桥区施工组织设计.docx
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桥区施工组织设计.docx
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桥区施工组织设计
乳山-文登-荣成天然气输气系统工程
K47+780.58-K48+394.58桥区定向钻穿越
施工方案
编制:
李恒文
审核:
批准:
编制单位:
威海强力管道工程有限公司
编制日期:
二00九年六月十四日
K47+780.58-K48+394.58桥区定向钻穿越工程
施工方案
1编制依据
本施工组织设计及方案依据建设单位提供的施工图纸及地层分析说明、国家现行的法令、法规,地区行业颁发的安全、消防、环保、文物等管理规定及相关的施工技术标准及验收规范编制。
2工程概况
2.1工程简介
本工程为乳山-文登-荣成天然气输气系统K47+780.58-K48+394.58桥区段定向钻穿越工程,定向钻穿越K47+780.58-K48+394.58桥区铺设DN400钢管,穿越管线长度约625m,管道相对河底最大埋深处5m,穿越管材须采用3PE加强级外防腐直缝电阻焊钢管。
2.1.1平面布置
本穿越段位于山东省文登市境内青威高速南侧约50米,入土点K47+780.58,位于西侧(出、入土点选取为暂定),地势较为平坦处,作为设备施工场地用;出土点k48+394.58,位于东侧,作为施工场地及预制管线使用。
设备进出场要借用当地村的机耕路,必要时须拓宽、整修。
入土点需征用30×40m钻机场地,并在场地内挖泥浆池;出土点征用30×30m的作业场地,挖临时泥浆池;拖管前在作业带内挖管道发送沟;预制管线焊接作业带用线路作业带。
2.1.2穿越段地质构成特征
根据定向钻地勘资料,参考穿越段的钻孔编号zk88-zk94。
钻孔编号zk88,K47+873.2右20m表述为:
0.00m-8.60m为砾砂:
灰褐色-黄褐色,稍密,湿,含少量碎石;8.60m-10.30m为粗砂:
灰褐色,稍密,饱和,较均匀。
钻孔编号zk89,K47+878.3左20m表述为:
0.00-5.20m为砾砂:
褐色,稍密,稍湿,表层有少量填筑块石;5.20-9.60m为粗砂:
褐色,稍密,稍湿,较均匀;9.60-13.40m为强风化花岗岩,黄褐色,强风化,取芯呈砂砾状;13.4-14.5m为弱风化花岗岩,肉红色,弱风化,粗粒结构,块状构造,主要成分为长石和英石,取芯呈块状,少量短柱状,裂隙发育。
钻孔编号zk90,K47+928.1右20m表述为:
0.00-9.50m为砾砂,褐色-浅黄色,稍密,稍湿,以角砾为主,含少量碎石;9.50-12.3m为强风化花岗岩,黄褐色,强风化,取芯呈砂砾状,少量碎块状;12.3-13.5m为弱风化花岗岩,肉红色,弱风化,粗粒结构,块状构造,主要成分为长石和英石,取芯呈块状,少量短柱状,裂隙发育。
钻孔编号zk91,K47+942.2左20m表述为:
0.00-3.10m为砾砂:
黄褐色,松散,稍湿,少量碎石;3.10-4.40m为含砾粉质粘土,灰绿色夹黑色,软塑,稍湿,含腐殖质;4.40-9.40m为砾砂,灰褐色-黄褐色,松散,稍湿,角砾为主,无粘性。
9.40-10.60m为粘土,褐黄色,硬塑,稍湿,含少量角砾;10.60-11.6m为弱风化花岗岩,肉红色,弱风化,粗粒结构,块状构造,主要成分为长石和英石,取芯呈块状,少量短柱状,裂隙发育。
钻孔编号zk92,K48+028.2右20m表述为:
0.00-4.70m为砾砂:
