定向鉆穿越施工中卵礫石層的處理

1、<p>　　定向鉆穿越施工中卵礫石層的處理</p><p>　　摘要：隨著水平定向鉆穿越施工技術(shù)的不斷發(fā)展，卵礫石層穿越已不在是水平定向鉆穿越難以逾越的禁區(qū)，如何在穿越施工中更好的隔離卵礫石層已成為定向鉆穿越行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)話題?，F(xiàn)以河咀湟水河穿越工程為例，淺談水平定向鉆穿越施工中卵礫石層的隔離處理措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：定向鉆 卵礫石 正向洗孔 大高差 </p&

2、gt;<p>　　隨著建設(shè)線路的不斷優(yōu)化，環(huán)境保護(hù)和水土保持力度的不斷加大，傳統(tǒng)的開挖方式越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需求，而水平定向鉆非開挖施工技術(shù)作為一種新型的地下管道施工技術(shù)，最近十年中在我國(guó)得到了迅猛的發(fā)展，非開挖領(lǐng)域的不斷拓展也使得非開挖技術(shù)不斷發(fā)展，同時(shí)也帶來了更多的難題需要攻克，其中，卵礫石層隔離就是定向鉆穿越施工的一大難題。一般卵礫石層分布在定向鉆穿越曲線的一端或兩端（目前還沒有在中間段穿越卵礫石施工的案例），

3、處理方法主要有土體改良、夯套管隔離、頂管隔離、大開挖隔離這四種施工方法。下面我以澀寧蘭輸氣管道復(fù)線工程河咀湟水河穿越施工為例，淺談一下大開挖隔離卵礫石。 </p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　本工程設(shè)計(jì)為水平定向鉆穿越工程，水平穿越長(zhǎng)度468.7m，入土角12°，出土角8°，入土側(cè)地面標(biāo)高比出土側(cè)地面標(biāo)高高13m

4、，定向鉆穿越為一孔雙拖兩條管線，主管線為Φ660×11.9mm，光纜套管為Φ114×4.5mm，穿越最低點(diǎn)管底標(biāo)高距河床最低處標(biāo)高差8.4m。 </p><p><b>　　二、工程地質(zhì)情況 </b></p><p>　　穿越斷面揭示的地層巖性主要為第四系沖洪積卵石、粉土，以及下伏基巖白堊系（K1）泥巖。卵石層中卵石含量約在70%，飄石含量約在10

5、%，卵石粒徑多在4～10cm之間，少量達(dá)14cm以上。漂石粒徑多在30cm左右。卵石、漂石之間多充填中、細(xì)砂和圓礫，約占20%。泥巖主要是強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化兩種，其中強(qiáng)風(fēng)化泥巖局部呈土狀，風(fēng)化裂隙發(fā)育，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖芯采取率小于30%，利用RQD判斷巖石質(zhì)量屬于極差的。中風(fēng)化泥巖泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，礦物成分主要為粘土礦物、石英等，巖芯以柱狀為主，巖芯采取率一般在70%～85%間，利用RQD判斷巖石質(zhì)量屬于較好的。 </p><p&g

6、t;　　定向鉆在兩岸出、入土點(diǎn)附近穿越卵石層，施工前需將卵石進(jìn)行大開挖隔離處理，其中入土端開挖深度約5m，出土端開挖約7m。 </p><p>　　三、施工中采用的主要技術(shù)措施 </p><p>　　3.1本工程在入出土側(cè)各需挖一個(gè)深5m和7m的施工作業(yè)坑，基坑采用放坡開挖的方式，坡度比為1：1，在基坑最深處挖出一個(gè)施工作業(yè)平臺(tái)，長(zhǎng)×寬=20m×10m，在基坑兩側(cè)及前面

