嘉峪關(guān)市非開(kāi)挖管道定向鉆穿越施工方案一、項(xiàng)目概況與編制依據(jù)（一）工程概況本項(xiàng)目為嘉峪關(guān)市城市基礎(chǔ)設(shè)施配套工程，采用水平定向鉆技術(shù)敷設(shè)DN1000mmPE100給水管線(xiàn)，全長(zhǎng)10.2公里，包含4處關(guān)鍵穿越段（分別穿越312國(guó)道、文殊河、蘭新鐵路支線(xiàn)及酒鋼廠(chǎng)區(qū)鐵路專(zhuān)用線(xiàn)）。管道設(shè)計(jì)工作壓力1.6MPa，埋深3.5-5.8米，穿越段單段最長(zhǎng)距離280米，設(shè)計(jì)使用年限50年。（二）地質(zhì)與氣候條件地質(zhì)特征施工區(qū)域土層分布自上而下為：①素填土層（厚0.5-1.2m）；②黃土狀粉土層（厚2.3-4.5m，稍密-中密，γ=18.5kN/m3，φ=25°）；③卵石層（厚1.8-3.2m，粒徑20-150mm，充填率35%）；④中風(fēng)化砂巖（埋深5.8-8.6m，單軸抗壓強(qiáng)度15-25MPa）。地下水位埋深6.5-8.2m，對(duì)施工影響較小。氣候影響嘉峪關(guān)屬溫帶大陸性荒漠氣候，施工期需應(yīng)對(duì)：夏季極端高溫（最高40.5℃）、冬季嚴(yán)寒（最低-28℃）、春季強(qiáng)沙塵暴（最大風(fēng)速28m/s）及晝夜溫差大（可達(dá)25℃）等特殊條件。（三）編制依據(jù)《水平定向鉆進(jìn)管線(xiàn)鋪設(shè)工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T250-2016）《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008）《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ63-2018）項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告（編號(hào)：JY2024-032）業(yè)主提供的管線(xiàn)綜合規(guī)劃圖及穿越段詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙二、施工組織設(shè)計(jì)（一）項(xiàng)目管理架構(gòu)1.組織機(jī)構(gòu)設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理部，配置：項(xiàng)目經(jīng)理（持一級(jí)建造師證）、技術(shù)負(fù)責(zé)人（高級(jí)工程師）、安全總監(jiān)（注冊(cè)安全工程師）及專(zhuān)職質(zhì)量員3人、施工員5人、安全員4人。下設(shè)5個(gè)專(zhuān)業(yè)小組：鉆進(jìn)作業(yè)組（含導(dǎo)向工2人、鉆機(jī)操作手3人）管道預(yù)制組（焊工8人、質(zhì)檢員2人）泥漿處理組（3人）測(cè)量監(jiān)控組（測(cè)量工程師2人、監(jiān)測(cè)員3人）后勤保障組（4人）2.施工隊(duì)伍配置投入3個(gè)專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)，每隊(duì)配置：定向鉆機(jī)組（徐工XZ450水平定向鉆機(jī)1臺(tái)，配套泥漿系統(tǒng)）輔助設(shè)備（50kW發(fā)電機(jī)1臺(tái)、液壓破碎錘1臺(tái)、25t吊車(chē)1輛）作業(yè)人員18人（持證焊工4人、特種設(shè)備操作手5人）（二）施工部署施工分區(qū)劃分為3個(gè)施工段：A段（K0+000-K3+500）：含國(guó)道穿越，配置1號(hào)機(jī)組B段（K3+500-K7+200）：含文殊河穿越，配置2號(hào)機(jī)組C段（K7+200-K10+200）：含鐵路穿越，配置3號(hào)機(jī)組進(jìn)度計(jì)劃|施工階段|工期（天）|關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)||----------------|------------|------------------------||施工準(zhǔn)備|15|設(shè)備進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、泥漿池開(kāi)挖||導(dǎo)向孔施工|45|完成4處穿越段導(dǎo)向||管道焊接預(yù)制|30|PE管熱熔對(duì)接檢測(cè)||擴(kuò)孔回拖|35|鐵路穿越段回拖完成||試壓回填|20|全段水壓試驗(yàn)合格||竣工清理|10|驗(yàn)收資料歸檔|（三）資源投入計(jì)劃1.