黄褐色,松散,稍湿,含植物根系及少量碎石;4.70-5.60m为含砾粉质粘土,灰绿色夹黑色,软塑,稍湿,含腐殖质;5.60-8.10m为粗砂,浅黄色,,稍湿,松散;8.10-9.10m为粘土,褐黄色,硬塑,稍湿,含少量角砾;9.10-10.00m为弱风化花岗岩,肉红色,弱风化,粗粒结构,块状构造,主要成分为长石和英石,取芯呈块状,少量短柱状,裂隙发育。
钻孔编号zk93,K48+076.1左20m表述为:
0.00-4.50m为砾砂:
褐色,松散,稍湿,含植物根系及少量碎石;4.50-7.90m为粗砂,褐色,稍湿,松散;7.90-8.50m粘土,褐黄色,硬塑,稍湿,含少量砾石;8.50-9.50m为弱风化花岗岩,肉红色,弱风化,粗粒结构,块状构造,主要成分为长石和英石,取芯呈块状,少量短柱状,裂隙发育。
钻孔编号zk94,K48+128.2右20m表述为:
0.00-0.40m为耕植土,褐色,松散,含植物根系;0.40-0.90m为含砾粉质粘土,灰黑色,软塑,稍湿,含腐殖质;0.90-4.40m为粗砂,黄色,稍湿,松散;4.40-6.30m为砾砂,黄褐色,松散,含植物根系及少量碎石;6.30-7.60m为强风化花岗岩,褐黄色,强风化,取芯呈砂砾状,少量碎块状;7.60-8.80m为弱风化花岗岩,灰绿色,弱风化,粗粒结构,块状构造,主要成分为长石和英石,取芯呈块状,少量短柱状,裂隙发育。
参考上述资料,此地质复杂偶然性大,穿越轨迹应大部分在砾砂、粗砂层、强、弱风化花岗岩层,钻进成功率不确定,预扩成孔率低,拖管时易将管材抱死,须采取加大泥浆配比及加入添加剂等等措施减小风险。
2.2本标段自然社会条件
1.人文
文登市地段,经济发展迅速,人口稠密,自然环境较好,基础设施发达便利,社会依托条件好,属经济发达地区。
2.地形地貌
场地所处位置地貌属冲积平原地貌。
高程一般10-25m,地势较平坦,高差较小。
2.3主要工程量
序号
项目
单位
数量
备注
一
管道组焊
由专业焊接班组协助
1
K47+780.58-K48+394.58桥区定向钻穿越工程DN400钢管组焊
m
625
二
防腐补口
由专业防腐队协助
1
K47+780.58-K48+394.58桥区定向钻穿越工程穿越管道补口
个
52
三
定向钻穿越
K47+780.58-K48+394.58桥区定向钻穿越工程DN400钢管穿越铺设
m
625
四
其他(如设备出入场运输、设备调试、挖机土方量等)
1
管口焊缝自动超声波探伤
道口
52
2
管口焊缝爬行器X光照相
道口
52
3
入土端施工便道
m
300
暂
4
出土端施工便道
m
300
暂
2.4主要设备、材料和特殊材料情况
2.4.1根据本工程施工难度,拟定采用DDW1000(回拖力80-100T)水平导向钻机,MGS导向系统、石油钻井用泥浆配制系统以及泥浆回收系统。
穿越工程名称
长度
采用钻机
控向系统
泥浆系统
型号
拉力
定向钻穿越K47+780.58-K48+394.58桥区铺设DN400高压燃气钢管工程
625m
DDW1000
80-100T
MGS导向系统
SJ-1000
选用依据如下:
(因不明确钢管壁厚,暂采用φ426X7.9mm计算)
1、穿越轨迹须满足的最小曲率半径:
R=1500D=1500X426=639000mm
2、穿越铺设钢管重量的计算
P=0.02466S(D—S)
式中P—钢管的理论重量kg/m
D—钢管的公称外径mm
S—钢管的公称壁厚mm
φ426X7.9钢管的每米重量
P=0.02466×7.9(426-7.9)
=81.45kg/m
625m、φ426钢管的重量为81.45X625=50.91T。
3、钢管回拖时孔壁与管壁之间最大摩擦力的计算(仅假设粉质粘土、无泥浆状态)
W=[2P(1+Ka)+P0]fL
