。

d、组织好抢修人员、设备，以便在试压过程中出现问题时能够及时进行抢修。

②管道水压试验一般技术要求

a、水压试验在管道焊接合格后回拖前进行强度、严密性试验。 b、根据招标文件及施工图纸要求此次管段强度试验压力为设计压力

的1.5倍，稳压4小时，严密性试验压力为设计压力，稳压24小时。

③试压装置安装

在试压段的始终点安装不少于2块的压力表和管式温度计，试验压力不超过量程的2/3，且压力表精度等不低于0.5级，温度计的刻度值不大于1℃。

④注水、排气

开启阀门向主管道内充水，开启排气阀门排出该段管内空气。当排气阀门有水流出时，并闭排气阀门，继续向管内注水。

⑤升压

a.启动增压设备，开始向管内注水升压，升压应均匀平稳。当压力达到强度试验值的30%时，稳压15分钟，再升至强度试验压力的60%时，再稳压15分钟，稳压期间对试压管线进行检查，无异常现象后继续升压至强度试验压力的70％，对管线内的空气含量进行检测，试验段内空气含量不超过2％，认为合格。继续升压至强度试验压力，稳压4小时，以无泄漏为合格。

b.在升压过程中，不得撞击和敲打管道，稳压期间安排专人负责巡逻，发现管道破裂和异常情况，及时联系汇报。

c.当试验压力达到强度试验压力值15MPa时，要及时停泵，并再次检查阀门和管线是否有异常现象。在确认一切正常后，观察15分钟。如压力无明显变化，即进入强度试验阶段。

⑥强度试验

a.强度试验稳压4小时，每间隔15发钟记录一次压力值和温度值。 b.强度试压时，若压力出现急剧下降，要在管线查找汇漏点，泄压后组织抢修，并重新进行试压。同时注意温度变化，由于温度升高，造成强度压力升高，其最高值强度试压以不爆为合格。

⑦管线严密性压力试验

a、缓慢打开放水阀，根据压力表的安装位置使管线压力降至该点严密性试验压力值10MPa，关闭放水阀，观察15分钟，管道两端压力平衡后开始计算时间。

b、严密性试验应稳压24小时，压降不大于0.1Mpa为合格。严密性试验时，每隔15分钟人工记录一次压力值和温度值。

⑧泄压

经监理认定试压结果合格后，缓慢开启排水阀，进行泄压，排水过程中压力不得急剧变化。

⑨试压后扫水

水压试验后，进行通球扫水作业1次，以排除管内积水，利于回拖。 13.3试压记录

试压的人员应保持完整的通球扫线的试压记录。试压过程中，强度试验和严密性试验每15分钟记录一次压力和温度值。在试压结束后，由业主、监理和施工单位共同签字认可。

13.4试压QHSE要求

①管线试压前，必须对管线阀门等设备进行检查，其开闭状态符合要求。管道试压设备不准同时进行其它作业。

②升压时封头对面不准站人，发现泄漏时应立即停止升压，泄压后进行修补。严禁带压补焊和紧固螺栓。

③压力表的选用应符合要求。

④试压过程中试压设备和管道50m范围内为警戒区，在交叉路口、村庄附近应设置警示装置。设置巡逻车辆，沿线巡逻检查。巡逻人员应与管线保持6m以上的距离，非工作人员不准进入警戒区域。

⑤在试压的全过程中，保持通讯联络通畅，并合理安排人员和车辆不得过度疲劳。

⑥参加试压的所有人员必须听从指挥，统一步调。 ⑦交应有安全注意和记录。 （十）定向钻机穿越方案

1钻机场地修筑

2.1场地及道路：对出、入土场地进行平整和压实、铺垫，修筑临时

进场道路。入土点进场道路：沿着村级道路开进，需修筑简易便道（如图），其长度约为4km。

（简易道路修筑横截面）

出土点场地及进场道路：

2.2泥浆池：穿越入土侧、出土侧挖泥浆池各一个，施工时两泥浆池内铺塑料防雨布避免泥浆与土地直接接触。具体尺寸为：40m长×45m宽×2m深；同时在入土点有蓄水池一个4×3×2米。

