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安全评价报告(DOC32页)电力管道工程定向钻穿越京港澳高速保护公路质量与安全的技术评估报告法定代表人技术负责人评估项目负责人:裕实国际有限责任公司二一七年九月十一日导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键,首先钻光缆套管导向孔及回拖光缆套管,再进行主管线导向孔钻进导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键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认真分析地质资料,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,钻导向孔要随时参照地质资料及仪表参数分析成孔情况,达到出士准确,成孔良好为防止钻孔时导向孔与设计穿越曲线的偏移,将布置人工磁场Tru-Truckersystem确保穿越的精度在施工中,要严格按照施工规范,确保每根钻杆的操作符合设计所规定的曲率半径钻进过程中,要根据泥浆返流情况及时做出正确的推断,掌握地层的实际情况,合理利用泥浆的润滑、护壁作用,防止沉砂、塌孔、包钻、卡钻6扩孔导向孔完成后,钻头及时拆卸,装上检查合格的d35mm的扩孔器沿着已形成的导向孔进行第一次预扩孔,扩孔速度要慢于正常速度,泥浆流量与泥浆配比要符合要求终孔直径为650mmo在扩孔中,为保证泥浆的性能、用量将在出土点侧安装一套泥浆处理系统,与钻机侧的泥浆系统同时进行“对注作业”7管线回拖回拖是定向穿越的最后一步,也是最为关键的一步管线回拖前要认真检查各连接部位的牢固,在回拖时进行连续作业,避免因停工造成阻力增大为保证回拖的顺利与防腐层不受破坏,将采取下列措施1回拖前,对穿越主管进行电火花检漏,对存在的漏点及时进行补伤2管线回拖使用发送沟的方式进行发送沟使用单斗作、也,其尺寸为上口宽3m、下口宽
1.2m、深
1.2m;在挖发送沟时,计算好管线进入孔洞的这一段发送沟的坡度,确保发送沟与穿越孔洞的圆滑平缓3在回拖作业时,增加高润滑泥浆,使高润滑泥浆象薄膜一样附着于防腐层表面保护防腐层,减少回拖阻力8)钻机场地地貌恢复、剩余泥浆处理与设备转场回拖完毕后,立即进行设备转场,同时进行泥浆处理、地貌恢复工作使用罐车将废弃泥浆运至环保部门指定的地方
2.
2.4施工措施1)防止定向钻在钻孔时导向孔与设计穿越曲线偏移的措施⑴探头校验控向系统操作手册有关要求,对探头进行效验,探头测量精度在规定范围内才同意使用⑵方位角平均值法方位角准确度对横向偏差(左右偏移)影响较大因此,在穿越中心线上,选择三个不一致位置,每个位置旋转探头四次,每次旋转90度,最终取方位角测量值的平均值,这样测量的方位角最接近实际方位角,有助于提高左右偏移的准确度⑶使用人工磁场探头进入人工磁场区域,在人工磁场方式下测量的钻头的位置接近钻头实际位置,根据人工磁场下的测量值及时纠正钻进方向,使钻头的测量位置更接近实际值⑷安排有经验的控向、司钻操作控向原理对绝大部分搞控向的技术人员来说都没有问题,控向、司钻的实际经验非常重要,经验丰富的控向、司钻人员在复杂的钻进操纵上会更合理,钻出的曲线更圆滑⑸严格按照控向作业指导书操作根据每一个穿越工程的地质、管径、壁厚情况及设计参数,以控向人员为主,司钻、泥浆人员配合,编制控向作业指导书,严格按照指导书操作2)防止定向钻穿越预扩孔卡钻事件发生的措施⑴操纵扭矩在合理的范围内扭矩过大,钻杆卸扣困难,欲速则不达因此,根据设备性能、钻具情况及司钻操作规范,把扭矩操纵在适宜的范围内⑵严格按泥浆作业指导书进行泥浆配比⑶做好扩孔记录在每级扩孔施工中,要认真观察扩孔情况,填写每一级扩孔数据假如发生扩孔不顺畅等,则需进行一次洗孔实际扩孔尺寸可根据现场情况进行调整⑷合理布置水咀的数量与直径根据地质情况及扩孔直径,合理布置水咀的数量与直径,保证泥浆的压力与流速,从而提高携带能力,减少钻屑床的生成⑸合理选择钻具配合合理的钻具配合有助于提高扩孔效率,并减小风险我公司利用多年施工经验,己开发出大口径长距离定向钻穿越钻具组合⑹配备解卡钻具在实际施工中,一旦发生卡钻,利用我公司自主研制的解卡钻具可快速解卡,避免时间长孔洞塌方报废的情况解卡钻具已成功应用于磨刀门水道穿越及其它管线穿越工程中3)确保管线顺利回拖措施作为管道定向钻施工的最后一环,回拖作业的成败直接决定着整个定向钻工程的成败为保证穿越管道顺利回拖完毕,在本工程中做好下列应急措施准备⑴管道使用发送沟方式回拖,沟内注水,减小回拖力⑵使用夯管锤助力回拖4)泥浆的处理、防冒浆措施⑴泥浆的处理措施泥浆回收处理再利用泥浆回收处理再利用措施