式中P—土对每米管道的压力(KN/m)
Ka—主动土压力系数
P0—每米管道的重量(KN/m)
f—管壁与孔壁之间的磨擦系数0.2~0.6
L—管道的长度P=Pv+Ph
大口径Pv—一般按铺管直径0.5~1.0高度土的每米重量
Ph=Pvtg2(45º+¢/2)
¢—土层中内磨擦角,粘土层为15º~25º
粘土密度为0.185~0.195KN/m3
对于φ426钢管
Pv=0.4×1×0.195=0.078KN/m
Ph=0.078×tg2(45º+12.5º)=0.126KN/m
P=0.078+0.126=0.204KN/m
W=[2×0.204(1+0.3)+0.8145]×0.4×625
=33.62(T)
此穿越地质状况较复杂,宜选用拉力扭矩大的设备,并精心操作。
因此,从降低风险角度及经济性考虑,宜选用DDW1000机型钻机。
3施工部署
3.1项目组织
3.1.1项目组织机构
为了能优质、高效、安全、按期完成工程施工任务,项目组织机构设置如图:
(见附表)
3.1.2施工人员配备
项目经理:
张德强总工程师:
宫涛项目副经理:
李恒文项目总经济师:
曲翠丽施工队长:
张勇质检员:
李红星
3.2部门职责
3.2.1项目经理部
对整个工程的质量、安全、进度、环保等方面负全责,对工程施工进行总体协调管理,负责对业主、监理、地方政府等部门的联系工作。
3.2.2项目经理
⑴全面负责组织工程的实施,对工程的质量、进度和HSE负领导责任。
⑵组织编制项目施工实施计划,确保按期完工。
3.2.3项目副经理
⑴负责项目施工组织与现场管理。
⑵参与项目重大问题的讨论与决策。
3.2.4项目总工程师
⑴负责项目的技术和质量管理,对重大技术和质量问题的解决进行决策。
⑵负责项目的培训工作。
3.2.5工程技术部
⑴参与组织有关施工准备工作。
⑵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案、措施。
3.2.6质量安全部
⑴组织建立项目质量、HSE管理体系。
⑵按公司的方针和目标进行质量和HSE管理,编制项目HSE计划书。
3.2.7经营部
⑴严格执行国家的各项财务政策和公司有关规定。
⑵做好现金收付和银行结算工作。
4工程施工方案
4.1施工工序流程
场地平整
测量放线
设计交底交桩
施工人员及设备调遣
设备进场
试钻导向孔
设备就位
钻导向孔
多级预扩孔
穿越管段回拖就位
设备撤场
恢复地貌
定向钻穿越施工工序流程图
4.2施工前准备
4.2.1测量放线
4.2.1.1施工前请设计和业主现场代表进行现场交底、交桩。
交桩后,按设计图纸和交底要求进行放线。
4.2.2施工区域场地平整
4.2.2.1施工便道修筑
出、入土点进场道路借用所在村的机耕路及作业带,需平整或整修,请业主甲方协调。
K47+780.58-K48+394.58桥区
4.2.2.2施工场地清理
(1)钻机施工场地(入土点):
按照《钻机施工平面布置图》,应在施工便道修筑标准的基础上,在相关设备摆放区内铺油管排或钢板,形成30×40m的施工作业场地。
(2)焊接预制场地(出土点):
按照施工规范要求,形成30×30m的出土点作业场地,并在作业带内留有拖管时需要的至少200米发送沟场地。
4.2.2.3挖泥浆池及发送沟
(1)出土点、入土点各挖一个长8m×宽6m×深3m,坡比1∶0.67的泥浆回收池。
4.2.2.4钻机地锚固定
根据该工程的回拖拉力,须加强钻机锚桩固定。
采用地锚箱和锚桩联合固定的形式。
地锚箱尺寸为:
1200×1500×1500mm;地锚箱前打入φ219*6m钢管4根,然后互相连接在一起,形成网状结构,增加其牢固性。
连接方式如下图。
○管桩