2钻机地锚

2.1挖地锚坑尺寸：5m长×4m宽×2m深。锚固箱尺寸为：5.0m长×2m宽×1.8m高。

2.2穿越入土侧钻机场地占地面积60m×60m，包括泥浆池（详见穿越入土点施工场地平面布置图）。钻机场地处于需进行平整，使用推土机或人工平整钻机场地，场地四周挖0.8m宽0.8m深的排水沟（见下示意图）。钻机场地平整完成后，铺垫土工布、钢板铺垫面积26m×4m，保证钻机的进场就位。

3钻机设备进场、安装、调试

在施工作业带内无外界干扰的情况下，控向参数的测量尽量在设备进场前测量放线后完成，这样可在施工占地范围内将探测器装入防磁钻杆内，用单斗挖掘机配合完成数据测量。采用在入、出土点两侧沿中心线多测点取平均值的方法，确定初步控向参数；再将探测器取出，只用探测器测量控向参数，再取平均值并与上一个平均值进行比较，如差异很小，可取平均值获得实际的控向参数，如相差很大，必须重新测量。

在单斗挖掘机无法配合的情况下，直接用探测器测量控向参数，探测器必须完全摆放在管道穿越中心线上，在中心线上选择远离干扰源的地方，在入、出土点的不同位置测取10个以上的数据，差别不大时取平均值，差别大时，分析原因后重新测量。

实际测量获得最佳控向参数后，做好原始记录。

调试泥浆搅拌系统，检查泥浆搅拌系统各搅拌是否工作正常，

检查各连接管路是否有泥浆泄漏情况，发现问题及解决。

检查调试泥浆泵工作是否正常，泥浆泵压力表是否正常工作。 磁方位角测量、泥浆配制

根据设计入土点、出土点，严格按控向系统调校程序进行调校。 3.1试钻

3.1.1挖、砌排浆池（入出土点各1个）及地锚坑1个，排浆池尺寸为40m×40m×2m，排浆池内铺塑料彩条布避免泥浆与土地直接接触。地锚坑中心线分别在穿越主管和光缆套管的中心线上，地锚坑尺寸为5m×2m×1.8m，挖排浆池及地锚坑时要留出足够边坡，出土点处排浆池及地锚坑尺寸如下示意图所示。

40m 坡比1:0.67 5m 泥浆池深为2米 40m 1.8地锚坑深2m

3.1.2地锚坑开挖完成后，将地锚（地锚箱为铁制水箱）放入后，向箱体内注入清水进行加固。然后开始安装挡板，在挡板前打8根8米长，壁厚为δ10mm的Ф219mm管桩进行加固，同时将地锚、挡板、管桩和钻机下所垫钢板用20#槽钢进行连接，保证在回拖管线过程中地锚的稳固。地锚形式如下示意图：

6米长，1.8米深，0.25米厚钢挡板 管桩 钻机下所垫钢板（4mX2.2m） 地锚 固定槽钢 3.2泥浆用料准备

施工用淡水取河水或塘水放入水罐，经沉淀后利用；膨润土及必要的添加剂及时运到。

2.3钻机及配套设备就位

钻机安装在入土点和出土点的连接线上。钻机导轨与水平面的夹角一般比设计的入土角度大1º。钻机安装牢固、平稳，经检验合格后，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作，并应根据穿越管径的大小、长度和钻具的承载能力调整拖拉力。

2.4测量控向参数

按操作规程标定控向参数，为保证数据准确，在管中心线的五个不同位置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录。

2.5泥浆配制

按照穿越地质、穿越长度及穿越管径，需在钻导向孔、预扩及回拖中采取措施，具体措施除保证传统配比外，再按一定比例加大泥浆材料

用量，从而达到提高泥浆粘度，保证孔壁。（用马氏漏斗计每两小时测量一次泥浆粘度）

泥浆粘度值表

地质状粘度值粘土 亚粘土 粉砂 细砂 中砂 粗砂 软岩石 45-50 45-50 50-55 50-55 55-65 管径φ钻导向孔 273 273-426 426-529 大于529 30-40 35-45 40-45 40-45 45-50 50-55 30-40 35-45 40-45 40-45 45-50 50-55 30-40 35-45 40-45 40-45 45-50 55-60 40-45 40-45 45-50 45-50 50-55 55-60 45-50 45-50 50-55 55-65 55-65 65-70

