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)內的熱點話題?，F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>　　關鍵詞：定向鉆 卵礫石 正向洗孔 大高差 </p&

2、gt;<p>　　隨著建設線路的不斷優(yōu)化，環(huán)境保護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現代化建設的需求，而水平定向鉆非開挖施工技術作為一種新型的地下管道施工技術，最近十年中在我國得到了迅猛的發(fā)展，非開挖領域的不斷拓展也使得非開挖技術不斷發(fā)展，同時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>　　本工程設計為水平定向鉆穿越工程，水平穿越長度468.7m，入土角12°，出土角8°，入土側地面標高比出土側地面標高高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，穿越最低點管底標高距河床最低處標高差8.4m。 </p><p><b>　　二、工程地質情況 </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14cm以上。漂石粒徑多在30cm左右。卵石、漂石之間多充填中、細砂和圓礫，約占20%。泥巖主要是強風化和中風化兩種，其中強風化泥巖局部呈土狀，風化裂隙發(fā)育，泥質結構，巖芯采取率小于30%，利用RQD判斷巖石質量屬于極差的。中風化泥巖泥質結構，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判斷巖石質量屬于較好的。 </p><p&g

6、t;　　定向鉆在兩岸出、入土點附近穿越卵石層，施工前需將卵石進行大開挖隔離處理，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措施 </p><p>　　3.1本工程在入出土側各需挖一個深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施工作業(yè)平臺，長×寬=20m×10m，在基坑兩側及前面

7、用砂袋護坡隔離卵石，開挖時卵石的堆放應距坑邊不少于2m，在入土側基坑作業(yè)平臺上挖一個30cm的臺階以方便鉆頭入土?；觾炔捎盟眠B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導向孔施工 </b></p><p>　　本次施工采用德國海瑞克HK-100C鉆機，控向系統(tǒng)采用tensor公司生產的MGS有線控向系統(tǒng)，為確保鉆頭在出土側基坑

8、指定位置出土，在地面上需布置人工磁場對鉆頭位置進行校驗。人工磁場的拐點樁需用全站儀進行測量，測量至少要兩邊以上，以確保拐點樁數據的準確，拐點樁之間的磁場線應抻緊拉直，直流電源應能提供足夠、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，導向孔鉆進需使用泥漿馬達，在使用泥漿馬達鉆進的過程中，探頭傳遞回來的數據具有一定的滯后行，要求在鉆進時應時刻注意地層變化及時調整鉆進方法，以確保鉆進曲線

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抽出排凈，保證基坑清潔避免泥漿循環(huán)將卵石帶入洞內。 </p><p><b>　　3.2預擴孔 </b></p><p>　　穿越出兩側開挖的卵礫石層外，其余均為泥巖層，地層差別不大，并且?guī)r石硬度較

10、低，本次擴孔采用一次性巖石擴孔器進行四級擴孔，分別為20″、26″、32″和38″。由于入出土點本身有13m的高差，加之開挖造成的2m高差，導致兩側實際存在15m的高差，這就造成入土側約有72m的孔洞內沒有泥漿，這給施工造成了很大的難度，也增加了施工的風險性。 </p><p>　　施工中出20″擴孔一次擴出外，其他三級擴孔均在距入土側150～200m位置處扭矩增大，擴孔速度十分緩慢，無法正常擴孔，鑒于這種情況，

11、采用在入土側安裝一個小級別桶式擴孔器進行正向洗孔，使孔內通暢，減少孔內鉆屑堆積，順利完成剩余三級擴孔。擴孔中由于泥漿均由出土側返出，為避免鉆屑在出土側洞口附近堆積，在出土側利用污水泵及時將返出的泥漿和攜帶的鉆屑清理干凈。 </p><p>　　擴孔完成后，用36″桶式擴孔器進行洗孔，保證孔內通暢，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，保證管線入洞不產生夾角，減小回拖拉力。回拖管線受場地條件限制無發(fā)挖發(fā)送溝，回拖管線只能采用墊土堆的方式進行回拖，為保護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，僅用6小時就完成管線的回拖。 </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