针对水平定向钻施工中穿越大厚度、大粒径卵石层这一技术难题,以洛阳-驻马店成品油管道黄河定向钻穿越工程为例,介绍了在厚度达38m,卵石粒径为80～250mm,卵石含量极高的卵石层中,采用水平定向钻机、顶套管机、大粒径卵石破碎器的联合施工工艺。建立了模拟套管顶进路径的数学模型,并拟出了套管在卵石层中的行进曲线,确定了顶管最佳入土角度,应用导向孔定位对接系统,成功完成了对大厚度、大粒径卵石层的穿越。针对套管的铁磁性影响周围地磁场,进而影响导向系统对钻头导向的问题,研制出导向孔对接定位系统。以普通顶管机及其相关施工工艺原理为基本设计依据,研制出专用于卵石层定向钻穿越的顶管钻机。洛阳-驻马店成品油管道黄河定向钻穿越工程的施工工艺,可为今后应用水平定向钻穿越卵石层施工提供借鉴。