2.6钻机试钻

各系统运转正常、钻杆和钻头清扫完毕后试钻，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。

4钻导向孔

4.1钻进设备及导向孔施工方法

在导向孔钻进过程中，应严格按设计给出的穿越曲率半径进行。在钻进过程中，还应注意每根钻杆的折角，折角不宜过大。钻杆折角应符合下表的要求。

钻杆折角

管径Φ(mm) 1000 每根钻杆最大折角（°） 0.35 4根钻杆累加折角（°） 1.2 5泥浆控制

5.1泥浆是定向穿越中的关键因素，其主要作用是清孔、稳定孔壁、润滑和冷却钻具，在导向孔、预扩孔和回拖各阶段对泥浆的性能要求都较高。结合以往我公司丰富的施工经验，施工中将采用泥浆复合配方进行施工，强化各施工阶段泥浆性能的调整：

膨润土混合配比表

地质情况 产品 推荐用量(每1,000升) 一般地层 马氏漏斗粘度(s) 砂层 Hydraul-EZ(易钻) Hydraul-EZ(易钻)/ (30-36公斤) (12-18公斤/ 1.25-2.5升) 45-50 粘土层 Insta-visPlus(万用王) 35-40 改善水质 低PH值水质 加入纯碱调整至8-10 (0.3-0.6公斤) 5.2水源将就近利用附近地表淡水，抽入水罐内加碱软化，降低Ca、Mg离子含量，改善水质，同时提高水的PH值，水的PH值为9~10时最适合膨润土的水化。

5.3强化各施工过程泥浆性能调整

（1）斜孔段：泥浆的流动性能要好，结构性要强，保证钻屑携带和孔眼清洁；控制泥浆的失水，防止塌孔。需增大固壁剂、降失水剂含量。

（2）水平孔段：要及时提高润滑剂剂量，适当降低粘度和切力，保证泥浆的流变性能良好，使钻屑顺利返出地面；增强泥浆的润滑性，减小钻机旋转及推进阻力。

（3）扩孔段：增强泥浆的造壁性能，防止孔壁塌陷；需增大固壁剂、降失水剂剂量。

（4）回拖段：提高泥浆的润滑性，降低摩擦阻力，增强携屑效果；需提高润滑剂量。

5.4泥浆的粘度

根据穿越段地层情况，在现场试配后确定。实际使用过程中，泥浆的配比随地层不同而随之变化，并选用不同的添加剂。

6预扩孔

根据设计施工图中规定可知：该穿越定向钻工程的套管线与工作管同孔回拖。

ⅰ施工工序：导向孔→各级预扩孔

ⅱ导向孔：导向孔着重控制整体曲线的曲率半径及出土角，达到设计要求。

ⅲ各级预扩孔：根据穿越地层地质情况，采用合理的扩孔工艺。原则上，在地层是呈软塑、可塑状态的淤泥质粘土或粉质粘土时，采用桶式扩孔器；在地层呈岩石状态时，采用切割刀式扩孔器，保证孔道成形良好，整体曲线符合R=1500D的标准。

ⅳ导向孔和各级预扩孔要保证在回拖时，管道在孔道内不蹩劲，处于弹性漂浮状态，管道防腐层与孔壁之间无硬性磨擦。如发现某次扩孔的扭矩过大，应用相同尺寸的扩孔器重新扩孔1-2次。穿越长度、及预扩孔次数倒运钻杆，按程序进行钻杆、钻具的清洁和连接。

7发送沟开挖、发射座安装

穿越管段预制完毕后，沿穿越中心线开挖发送沟。发送沟上口开挖宽度为1.0m，底宽1.1m，深度0.8m。发送沟完成后，检查沟内无石块、树根等硬物，然后将管道吊入沟内，再从河里抽水将管沟充满，使管道完全处于漂浮状态。

8回拖

当扩孔完成之后，应抓紧时间动用单斗挖出钻头出土侧的作业坑，装上麻花钻杆、切割刀、扩孔器、旋转接头、U型环、穿越管进行回拖工作。检查切割刀和扩孔器内各通道及泥浆喷嘴是否畅通，确认合格后方可连接。全部连接完后应送泥浆冲洗，检查各泥浆喷嘴是否正常，确信合格后方可进行回拖施工。回拖过程中要认真观察泥浆运行情况及旋转接头、U型环、回拖头的连接情况，确保各部连接紧固。