是泥浆处理的要紧措施,也是降低施工成本的要紧措施a、在钻机入、出土点邻近挖一个沉沙池(泥浆池),使从地下返出的废泥浆流入沉沙池,使废泥浆中的钻屑自然沉淀b、利用轴流泵,将通过初步沉淀的废泥浆抽到泥浆振动筛上c、利用泥浆振动筛将废泥浆进行第一级除砂处理d、利用除砂清洁器将废泥浆进行第二级除砂处理e、利用除泥清洁器将废泥浆进行第三级除砂处理f、在穿越施工中,废泥浆通常通过以上三级处理即可满足施工要求,重复再利用⑵泥浆的处理措施泥浆外运、掩埋a、回收废泥浆时分离出来的泥沙等,设专门的堆放场地b、定向穿越施工完成后,对剩余泥浆与回收废泥浆时分离出来的泥砂运送到当地垃圾填埋场剩余泥浆外运,都要征得有关部门同意,不可造成环境污染剩余泥浆外运时要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第三章要紧危险、有害因素辨识与分析要紧危险有害物质特性分析及分布本管道穿越长湘高速段的要紧地质情况为丘陵地带,地形起伏管道处于第二层地质,该层地质为圆砺,杂色,密实,亚圆形为主,粉质黏土充填要紧粒径10-2n皿直间,约占50%最大可见501Tlm以上,成分不一最大揭露厚度为
3.0m未揭穿,土石等级为IH级由于本管道穿越段位于第二层地质,地基发生沉降的可能性不大,故不可能发生因地基不均匀沉降引起管道的破坏定向钻穿越施工过程中对公路及附属设施质量与安全的影响分析根据类比工程,结合本管道水平定向穿越的实际情况,该穿越段对公路及其附属设施的影响要紧表现为工程失败;路面沉降、塌陷;路堤、路面崩裂与泥浆污染工程失败工程失败的要紧后果表现为何拖失败、扩孔报废其要紧原因可能是钻机能力不够;导向孔不符合要求;预扩孔偏移量过大;孔内泥屑堆积过多;塌孔管道进孔不顺畅;设备故障泥浆含水量过大,引起孔壁亲水性土壤吸水导致缩孔,当缩孔时强行开钻,可能发生卡钻甚至导致工程失败322路面隆起、沉降与塌陷根据类比工程,路面隆起、沉降与塌陷在定向钻穿越中时有发生其要紧原因可能是出、入土点距路基过近、地质较差或者预扩孔直径过大、未进行沉降观测等从而导致路基塌陷或者破坏,路面结构层龟裂、反射裂缝甚至塌陷一旦路面塌陷,将影响省道的交通安全323路基、路面崩裂水平定向穿越引起路基、地面崩裂通常只在钻机入土点发生其要紧原因可能是出、入土点距路基过近、孔内泥屑堆积过多、局部塌孔、回拖速度过快等泥浆污染由于大口径管道的水平定向穿越泥浆使用量非常大,除出、入土点两端的泥浆池存储的泥浆需要处理之外穿越沿程的冒浆、跑浆可能造成公路边沟、耕地、水域污染施工作业活动引起的交通事故由于管道从长湘高速罗家冲大桥台背西侧路基穿越,出土点与入土点的设备、材料进场,人员的作业活动能够从高速公路辅导与罗家冲大桥下通过,故木穿越段施工作业活动对高速公路的运营安全无影响第四章穿越段对公路、公路附属设施质量与安全的技术评估公路行政许可评估有关条文⑴《中华人民共与国公路法》(2009年主席令第18号)第四十四条规定,”任何单位与个人不得擅自占用、挖掘公路因修建铁路、机场、电站、通信设施、水利工程与进行其他建设工程需要占用、挖掘公路或者者使用公路改线的,建设单位应当事先征得有关交通主管部门的同意;影响交通安全的,还须征得有关公安机关的同意占用、挖掘公路或者者使公路改线的,建设单位应当按照不低于该段公路原有的技术标准予以修复、改建或者者给予相应的经济补偿”第四十五条规定,”跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或者者架设、埋设管线等设施的,与在公路用地范围内架设、埋设管线、电缆等设施的,应当事先经有关交通主管部门同意,影响交通安全的,还须征得有关公安机关的同意;所修建、架设或者者埋设的设施应当符合公路工程技术标准的要求对公路造成损坏的,应当按照损坏程度给予补偿”第四十七条规定,”在大中型公路桥梁与渡口周围二百米、公路隧道上方与洞口外一百米范围内,与在公路两侧一定距离内,不得挖砂、采石、取土、倾倒废弃物,不得进行爆破作业及其他危及公路、公路桥梁、公路隧道、公路渡口安全的活动”第五十六条规定,”除公路防护、养护需要的以外,禁止在公路两侧的建筑操纵区内修建建筑物与地面构筑物;需要在建筑操纵区内埋设管线、电缆等设施的,应当事先经县级以上地方人民政府交通主管部门批准前款规定的建筑操纵区的范围,由县级以上地方人民政府按照保障公路运行安全与节约用地的原则,依照国务院的规定划定建筑操纵区范围经县级以上地方人民政府依照前款规定划后,由县级以上地方人民政府交通主管部门设置标桩、界桩任何单位与个人不得损坏、擅自挪动该标桩、界桩”第六十七条规定,”在收费公路上从事本法第四十四条第二款、第四十五条、第四十八条、第五十条所列活动的,除依照各条的规定办理外,给公路经营企业造成缺失的应当给予相应的补偿二⑵《公路安全保护条例》(2011年3月7日国务院令593号)第二十七条进行下列涉路施工活动,建设单位应当向公路管理机构提出申请