1.2米长,1.8米深,0.5米厚钢挡板○
○
○
○
○
○
连接槽钢○
4.3定向钻施工措施
4.3.1定向钻穿越工序主要流程
4.3.2轨迹设计
根据图纸及设计交底,定向钻施工技术人员作出详细的穿越设计轨迹数据。
4.3.3钻导向孔
4.3.3.1钻机及配套设备就位
按施工布置图将钻机及附属配套设备安放在预定位置,进行系统连接、试运转,保证设备正常工作。
施工由1200×1500×1500mm×δ20mm的钢板箱作为地锚,必要时装满沙子或水提高其稳定性,将钻机前端固定在地锚箱上。
4.3.3.2导向轨迹确定
导向轨迹的确定应执行设计和规范要求,主要考虑以下因素:
●满足规范要求的最小曲率半径。
即:
R=1500Dn。
本穿越为φ426×7.9mm钢管,最小曲率半径为426mmX1500=639000mm
●满足穿越河流安全规范要求,河床底下管道最大埋深5m。
●选择最佳主要穿越地层,根据入土角、出土角、曲率半径、地层分析等因素,综合考虑以上因素,确定导向轨迹。
4.3.3.3基本参数
穿越轨迹基本参数
穿越管线
入土角
出土角
穿越铺设距离
最小曲率半径
相对最大埋深
Φ426*7.9
8°
9°
625m
639m
12m
4.3.3.4测量控向参数
按操作规程标定控向参数,要求细心并尽可能多测取参数比较,以确定最佳参数,在管中心线的三个不同位置测取,且每个位置至少测四次,并做好记录。
4.3.3.5泥浆配制
(一)泥浆材料用量
根据地质资料情况,确定泥浆配制方案,实施泥浆开钻,开钻前配制好40方优质泥浆备用。
泥浆在定向穿越中起关键作用,我们将针对不同的地层采用不同的泥浆,若地质情况复杂,则对泥浆要求比较高,为了对付不同的情况,我们将采取以下措施:
1将施工用水存入水罐,在水中加入纯碱,加速粘土颗粒分散,提高水的PH值;
2按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出合乎要求的泥浆。
3根据不同的地质条件,和不同的施工工序,确定加入不同的添加剂。
4废泥浆的处理:
在焊接场地挖一个废浆收集池,收集废泥浆,经沉淀之后处理;在钻机场地也挖一个的泥浆回收池,泥浆经过回收池沉淀后排送到指定的地方。
4.3.3.6钻机试钻
各系统运转正常后进行试钻,钻进1—2根钻杆后检测各部分运转情况,各种参数正常后按次序钻进。
4.3.3.7导向孔质量保证措施
管线组焊完成具备开钻条件后,导向孔的钻进是整个定向钻的关键,我们将采用DDW1000水平定向钻机进行穿越施工。
定向设备采用英国Sharewell公司生产的MGS定向系统。
确保导向孔沿设计轨迹前进。
整个穿越过程中采用地面信标系统(Tru—Truckersystem)配合MGS系统进行准确跟踪定位,确保出土点位置偏差≤2m。
4.3.4预扩孔顺利措施
导向孔完成后,钻头出土后要及时卸掉,装上扩孔器进行预扩孔,为保证扩孔顺利,首先要做好导向孔,必须满足管线曲率半径的要求,特别是不能出现”S”型曲线;二是针对不同地层适时调整好泥浆,稳定泥浆性能。
按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;预扩孔施工过程中,要注意保持两岸间通讯联系的畅通,避免安全事故的发生。
此次定向钻穿越初步定为:
350mm、550mm、650mm、750mm,应根据钻进实际情况取舍选用多级扩孔遍数与级别(并根据实际情况清孔),具体的扩孔次数一般依据来自打导向孔及初次预扩孔的有关数据,经分析研究后确定,并随着数据参数的变化而变化。
4.3.5管线回拖措施
回拖是穿越的最后一步,也是最关键的一步,仔细检查旋转接头、扩孔器的连接,确定连接牢固后方可回拖,在回拖时必须注意进行连续作业,不得停顿;回拖时两岸要加强联系,协调配合将管线敷设到预定位置。