主要設(shè)備配置|設(shè)備名稱(chēng)|型號(hào)規(guī)格|數(shù)量|主要參數(shù)||------------------------|-------------------|------|-----------------------------------||水平定向鉆機(jī)|徐工XZ450|3臺(tái)|最大回拖力450kN，扭矩21000N·m||導(dǎo)向系統(tǒng)|美國(guó)DCIEclipse|3套|定位精度±20mm，深度探測(cè)≤30m||熱熔焊機(jī)|瑞侃250kW|4臺(tái)|焊接壓力0.8-1.2MPa，加熱時(shí)間45s||泥漿處理系統(tǒng)|ZJ-200型|3套|處理能力50m3/h，分離精度5μm||地質(zhì)雷達(dá)|RD1500|1臺(tái)|探測(cè)深度5m，分辨率2cm|2.材料供應(yīng)計(jì)劃PE100管材（SDR11系列）：Φ1000mm×18.4mm，共計(jì)10260m，分3批進(jìn)場(chǎng)，每批提供出廠(chǎng)合格證及第三方檢測(cè)報(bào)告鉆具：Φ203mm×9.19mm高強(qiáng)度鉆桿（L80鋼級(jí)），備用量15%泥漿材料：鈉基膨潤(rùn)土（蒙脫石含量≥75%）、CMC（工業(yè)級(jí)）、純堿（純度≥99%）三、關(guān)鍵施工技術(shù)與工藝（一）測(cè)量放線(xiàn)與導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)軸線(xiàn)控制采用全站儀按二級(jí)導(dǎo)線(xiàn)精度建立施工控制網(wǎng)，每50m設(shè)置軸線(xiàn)控制樁，穿越段加密至10m。使用GPS-RTK進(jìn)行導(dǎo)向孔三維軌跡設(shè)計(jì)，確保：入土角：8-12°（普通段）、10-15°（穿越段）出土角：6-10°曲率半徑：≥1200D（D為管道外徑）導(dǎo)向孔參數(shù)以鐵路穿越段為例，設(shè)計(jì)軌跡參數(shù)：入土點(diǎn)坐標(biāo)（X=3852641.25，Y=465218.72）出土點(diǎn)坐標(biāo)（X=3852896.38，Y=465221.45）最大埋深：5.8m（鐵路軌底以下3.2m）水平偏移允許偏差：±300mm/100m（二）定向鉆施工工藝1.泥漿配置與循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)不同地層優(yōu)化泥漿配方：黃土層：膨潤(rùn)土6%+純堿0.5%+CMC0.2%，黏度45-55s（漏斗黏度計(jì)）卵石層：膨潤(rùn)土8%+PHP0.3%+重晶石粉5%，黏度65-75s砂巖層：添加潤(rùn)滑劑2%，控制失水量≤15ml/30min采用三級(jí)泥漿循環(huán)系統(tǒng)：①制漿池（20m3）→②循環(huán)池（30m3）→③凈化系統(tǒng)（振動(dòng)篩+離心機(jī)）→④沉淀池（50m3），泥漿回收率≥85%，鉆屑含水率降至30%以下外運(yùn)。2.擴(kuò)孔工藝根據(jù)地層特性采用分級(jí)擴(kuò)孔：卵石層：Φ300mm→Φ500mm→Φ800mm→Φ1200mm（四級(jí)擴(kuò)孔）巖層：采用牙輪擴(kuò)孔器，轉(zhuǎn)速控制30-45r/min，推進(jìn)力120-180kN擴(kuò)孔完成后進(jìn)行孔壁穩(wěn)定處理，注入2m3護(hù)壁泥漿（添加2%高分子絮凝劑）。3.管道回拖回拖前檢查：PE管接口電火花檢測(cè)（電壓30kV）、管道彎曲半徑≥5.4m回拖參數(shù)：牽引力≤380kN（額定值85%），轉(zhuǎn)速6-12r/min，勻速推進(jìn)（1.5-2m/min）關(guān)鍵控制：在穿越鐵路段設(shè)置2個(gè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道應(yīng)變≤0.5%（三）管道焊接與檢測(cè)熱熔對(duì)接工藝執(zhí)行“三階段控制法”：預(yù)熱階段：溫度190±10℃，壓力0.15MPa，吸熱時(shí)間48s/mm（壁厚）熔融階段：壓力0.3MPa，卷邊高度12-15mm冷卻階段：自然冷卻30min，期間不得移動(dòng)管道質(zhì)量檢測(cè)外觀(guān)檢查：卷邊均勻?qū)ΨQ(chēng)，無(wú)氣孔、裂紋，切邊厚度≥0.3mm破壞性試驗(yàn)：每50個(gè)接口抽樣1組進(jìn)行拉伸試驗(yàn)（斷裂伸長(zhǎng)率≥350%）非破壞性檢測(cè)：100%超聲波探傷（UT），