(一)因修建铁路、机场、供电、水利、通信等建设工程需要占用、挖掘公路、公路用地或者者使公路改线;
(二)跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或者者架设、埋设管道、电缆等设施;
(三)在公路用地范围内架设、埋设管道、电缆等设施;
(四)利用公路桥梁、公路隧道、涵洞铺设电缆等设施;
(五)利用跨越公路的设施悬挂非公路标志;
(六)在公路上增设或者者改造平面交叉道口;
(七)在公路建筑操纵区内埋设管道、电缆等设施第二十八条申请进行涉路施工活动的建设单位应当向公路管理机构提交下列材料
(一)符合有关技术标准、规范要求的设计与施工方案;
(二)保障公路、公路附属设施质量与安全的技术评价报告;
(三)处置施工险情与意外事故的应急方案公路管理机构应当自受审申请之日起20日内作出许可或者者不予许可的决定;影响交通安全的,应当征得公安机关交通管理部门的同意;涉及经营性公路的,应当征求公路经营企业的意见;不予许可的,公路管理机构应当书面通知申请人并说明理由⑶《中华人民共与国公路管理条例》(2008年12月27日国务院令第543号)第二十四条规定,”不得在大型公路桥梁与公路渡口的上、下游各二百米范围内采挖沙石、修建堤坝、倾倒垃圾、压缩或者扩宽河床、进行爆破作业不得在公路隧道上方与洞口外一百米范围内任意取土、采石、伐木”该第二十七条规定,“兴建铁路、机场、电站、水库、水渠、铺设管线或者者进行其他建设工程,需要挖掘公路,挖掘、占用、利用公路用地及公路设施时,建设单位务必事先取得公路主管部门同意,影响车辆通行的还须征得公安交通管理机关同意工程完成后,建设单位应当按照原有技术标准,或者者经协商按照规划标准修复或者者改建公路”第二十八条规定,”修建跨越公路的桥梁、渡槽、架设管线等,应当考虑公路的远景进展,复合公路的技术标准,并事先征得当地公路主管部门与公安交通管理机关同意”有关公路行政许可的检查与评估综上所述,根据对《中华人民共与国公路法》、《公路安全保护条例》与《中华人民共与国公路管理条例》上述条文的懂得,检查结论如下本项目在实施前,应根据《中华人民共与国公路法》第四十五条、第四十七条规定与《中华人名共与国公路管理条例》第二十九条、第三十条的规定,该项目“云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21A32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口(东向西)匝道定向钻施工”,建设单位应事先经有关交通主管部门的同意,本项目交通主管部门为“长湘高速公路管理处:另外,本项目还存在影响交通安全的因素因此“还须征得公安机关交通管理部门同意”由于本穿越段的实施过程中,能够避免或者者不存在“挖砂、采石、取土、倾倒废弃物,爆破作业及其他危及公路、公路桥梁、公路隧道、公路渡口安全的活动”,因此穿越段的设计与施工符合该条法律法规的规定本项目应根据法律法规要求,着重分析影响公路、公路附属设施质量与安全,与影响交通安全的因素,并提出建议,使项目实施运行能够符合法律法规的规定;在实施阶段应严格避免出现法律法规禁止的行为交叉角度评估有关条文
1、通常采取垂直交叉,从公路路基下穿越如务必斜交,斜交角不宜小于60°;在特殊情况下,不应小于45°在山区因受地形限制的个别地段,斜交角最小不应小于30°o交叉角度检查与评估本工程管道穿越段与**高速的夹角约为75°交叉角度满足规范的要求侵入公路建筑界限评估有关条文⑴《公路工程技术标准》JTGB01-2003第
1.
0.6条规定”公路用地范围为公路路堤两侧排水沟外边缘无排水沟时为路堤或者护坡道坡脚以外,或者路堑坡顶截水沟外边缘无截水沟为坡顶以外很多于1m范围内的土地;在有条件的地段,高速公路、一级公路不小于3m、二级公路不小于2m范围内的土地为公路用地范围第
8.
6.1条规定“电讯线、电力线、电缆、管道等均不得侵入公路建筑限界,不得妨碍公路交通安全,并不得损害公路的构造与设施”⑵《公路路线设计规范》JTGD20-2006第661强制性条文规定“公路建筑界限是为了保证公路上规定的车辆正常运行与安全,在一定宽度与高度范围内,不得有任何障碍物侵入的空间范围在公路横断面设计中,公路标志、护栏、照明立柱、电杆、管线、绿化、行道树与跨线的梁底、桥台、桥墩等的任何部分不得侵入公路界线以内二第
12.
5.9条规定”各类管线跨越公路的设施,不得侵入公路建筑限界,不得妨碍公路交通安全、损害公路设施,也不得对公路设施形成潜在威胁”该规范条文说明第
12.