管道回拖时用650mm扩孔器回拖。
4.3.6管线回拖时对管道防腐层的保护
4.3.6.1管线回拖前对预制完成的管线进行验收,验收内容:
是否按照设计要求对所有焊道进行了100%X光拍照,是否合格,是否进行了试压和吹扫。
确认合格接到监理方通知后方能回拖。
4.3.6.2穿越管线回拖前,用单斗将管线吊起,调放在事先挖好的放送沟里,放送沟至少挖120米长,呈缓坡状自出土点渐浅,后部管线用打土堆的方式将管线架起,并在土堆上浇水或放膨润土。
4.3.6.3最后一次扩孔要提高泥浆的润滑性能,回拖时保持好泥浆性能,避免大幅度调整泥浆造成的孔壁坍塌,给拖管增加阻力。
4.3.6.4管线回拖前进行电火花检漏,全面检查防腐层,如有损伤及时补伤.回拖全过程必须有专人负责巡线检查,补漏人员现场及时补漏。
4.4应急措施
4.4.1施工现场油料起火,不能用水灭火,应用干粉灭火器灭火;电起火,在没有切断电源时,用灭火器扑灭,应采取可靠的防触电措施。
4.4.2施工现场准备一些常用药品,对轻度擦伤、划伤能够进行及时处理。
4.4.3施工现场发生严重人员受伤事故,应有专车及时送往附近医院。
4.4.4设备发生短期内不可修复的严重故障,需准备一些易损,不易买的关键部分配件。
4.4.5在扩孔时,司钻员要时刻注意钻机的扭矩和回扩力,扩孔时扭矩、拉力过大,应及时加入润滑剂,同时加大泥浆排量。
4.4.6回拖过程中,扭矩、拉力增大,可增加后置地锚并可适当采用单斗助力。
4.4.7回拖过程中,拉力过大无法继续回拖,应立即采取措施,管线反方向拽出,进行洗孔,再扩大钻孔尺寸,然后回拖。
4.5地貌恢复
4.5.1在工程验收前,把作业带内及设备、车辆行走过的公共通道中的所有施工材料和杂物清理干净。
4.5.2焊条筒、砂轮片、油漆桶等废弃物要收集起来从作业带上清走,不得放在管沟中进行掩埋。
4.5.3对施工中损坏的围栏进行修复,与后续队伍衔接好安全工作。
4.5.4施工完成后,将便道拆除。
所有因修筑便道而使用的土工材料清除出作业带集中处理。
4.5.5泥浆的回收、处理。
施工前,用单斗开挖穿越工地的泥浆池,开挖的土方堆放在工地边沿。
在施工过程中的泥浆开挖导流沟,将可能跑、冒、流淌的泥浆引向泥浆回收池。
施工过程中穿越沿线有冒浆的可能,施工中派专人巡线,发现冒浆立即报告,并组织人员进行围堰处理,防止大面积的冒浆,量大的泥浆将集中收集处理。
施工中的泥浆用泥浆泵抽至泥浆处理装置分类处理,泥浆部分循环利用。
施工完毕泥浆池中存留的泥浆用废渣罐车或采用环卫泥浆罐车运至指定地点。
残余的极少量泥土混合物就地深埋。
施工完毕待设备全部撤离后,清除场地上的杂物,用人工和机械平整场地。
5施工准备
5.1技术准备
5.1.1准时参加业主组织的图纸会审,认真听取设计方对工程设计的讲解,积极提出问题,认真听取并记录答疑内容,填写图纸会审和技术交底记录并请与会有关单位签字确认。
5.1.2编制工序控制计划及关键、特殊工序施工作业指导书。
5.2物资准备
5.2.1组织物资管理人员进行培训,了解工程相关技术要求。
5.2.2向甲方提供施工计划,并报甲方审批。
5.2.3选择临时堆料场地,建立临时材料仓库。
5.3施工人员准备
5.3.1成立项目经理部,配备项目管理人员,按要求选调专业施工人员组成施工队。
5.3.2对施工人员进行思想教育和工种强化训练,要求每个管理者和施工人员必须树立良好的管道工人形象,尊重地区的风俗习惯。
5.4设备机具准备
5.4.1依照施工设备机具配置计划,选调设备机具集中进行维修、保养,使所有待用设备处于良好状况,各设备操作手认真学习当地有关要求,并进行适量时间的设备操作,确保设备的良好运行。