管线清管试压、钻导向孔、预扩孔、管线回拖施工为24h/天连续作业。

ⅰ施工工序：管道进洞口段的发送沟开挖→回拖

ⅱ预扩孔完成后，开挖从预制管端到洞口间的发送沟，该段发送沟

的开挖是顺着导向孔开挖，开挖至孔道洞口底部至少1m深为准；发送沟在坡度上，应对洞内孔道（其坡度可以依据孔道内钻杆的倾斜角度判断）和发送沟主体之间进行良好的承接，使得管道进洞曲线光滑。

ⅲ在管道进洞前，设置10m的悬空段，以便在管道进洞前，最后一次进行检漏补伤。如下图：

ⅳ两面挡水墙绝对不能含有任何硬物；为防止在回拖过程中，管道随着自身移动造成在挡水墙下沉，使得水或泥浆从管道上部流入检漏沟内，造成无法进行检漏补伤，还应有单斗挖掘机在旁边待命，随时加固挡水墙。

（1）确保顺利完成扩孔及主管道顺利回拖的措施，管道保护措施 1）导向孔曲线满足设计要求

导向孔是以后各级预扩孔和回拖管道的基础。控向员严格按图纸设计要求进行控向，控制单根钻杆的折角变化，保证穿越曲率半径、管底最大埋深、入土角及出土角均能达到相应设计规范的要求。要确保导向孔的成形质量，控制出土点的精度，导向孔曲线要光滑并达到管道弹性半径要求。

2）合理的扩孔工艺

扩孔工艺包括扩孔器系列的组合、扩孔次数的确定、扩孔速度的选择等。合理组合扩孔器系列，采用板式扩孔器和桶式扩孔器同时搭配使用，确保了孔道成形质量。确定合理的扩孔速度，使泥浆和钻屑比例达

到1：1，降低回拖力和扭矩。

3）优化泥浆配方

性能好的泥浆能起到悬浮岩屑、携带岩屑及稳定井壁的作用。注意观察井眼泥浆返回情况，每小时取样一次，并做好记录，以便准确判断钻进及回拖过程中不同穿越地层的地质情况，优化泥浆配方，调节泥浆性能，确保孔洞的稳定及成孔的进行。在回拖过程中，提高泥浆的润滑性，保证降低摩阻，增强携岩效果。

4）发送沟的开挖

发送沟的开挖要达到设计要求，发送沟上口开挖宽度为1m，底宽1.1m，深度0.8m，中心线要和穿越轴线重合。发送沟内不得有石块、树根和硬物等，沟内注水，确保将管线浮起，以避免管线底部与地层磨擦，划伤防腐层，并降低钻机回拖力。

5）钻具的检查

在开钻施工前认真检查钻杆、扩孔器、卸扣、旋转接头等钻具，清洗丝扣，确保内部无损伤，在扩孔、回拖前还要检查并确保扩孔器的水眼畅通，卸扣无变形、锁销完好，对钻杆要进行严格的选择。

6）缩短施工周期

时间越短，孔道塌方的可能性就越小。要及时更换扩孔器、连接回拖管道等。在人员、设备及材料等方面要确保能满足施工需要，不能影响施工进度、延误工期。

7）定向穿越施工中管道防腐层保护措施

在穿越管段回拖前的预制工作中，特别是焊口的补口补伤质量和发送沟的开挖，导向孔钻进和预扩孔，管道回拖就位等工序的质量都会影响到扩孔回拖时管道防腐层的质量。

9现场清理及地貌恢复

9.1用单斗及人工回填发送沟，分层压实，填土方高出地表300mm。 9.2管段试压清管封堵完毕、设备机具材料离场后，由2台单斗挖掘机恢复。

10泥浆回收、处理

施工前，用单斗将穿越工地的表层耕植土剥离，堆放在工地边沿。然后用防雨布将可能跑、冒、流淌泥浆的地方覆盖铺垫。并开挖导流沟，将可能跑、冒、流淌的泥浆引向泥浆回收池，泥浆部分循环利用。施工完毕后泥浆池内的泥浆采取用罐车倒运的方法将泥浆拉运至清理场集中清理。残余的极少量泥土混合物就地深埋，深度不少于2m。

施工完毕待设备全部撤离后，清除场地上的杂物，用人工平整场地，并将剥离的表层耕植土平铺在场地上。