5.5条解释为“1981年颁发的《公路工程技术标准》列入了高速公路,自1990年实现高速公路“零”的突破以来,高速公路的建设有了迅猛的进展鉴于高速公路对国民经济进展的重要性及其交通量大、不同意中断交通等特性,同时考虑到管道的检查、养护与维修工作能正常进行,并不致影响公路运营与安全,因此供水、污水、化工等管线与高速公路、一级公路相交,应使用穿越方式,埋置地下专用通道,并在其两侧设置检查井与标识性标志该规范条文说明第
12.
5.9解释为“条文中所要求的各类管线均不得侵入公路建筑限界,这是公路正常行车所不可缺少的条件不得妨碍公路交通安全是指如高压输电线路,尽管未侵入公路限界,但若跨越公路的高度不够,则会妨碍公路的交通安全;水渠、水管虽不在公路限界之内,但经常漏水,也会损害公路路基稳固或者引起边坡失稳不得对公路及其设施形成潜在威胁是指如石油、天然气或者其他管道挂附在公路桥梁评估人员上,或者者敷设于公路隧道内,都会对公路及其设施构成潜在安全威胁;各类管线的设施,如水池、油气管线的加压站房等,对公路亦可能构成安全威胁,故不得建在公路用地范围内或者邻近”侵入公路建筑界限检查与评估关于公路界限,本工程管道使用定向钻方式穿越长湘高速,经检查,本管道穿越段入土点位于离**高速边沟的距离远大于3m出土点距高速公路边沟的距离大于3m此外,故本管道穿越段未侵入公路的建筑界限,满足规范要求管道埋深评估有关条文1《公路路线设计规范》JTGD20-2006第
12.
5.6条的规定穿越公路的保护套管,其顶面距路面底基层的底面应不小于
1.0m⑵《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369—2006第
13.
1.1条与《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079-95第
7.
1.2条规定穿越管道的管顶距公路路面不得小于
1.2m在路边低洼处管道埋深不得小于
0.9mo⑶《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007第
7.
1.6条、《油气管道穿越工程施工规范》GB50424—2007第
8.
1.2条规定穿越管道的管顶距公路顶面路面不得小于
1.2m;在路边沟底最低处埋深不得小于
1.0m;路边沟为要紧水渠时,距水渠最低处的埋深不得小于
1.5m间距的起算点为管道外壁或者套管顶部⑷《关于处理石油管道与天然气管道与公路相互关系的若干规定试行》
[78]交公路字698号文件第三条规定管道在公路路基下穿越或者路基填压管道时,管道或者套管顶面距公路路面顶面不应小于
1.0m距公路边沟底面不宜小于
0.5m⑸《钢质管道穿越铁路与公路推荐作法》SY/T0325—2001T第
5.
3.2条规定穿越位置,应尽可能避免在潮湿或者岩石地带及需要深挖处穿越第
5.
4.2条规定穿越公路的输送管,其最小覆盖厚度在公路路面下列为
1.2m在公路界限范围内的其他所有表面下
0.9m第
6.
7.3条的规定公路下的套管应按规定的最小覆盖层安装,其最小覆盖层从套管顶至路面的距离应符合公路路面层下
1.2m在公路界限范围内的其他所有表面下
0.9mo管道埋深检查与评估综合《公路工程技术标准》JTGB01—2003>《公路路线设计规范》JTGD20—2006>《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369—2006《油气管道穿越工程施工规范》GB50424—2007>《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423—2007>《油气管道穿越工程施工规范》GB50424-
2007.《关于处理石油管道与天然气管道与公路相互关系的若干规定试行》
[78]交公路字698号、《钢质管道穿越铁路与公路推荐作法》SY/T0325—2001T与施工图说明书》等有关规定,“穿越公路的管道其顶面距路面顶面应不小于
1.2m在路边低洼处管道埋深不得小于
0.9m不带套管穿越时,距路边沟最低处的埋深不得小于
2.5m”经检查,本项目穿越段穿越方式为定向钻穿越,在钢质管道外壁形成泥浆固结保护层,其顶面距路面顶面约为10m远大于
1.2m在路边边沟的埋深约为4m大于
2.5m满足规范要求沉降评估穿越施工引起的地面沉降计算方法要紧有经验法与解析法目前工程界常使用Peck提出的地面沉降横向分布估算公式_X2飞2/2匕/Z5i式中Sx为地面沉降量m;x为离管道轴线的水平距离m;Smux为管道轴线上方的最大地面沉降量m;i为地面沉降槽宽度系数m;Vi为管道单位长度的土体缺失量m3/m通常使用挖掘面面积的百分率来估算土体缺失的大小,令n为土体缺失百分率则Vi=nrno取值根据管道所处层位的土体性质确定,自稳性差、易流失的土取大值i的经验公式为i=/
2.5g45°-p/2式中H为顶管埋置深度m8为土的内摩擦角根据类比工程,本工程土层失土率n取
5.4%内摩擦角8取18°VFirr2n=
3.14X
0.4062X
0.054^
0.03m3i=,/
2.5•吆45一p/2=10/
2.5Xtg45°-18°/2=10/
1.88^
5.49Smax=4/25=003/
2.5X
5.49=
0.03/
13.73=
0.002m=2mm参考《公路路基设计规范》JTGD30-2004等规范的规定“穿越施工造成的公路路面沉降量应小于或者等于20mm”,故本穿越段沉降满足要求管道壁厚评估本工程穿越管道拟选用
6.4mm壁厚管道,管道穿越施工时,部分管道使用热煨弯处理,形成弯管本章节要紧计算该工程拟使用的管道壁厚是否满足《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007有关规定要求,其形成弯管后能否保障管道日常安全生产需求管道最小公称壁厚计算cPDo=其中3——钢管计算壁厚mm;P——设计压力MPa本建设项目穿越管道拟设计压力为
4.0MPa;D钢管外径mm本建设项目拟用管道外径为406mm;os一一钢管的最低屈服强度MPa经对管材有关资料检索,本建设项目拟用管道最低屈服强度为360MPa部分管道经热煨弯处理制成弯管后其最低屈服强度为原管道的75%;F——强度设计系数,本建设项目管道拟穿越地区考虑到今后的周边建设,其地区等级为三级地区,故强度设计系数取值为
0.5o6-焊缝系数取
1.0ocPD
4.0x4062bs所2x360x
0.75x
1.0x
0.5通过计算,本穿越段管道最小公称计算壁厚为
6.01mm本穿越段成品油管道的设计壁厚为
6.4mm大于最小公称计算壁厚,同时满足《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007第
7.