7、用砂袋護(hù)坡隔離卵石，開挖時(shí)卵石的堆放應(yīng)距坑邊不少于2m，在入土側(cè)基坑作業(yè)平臺(tái)上挖一個(gè)30cm的臺(tái)階以方便鉆頭入土?；觾?nèi)采用水泵連續(xù)排水，以方便施工和避免積水造成基坑塌方。 </p><p><b>　　3.2導(dǎo)向孔施工 </b></p><p>　　本次施工采用德國(guó)海瑞克HK-100C鉆機(jī)，控向系統(tǒng)采用tensor公司生產(chǎn)的MGS有線控向系統(tǒng)，為確保鉆頭在出土側(cè)基坑

8、指定位置出土，在地面上需布置人工磁場(chǎng)對(duì)鉆頭位置進(jìn)行校驗(yàn)。人工磁場(chǎng)的拐點(diǎn)樁需用全站儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量至少要兩邊以上，以確保拐點(diǎn)樁數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，拐點(diǎn)樁之間的磁場(chǎng)線應(yīng)抻緊拉直，直流電源應(yīng)能提供足夠、穩(wěn)定的電流。 </p><p>　　卵礫石層隔離后，穿越剩余地層均為泥巖層，導(dǎo)向孔鉆進(jìn)需使用泥漿馬達(dá)，在使用泥漿馬達(dá)鉆進(jìn)的過程中，探頭傳遞回來的數(shù)據(jù)具有一定的滯后行，要求在鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意地層變化及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)方法，以確保鉆進(jìn)曲線

9、的平滑。施工中使用637巖石鉆頭，S-135鉆桿，泥漿排量控制在1.1～1.3m?/min，泥漿壓力在2～5MPa，由于是泥巖地層，泥漿粘度在50s左右，返出的泥漿用泵及時(shí)抽出排凈，保證基坑清潔避免泥漿循環(huán)將卵石帶入洞內(nèi)。 </p><p><b>　　3.2預(yù)擴(kuò)孔 </b></p><p>　　穿越出兩側(cè)開挖的卵礫石層外，其余均為泥巖層，地層差別不大，并且?guī)r石硬度較

10、低，本次擴(kuò)孔采用一次性巖石擴(kuò)孔器進(jìn)行四級(jí)擴(kuò)孔，分別為20″、26″、32″和38″。由于入出土點(diǎn)本身有13m的高差，加之開挖造成的2m高差，導(dǎo)致兩側(cè)實(shí)際存在15m的高差，這就造成入土側(cè)約有72m的孔洞內(nèi)沒有泥漿，這給施工造成了很大的難度，也增加了施工的風(fēng)險(xiǎn)性。 </p><p>　　施工中出20″擴(kuò)孔一次擴(kuò)出外，其他三級(jí)擴(kuò)孔均在距入土側(cè)150～200m位置處扭矩增大，擴(kuò)孔速度十分緩慢，無法正常擴(kuò)孔，鑒于這種情況，

11、采用在入土側(cè)安裝一個(gè)小級(jí)別桶式擴(kuò)孔器進(jìn)行正向洗孔，使孔內(nèi)通暢，減少孔內(nèi)鉆屑堆積，順利完成剩余三級(jí)擴(kuò)孔。擴(kuò)孔中由于泥漿均由出土側(cè)返出，為避免鉆屑在出土側(cè)洞口附近堆積，在出土側(cè)利用污水泵及時(shí)將返出的泥漿和攜帶的鉆屑清理干凈。 </p><p>　　擴(kuò)孔完成后，用36″桶式擴(kuò)孔器進(jìn)行洗孔，保證孔內(nèi)通暢，鉆屑攜帶干凈。 </p><p><b>　　3.3管線回拖 </b>&

12、lt;/p><p>　　回拖前，將管線前100m擺放至穿越中心線位置上，保證管線入洞不產(chǎn)生夾角，減小回拖拉力。回拖管線受場(chǎng)地條件限制無發(fā)挖發(fā)送溝，回拖管線只能采用墊土堆的方式進(jìn)行回拖，為保護(hù)管線防腐層和減小回拖阻力，施工人員在土堆上墊草袋、涂黃油，由于措施得當(dāng)，僅用6小時(shí)就完成管線的回拖。 </p><p>　　本次大開挖墊沙袋隔離卵礫石層施工，隔離效果良好，施工成本低，為以后的淺層卵礫石隔離