6、施工进度计划
6.1施工总工期
施工总工期14个日历天数(不含前期准备及有原因误工日期)。
开工日期以监理(甲方)批准开工之日算起,但确保不影响工程总体交工时间。
6.2施工进度计划横道图(见附图一)
7、各项资源需要计划
7.1劳动力需要计划表
序号
工种
总数量
数量
2009年
2009年
8月
9月
1
管理人员
2
2
2
质检员
1
1
3
电焊工
1
1
4
管工
5
5
5
电工
1
1
6
起重工
2
2
7
测量工
1
1
8
钻杆工
6
6
9
泥浆工
3
3
10
控向员
2
2
11
司机
3
3
13
设备操作手
3(兼)
3(兼)
14
普工
5(兼)
5(兼)
合计
37
37
7.2主要施工设备、机具及材料计划表
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1.
吊车
25t
台
2
2.
半挂
20t
台
2
3.
平板拖车
20t
台
2
4.
载重汽车
5t
台
2
5.
生产指挥车
越野
台
1
6.
潜水泵
QS25-24/3
台
2
7.
离心泵
LSE100-65-315
台
2
8.
高压注水泵
3DSU40-2.5/12.5
台
2
9.
全站仪
GTS-332
台
1
10.
水准仪
DS3
台
2
11.
水平定向钻机
DDW1000
台
1
12.
泥浆泵
SJ—5600
台
2
13.
泥浆搅拌罐
台
2
14.
泥浆回收装置
台
2
15.
控向系统
MGS
台
1
16.
钻杆
3.56″6m/根
根
150
17.
钻头
φ114
套
1
18.
扩孔器
350mm-850mm
个
6
19.
污水泵
台
2
20.
电焊机
台
2
21.
分动器
80T
个
2
22.
挖掘机
PC220LC—6
台
1
八、质保体系
为保证本定向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K47+780.58-K48+394.58桥区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。
8.1质量方针
高质量、高起点,争创一流工程,确保用户满意。
8.2质量目标
①单位工程交工合格率100%;
②单位工程优良率90%以上;
8.3质量管理组织
8.3.1定向穿越质量管理领导小组
组长:
张德强
副组长:
李恒文
组员:
张勇宫涛李红星
8.3.2定向穿越质量检验分工
8.4主要岗位质量职能
8.4.1定向穿越项目经理
8.4.1.1全面领导和组织项目部的质量保证工作,对定向穿越工程的质量管理组织负全面责任。
8.4.1.2贯彻执行上级颁发的质量管理的政策、规定、制度和要求。
8.4.1.3结合施工实际组织对职工的质量教育。
8.4.1.4协调各部门、各单位的质量管理工作关系,及时组织讨论和策划质量管理活动。
8.4.1.5组织制订和批准必要的质量奖罚等质量文件,鼓励在质量工作中取得显著成绩的人员和惩罚出现质量问题的责任者。
8.4.1.6监督施工中严格按照ISO9002标准执行。
8.4.2定向穿越质保工程师
8.4.2.1质保工程师对工程质量保证活动的开展及结果负全面责任。
8.4.2.2贯彻上级的各项质量政策、规定,及时组织项目施工中各项质量管理活动的实施。
8.4.2.3监督检查质检人员质量评定的工作质量,发现问题有权及时处理解决。
8.4.2.4随时有权制止违反质量管理规定的
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