3.3条中规定的DN400〜450mm管道最小壁厚为
6.4mm的要求施工对公路交通安全的影响评估根据本文第三章
3.4节的分析,定向钻施工过程中会对管道周围的土体产生扰动,从而引起公路路面有一定的变形一旦路面发生沉降、甚至塌孔的现象,事先又未设置施工告示与采取限速等措施,将严重影响高速公路中行驶的车辆安全因此施工全过程应做好动态监测,密切注意,如有特殊立即停止施工,并分析原因,采取有效的补救措施及时处理通过采取补救措施,能够预防与减少施工对公路、公路附属设施质量与安全的影响场地恢复根据《中华人民共与国公路法》等法律法规、技术标准、规范的要求,工程完成后建设单位应当按照原有技术标准,或者者经协商按照规划标准修复公路1地貌恢复移除公路周围隔离物、场内外警示牌.、标识牌;清理入土点与出土点作业场地的材料、设备及建筑垃圾;恢复原有地貌2公路、公路附属设施恢复建设单位应按照《公路工程技术标准》JTGB01-2003《公路路基设计规范》等有关技术标准、规范规定的要求修复公路与公路附属设施总体评价本工程管道穿越**高速,使用定向钻穿越法施工,减小了对公路、公路附属设施质量与安全的影响,方案选择合理第五章建议计策措施防工程失败的计策措施选择适宜的钻机通常选择钻机所要考虑的要紧参数是最大推/拉力与最大输出扭矩计算与实践都说明,管道回拖时的回拖力要紧与穿越的地质条件、回拖管段的规格与长度、预扩孔的直径与质量有关好的地质条件预扩孔的质量相对容易保证;回拖管段的规格越大,长度越长,回拖力越大;预扩孔的直径越大,质量越好,回拖力越小预扩孔的扭矩要紧与地质条件、扩孔器直径、扩孔速度与上一级扩孔的质量有关土质的硬度与扩孔器的直径越大,扩孔速度越快,扭矩越大上一级扩孔的质量越好,扭矩越小在选择钻机时,应综合考虑这些因素通常情况下,钻机的最大回拖力应不小于回拖管段自重的1/2;钻机的辅出最大扭矩由钻机的基本性能决定同时,应尽快采取措施.最大限度地减小回拖力方法之一就是回拖时使用水浮法发送穿越管段加强导向孔的施工质■导向孔的基本操纵指标是出、入土角、曲线偏移与造斜段曲率半径其中,(钻机)出、入土角通常比较容易操纵,只要保证钻机就位与随钻测量的精确性即可曲线偏移量的操纵要求精确的控向技术与熟练的司钻操作;对大口径管道的水平定向穿越来说,造斜段的曲率半径应作为导向孔的重要指标加以操纵地质不均匀或者操作不当都可能导致导向孔的局部或者大部曲率半径不符合要求为此,在正式施工前应全面阅读地质资料,实地勘察穿越地质进行导向孔作业时,应确保穿越曲线的圆滑,防止出现反向弯曲操纵预扩孔的偏移与波浪水平定向穿越的最终扩孔直径通常为管道直径的
1.3〜
1.5倍关于大口径管道的水平定向穿越,当穿越沿程的土质不均匀时即使导向曲线非常完美,由于钻杆、钻具自身重力的作用,土质松软的地方下切比较多,土质坚硬的地方下切比较少,从而造成预扩孔偏移使疆扩后的穿越曲线变成波浪形这种偏移与波浪对管道的顺利回拖是极其有害的尽可能减弱这种偏移与波浪的要紧措施是选择合理的钻具与钻具组合应针对地质条件使用的钻具以板式扩孔器与桶式扩孔器为主,在进行较大的扩孔时辅以扶正器,以较好地解决了预扩孔的偏移与波浪问题加强泥浆的流变性操纵水平定向穿越的成孔依靠较于钻具对周围土壤的切削与挤压泥浆的重要作用之一就是悬浮与携带泥屑假如泥浆的流变性不好,其悬浮与携带泥屑的作用就会大打折扣钻具切削下来的泥屑就可能大量地沉积在孔内,从而增加回拖阻力为了尽可能地将孔内的泥屑清除干净,务必确保泥浆的流变性同时,经验说明,板式扩孔器扩孔后,使用桶式扩孔器清孔整形对确保预扩孔质量有很大的好处选择适宜的钻具,加强扩孔量的操纵,防止塌孔在满足管道同拖要求的前提下尽可能选择较小的扩孔直径;选用适宜的泥浆;选择适宜的钻具与钻具组合并尽可能缩短施工周期孔径越大,塌孔的可能性越大这是不言而喻的但如前所述,较大的孔径乂有利于管道的回拖这是-个难以调与的矛盾目前在大口径管道的穿越中解决这个矛盾的方法是选取预扩孔直径的下限,即通常情况下,取预扩孔直径为穿越管径的