穿越段增加X(jué)射線(xiàn)檢測(cè)（RT）四、質(zhì)量與安全管理（一）質(zhì)量管理體系質(zhì)量控制點(diǎn)|控制環(huán)節(jié)|檢查內(nèi)容|標(biāo)準(zhǔn)要求|檢驗(yàn)方法||----------------|---------------------------|-----------------------------------|------------------------||導(dǎo)向孔鉆進(jìn)|軌跡偏差、頂角、方位角|每5m測(cè)斜，偏差≤100mm/100m|導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)||泥漿性能|黏度、密度、含砂量|黏度45-75s，密度1.05-1.15g/cm3|現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)+第三方檢測(cè)||管道回拖|牽引力、回拖速度|牽引力≤450kN，勻速推進(jìn)|鉆機(jī)儀表監(jiān)控||水壓試驗(yàn)|試驗(yàn)壓力、保壓時(shí)間|1.5倍工作壓力，保壓1h壓降≤0.05MPa|壓力記錄儀連續(xù)監(jiān)測(cè)|質(zhì)量通病防治孔壁坍塌：卵石層采用高黏度泥漿（≥65s），控制鉆進(jìn)速度≤0.8m/min管道劃傷：回拖前檢查孔道，加裝防刮導(dǎo)向套，PE管外壁纏繞保護(hù)墊接口滲漏：焊口冷卻時(shí)間延長(zhǎng)至規(guī)范值1.5倍，低溫施工時(shí)采取預(yù)熱措施（二）安全生產(chǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控重大風(fēng)險(xiǎn)（鐵路穿越）：設(shè)置防護(hù)隔離帶，辦理鐵路施工許可，配備應(yīng)急搶修隊(duì)較大風(fēng)險(xiǎn)（高壓線(xiàn)路下方作業(yè)）：保持安全距離≥6m，設(shè)置限高警示裝置一般風(fēng)險(xiǎn)（臨時(shí)用電）：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護(hù)器（30mA/0.1s）專(zhuān)項(xiàng)安全措施夏季施工：搭設(shè)遮陽(yáng)棚（降溫至35℃以下），配備防暑藥品（藿香正氣水等），實(shí)行“兩頭班”作業(yè)（6:00-10:00，16:00-20:00）冬季施工：鉆機(jī)液壓系統(tǒng)預(yù)熱至25℃以上，泥漿采用電加熱（保持5℃以上），焊接作業(yè)采取防風(fēng)棚（風(fēng)速≤8m/s）沙塵暴應(yīng)對(duì)：配備應(yīng)急防風(fēng)網(wǎng)（抗風(fēng)等級(jí)12級(jí)），現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置氣象預(yù)警接收器，預(yù)警發(fā)布后30分鐘內(nèi)完成設(shè)備防護(hù)應(yīng)急管理編制專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，包含：孔內(nèi)卡鉆處理：配備專(zhuān)用解卡器，儲(chǔ)備備用鉆桿20根管道斷裂搶修：預(yù)制2m長(zhǎng)備用短管，配置快速連接器火災(zāi)事故：每作業(yè)面配置4kg干粉滅火器6具，消防沙2m3五、環(huán)境保護(hù)與文明施工（一）泥漿處理方案采用“三級(jí)沉淀+壓濾脫水”工藝，泥漿水經(jīng)處理后回用率≥80%鉆屑干化處理：添加生石灰（摻量5%），固化后運(yùn)至指定填埋場(chǎng)（距施工點(diǎn)15km）施工期噪聲控制：選用低噪聲設(shè)備（晝間≤70dB，夜間≤55dB），設(shè)置聲屏障（高度3m）（二）水土保持措施穿越文殊河段設(shè)置防滲泥漿池（HDPE土工膜，厚度1.5mm），防止污染河道施工便道采用200mm厚級(jí)配碎石鋪設(shè)，設(shè)置排水溝（寬30cm，深40cm）完工后恢復(fù)植被：撒播耐旱草籽（沙打旺+苜蓿，混合比例1:1），覆蓋率≥90%六、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與資料歸檔（一）驗(yàn)收內(nèi)容隱蔽工程驗(yàn)收導(dǎo)向孔軌跡復(fù)測(cè)（允許偏差±150mm）管道位置偏差（軸線(xiàn)≤300mm，高程≤200mm）回拖力曲線(xiàn)記錄（無(wú)突變峰值）功能性試驗(yàn)強(qiáng)度試驗(yàn)：1.5倍設(shè)計(jì)壓力（2.4MPa），穩(wěn)壓1h嚴(yán)