1.3倍左右同时,配置适宜的泥浆,合理使用防塌剂妥善处理发送沟发生钻具断裂事故,除地质不均与钻具疲劳原因外,有相当一部分是由于管道进孔顺畅,管道强制入洞后钻具与管段不在一条轴线上,其局部薄弱环节在交变应力的作用发生脆裂为防止这种现象的发生在开挖发送道(沟)时,应尽可能使发送道(沟)与管孔自然衔接加强设备的保护保养认真、定期进行设备的保护保养,确保设备的正常运转对故障率较高的设备应配备备用设备防路面隆起、沉降与塌陷的计策措施在良好土壤中进行水平定向穿越时,在管孔的顶部会形成自然的卸荷拱卸荷拱的高度与管孔的孔径、土壤的坚实度与它上部的荷载有关孔径越大,卸荷拱的高度越高;上部的荷载越大,卸荷拱的高度越高;土壤的坚实度越高,卸荷拱的高度越低;假如卸拱的高度小于孔顶的疆土厚度,孔顶覆土就会塌陷,继而引起堤坝塌陷防止这一现象发生的基本前提是保证出、入土点距路堤的安全距离即保证穿越路堤时孔顶的覆土厚度同时,尽可能地操纵预扩孔的直径、提高泥浆的护壁性能防路基、路面崩裂的计策措施在回拖过程中穿越管段始终被牵引着顺着已形成的曲线孔行进,管道与孔壁的摩擦使回拖力比预扩孔时大为增加同时,局部塌孔与孔内残存的泥屑在回拖时会被钻具与管道部分地携带至(钻机)入土端当孔顶覆土的厚度不足抵抗回拖力对管孔上部施加的压力,特别是当回拖速度较快时,回拖力对管孔的上部施加的压力加上泥屑对孔壁的挤加就可能使堤坝或者地面崩裂根据类别工程,我们经常可能看到靠近钻机一侧100m范围内的地面裂缝就是最好的证明消除这个原因的方法是保证出、入土点距路基的安全距离,操纵回拖速度防泥浆污染的计策措施能够采取的要紧防范措施是操纵泥浆压力、减少泥浆总量、及时清收与操纵跑冒的泥浆、选择适宜的弃浆场所、有效地覆盖作业场地防交通安全事故的计策措施I)在穿越施工期间,应遵守对管道或者被穿越设施有管辖权的管理部门的有关规定2)为预防可能发生的危险,应布置警卫(或者看守),安放警告标志、灯或者闪光信号装置设置并保护临时人行道、栅栏或者路障3)车辆、设备、材料与人员穿过公路,都应严格遵守相应管理部门的规定应采取预防与准备措施,如指派持旗人员指挥交通与设备运输,防止公路路面或者公路结构的损坏公路路面应无污物、石块、泥浆、油及产生不安争因素的其它杂物4)穿越施工中所用设备与所使用的施工方法,不应对穿越处及其邻近处的任何结构与设施造成损坏或者使其操作不安全5)公路排水沟应保持通畅,避免淹没或者浸蚀路基或者相邻财产第六章结论与建议结论有关公路行政许可评估结论本工程“定向钻穿越**高速敷设电力保护管道”,建设单位事先经有关交通主管部门的同意,即高速公路管理处”另外,本穿越段还存在影响交通安全的因素,因此建设单位“还须征得公安机关交通管理部门同意”取得交通主管部门与公安机关交通管理部门的行政许可后施工,建设程序才符合有关法律法规要求交叉角度评估结论本工程管道穿越段与***高速的夹角约为75°交叉角度满足规范的要求侵入公路建筑界限评估结论关于公路界限,本工程管道使用定向钻方式穿越高速,经检查与现场测量,本管道穿越段入土点离**高速边沟的距离>3m出土点距的距离大于3m故本管道穿越段未侵入公路的建筑界限,满足规范要求管道埋深评估结论综合《公路工程技术标准》JTGBO1—
2003、《油气管道穿越工程施工规范》GB50424—2007>《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423—2007与《钢质管道穿越铁路与公路推荐作法》SY/T0325—2001T与施工图说明书》等有关规定,“穿越公路的钢质管道其顶面距路面顶面应不小于
1.2m在路边低洼处管道埋深不得小于
0.9m不带套管穿越时,距路边沟最低处的埋深不得小于
2.5m”经检查,本项目穿越段穿越方式为定向钻穿越,在钢质管道外壁形成泥浆固结保护层,其顶面距路面顶面约为10m远大于
1.2m在路边边沟的埋深约为4m大于
2.5m满足规范要求沉降评估结论穿越施工引起的地面沉降使用Peck提出的地面沉降横向分布估算公式计算,得出九”=
2.0mm参考《公路路基设计规范》JTGD30-2004等规范的规定“穿越施工造第一章项目概况1工程简介1穿越段自然概况1气象条件I地貌地质描述1L3技术评估任务
11.4技术评估根据2第二章要紧方案3电力管道定向钻穿越**高速设计方案3管道定向钻穿越**高速施工方案3定向钻施工的优点3定向钻施工的缺点3定向钻施工4施工措施6第三章要紧危险、有害因素辨识与分析9要紧危险有害物质特性分析及分布9要紧物质特性错误!未定义书签要紧危险、有害物质的危险性等级错误!未定义书签公路路基沉降对管道的影响分析错误!未定义书签定向钻穿越施工过程中对公路及附属设施质量与安全的影响分析9工程失败9路面隆起、沉降与塌陷9路基、路面崩裂9344泥浆污染10成的公路路面沉降量应小于或者等于20mm”,故本穿越段沉降满足要求管道壁厚评估结论通过计算,本穿越段管道最小公称计算壁厚6为
6.01mm本穿越段管道的设计壁厚为
6.4mm大于最小公称计算壁厚,同时满足《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007第
7.
3.3条中规定的DN400〜450mm管道最小壁厚为
6.4mm的要求交通安全的评估结论根据本文第三章
3.4节的分析,定向钻施工过程中会对管道周围的土体产生扰动,从而引起公路路面有一定的变形一旦路面发生沉降、甚至塌孔的现象,事先乂未设置施工告示与采取限速等措施,将严重影响高速公路中行驶的车辆安全因此施工全过程应做好动态监测,密切注意,如有特殊立即停止施工,并分析原因,采取有效的补救措施及时处理通过采取补救措施,保护公路、公路附属设施质量,保障高速公路行车安全场地恢复根据《中华人民共与国公路法》等法律法规、技术标准、规范的要求,工程完成后,建设单位应当按照原有技术标准,或者者经协商按照规划标准修复公路1地貌恢复移除公路周围隔离物、场内外警示牌、标识牌;清理入土点与出土点作业场地的材料、设备及建筑垃圾;恢复原有地貌2公路、公路附属设施恢复清理或者挖除在公路红线内开设施工便道,恢复公路边坡、边沟、绿化与交安设施若公路路面出现沉降、路堤塌方等质量问题,建设单位应按照《公路工程技术标准》JTGB01-2003《公路路基设计规范》等有关技术标准、规范规定的要求修复公路与公路附属设施总体评价综上所述,本工程管道穿越**高速,事先向有关交通主管部门与公安交通管理部门提交有关申请材料,申请涉路施工行政许可,程序合法此外管道与公路的交叉角度、管道埋深、沉降量、管道壁厚等各项指标满足国家有关技术标准与规范的要求使用定向钻穿越法施工,减小了对公路、公路附属设施质量与安全的影响,方案选择合理
6.2建议1)为确保管道安全运行,设计时务必全面计算影响无套管管道的所有应力,包含环向应力与纵向应力管道的种类、壁厚选择需经设计单位、监理单位签认同意后方可实施2)建议施工过程中加强观测,制定并优化各类交通事件的处理预案,提高事件响应能力,保障长湘高速的运营安全3)施工过程中应加强现场管理,严格按照施工规程操作,确保长湘高速的运营安全4)施工完毕后应在穿越段两端设置标志牌及警示牌,并将管道具体坐标位置提供给**高速的运营管理部门备案裕实国际有限责任公司2017年9月11日
3.
4.5施工作业活动引起的交通事故10第四章穿越段对公路、公路附属设施质量与安全的技术评估11公路行政许可评估11有关条文11有关公路行政许可的检查与评估13交叉角度评估13有关条文13交叉角度检查与评估13侵入公路建筑界限评估14有关条文14侵入公路建筑界限检查与评估15管道埋深评估15有关条文15管道埋深检查与评估16沉降评估16管道壁厚评估17施工对公路交通安全的影响评估18场地恢复18总体评价19第五章建议计策措施20防工程失败的计策措施20选择适宜的钻机20加强导向孔的施工质量20操纵预扩孔的偏移与波浪20加强泥浆的流变性操纵21选择适宜的钻具,加强扩孔量的操纵,防止塌孔21妥善处理发送沟21加强设备的保护保养21防路面隆起、沉降与塌陷的计策措施22防路基、路面崩裂的计策措施22防泥浆污染的计策措施22防交通安全事故的计策措施22第六章结论与建议24结论24有关公路行政许可评估结论24交叉角度评估结论24侵入公路建筑界限评估结论24管道埋深评估结论24沉降评估结论24管道壁厚评估结论25交通安全的评估结论25场地恢复25总体评价25建议26第一章项目概况工程简介本工程为郑州经济技术开发区云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21A32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口(东向西)匝道定向钻施工,设计为架空10KV高压线路入地,使用16位顶管敷设,沿航海东路中北28米布置,使用定向钻施工工艺,保证高速道路通行不受施工的影响穿越段自然概况气象条件郑州市属北温带大陆性季风气候,冷暖气团交替频繁,春夏秋冬四季分明冬季漫长而干冷,雨雪稀少;春季干燥少雨多春旱,冷暖多变大风多;夏季比较炎热,降水高度集中;秋季气候凉爽,时间短促全年平均气温
15.6℃;8月份最热,月平均气温
25.9℃;1月份最冷,月平均气温
2.15℃全年平均降雨量
542.15毫米,无霜期209天全年日照时间约
1869.7小时地貌描述开发区属黄河冲积区,地势平坦,相对高度通常为5T0米,多为沙荒地与薄产田区内村庄稀少,人口密度低(237人/平方公里)开发区属季风性气候冬季主导风为东北风与西北风,夏季为南风全年静风频率为15机冬季平均室外风速为
2.8米/秒地震设防烈度为7度技术评估任务《中华人民共与国公路法》第四十五条规定“跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或者者架设、埋设管线等设施的与在公路用地范围内架设、埋设管线、电缆等设施的应当事先经有关交通主管部门同意”因此涉路工程行政许但是交通主管部门的法定职责成品油管道定向穿越长湘高速属于涉路工程的范畴,对其进行安全评估能够从源头上减少其对公路结构与交通安全的影响,为公众出行、公共安全提供保障本项目将根据业主提供的《云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21#-32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口(东向西)匝道定向钻施工线路施工图》设计文件,站在公正、客观、科学的立场上,参照“安全、经济”的原则分析该工程对京港澳高速及其附属设施质量与安全的影响进行技术评估本管道穿越段同时穿过京港澳高速公路,故本报告要紧对高速公路的影响进行技术评估,具体内容如下1)云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21#-32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口(东向西)匝道定向钻施工对高速公路及其附属设施的质量与安全进行技术评估2)结合建设条件对管道穿越段设计与施工方案的合理性进行审核并提出咨询意见通过论证该穿越管道的施工、运行过程中在安全方面的可行性给出技术评估结论保障管道的安全安装,保护公路及其附属设施的质量,保障公共交通安全,为公路管理部门实施监察、管理提供根据
1.4技术评估根据1)《中华人民共与国公路法》(2009年主席令第18号修正)2)《中华人民共与国公路管理条例》(2008年国务院令第543号)3)《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)4)《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)5)《公路项目安全性分析指南》(JTG/TB05-2004)6)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)7)《关于处理石油管道与天然气管道与公路相互关系的若干规定(试行)》([78]交公路字698号)8)《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》(SY/T()032—2000)9)《管道穿越工程施工及验收规范》(SY/T4079—95)第二章要紧方案电力管道定向钻穿越京港澳高速设计方案管道定向钻穿越京港澳高速施工方案定向钻施工的优点1)定向钻穿越施工具有不可能阻碍交通,不可能破坏绿地,植被,不可能影响居民的正常生活与工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通,环境,周边建筑物基础的破坏与不良影响2)现代化的穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向与埋深,管线弧形敷设距离长,完全能够满足设计要求埋深,同时能够使管线绕过地下的障碍物3)本穿越段管道在路面的覆盖厚度约为10m因此使用水平定向钻机穿越,对周围环境没有影响,不破坏地貌与环境,习惯环保的各项要求4)使用水平定向钻机穿越施工时,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点5)与其它施工方法比较,进出场地速度快,施工场地能够灵活调整,特别在城市施工时能够充分显示出其优越性,同时施工占地少工程造价低,施工速度快222定向钻施工的缺点定向钻施工是一项新的生产工艺技术,目前我国尚无统一的技术标准与施工验收规范1)施工结束,产品管与回扩孔之间的空隙处理,不能像开槽埋管的施工方法回填密实,关于横穿道路的管线部位,孔内泥浆固结后,道路可能出现微量下沉2)由于非开挖法施工铺设的管道高程近似倒置曲线,雨污水管道内淤积污物清洗不便3)当施工现场有干扰时,如无线电发射台、输电线路、变压器等将影响手持式跟踪仪的测量精度223定向钻施工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,在穿越轴线的不一致位置测取,且每个位置至少测四次,进行对比,并做好记录,取其有效值的平均值作为控向LineAz值3)泥浆配制由于穿越通过地层要紧是粉质粘土、砂卵石层、砾岩及砂岩,软硬变化复杂,对泥浆的要求比较高,为克服应付这种不利因素,将采取下列措施⑴水源采取就近取水,用水泵输送至水罐内,在水罐中沉淀、过滤后配浆⑵按照实验室确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出符合要求的泥浆⑶为了确保泥浆的性能,使膨润土有足够的水化时间,增加泥浆储存罐与泥浆快速水化装⑷泥浆的回收利用钻机场地与管线组装场地各有一个泥浆收集池,泥浆通过泥浆池收集,再通过泥浆回收系统回收再使用⑸泥浆在各个阶段所起的作用如下
①钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥砂携带出孔外,同时维持孔壁的稳固,减少推进阻力,降低钻头的温度;
②预扩孔阶段要求泥浆具有很好的携带能力,护壁效果,防止地层坍塌;
③扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的润滑、护壁、携砂能力,减少摩阻与扭矩4)钻机试钻开钻前做好钻机的安装与调试等一切准备工作,确定系统运转正常严格按照设计图纸与施工验收规范进行试钻,当钻进1〜2根钻杆后,检查各部位运行情况,如各类参数正常即可正常钻进5钻导向孔姓名资质证书编号从业登记号签名项目负责人评估构成员报告编制人报告审核人过程操纵负责人技术负责人。
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