黃土山區(qū)單邊定向鉆斜井穿越技術(shù)探討

精品文檔-下載后可編輯黃土山區(qū)單邊定向鉆斜井穿越技術(shù)探討【摘要】單邊定向鉆充分利用了中小型定向鉆機體積小、鉆桿短、操作靈活、便于控向的特點，同時中小型定向鉆機轉(zhuǎn)場方便、費用低、周期短、便于短距離內(nèi)實施多次施工。單邊定向鉆適用坡度范圍大，坡度控制難度小，施工的泥漿量少，具有施工靈活、工期短、破壞地貌小、質(zhì)量好、施工安全性高的優(yōu)點。

【關(guān)鍵詞】定向鉆;費用;周期;質(zhì)量;安全性

0.前言

在黃土高原山區(qū)地段，溝谷發(fā)育，沖溝尤為險峻，兩側(cè)皆為60~80°懸崖陡坎，垂直高差一般為15～100m，部分陡崖高差達120m以上，該地形給管線土石方工程帶來極大困難。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對黃土山區(qū)部分管線的極陡坡地段采取單邊定向鉆施工工藝，取得了良好的效果。

1.工作原理

傳統(tǒng)定向鉆曲線一般為U形，包括入土段、水平和出土段，而單邊定向鉆只進行沖溝單側(cè)的鉆孔，通過兩次或多次鉆孔來完成一個沖溝的穿越，不進行管線回拖作業(yè)。

單邊定向鉆施工采用中小型定向鉆機，在穿越導向孔完成后，在孔洞底部開挖操作坑，連接擴孔器，進行擴孔作業(yè)?？锥捶弦蠛螅玫踯?、挖掘機、卷揚機等配合將管道發(fā)送進入斜井內(nèi)，兩側(cè)進行連頭作業(yè)。單邊定向鉆適用于單次穿越長度30m～250m之間，角度20～45°的大型黃土沖溝地段管線施工，適用范圍廣泛。

2.施工程序及要點

2.1施工工藝流程

2.2施工準備及要求

(1)平整、夯實施工場地，保證鉆機地基有足夠承載力。做好施工區(qū)域內(nèi)排水，對陡坡邊坡做防護措施，以防發(fā)生塌方、滑坡事故。

(2)由于黃土山區(qū)水源稀缺，工程用水均須外運供水。在穿越陡坎的坡腳、中部和坡頂設(shè)蓄水池，運水車運水到現(xiàn)場后，將水放入坡地底蓄水池，采用抽水泵及聚乙烯管將水送至坡頂蓄水池，以備鉆機擴孔所需泥漿用水和穿越管段的試壓用水。

(3)施工過程中，謹慎處理控向數(shù)據(jù)，并適當控制鉆進速度，保證導向孔光滑，保證入土角與設(shè)計一致，出土點覆土深度2.5米。

2.3測量放線

根據(jù)圖紙坐標測量放線，放出鉆孔中軸線、鉆機場地控制線及設(shè)備擺放位置線，確保鉆機中心線與入土點、出土點成一條直線。

2.4掃線、開挖蓄水池和泥漿池

清除施工場地上障礙物，修整、夯實地面，根據(jù)現(xiàn)場地形開挖蓄水池和泥漿池。

2.5鉆機就位

(1)配套設(shè)備就位：將鉆機及附屬配套設(shè)備安放在預定位置，進行系統(tǒng)連接、試運轉(zhuǎn)，保證設(shè)備正常工作。

(2)測量控向參數(shù)：導向時在地表用月蝕控向儀（接收機）對鉆頭進行監(jiān)測，實時跟蹤測量傾角，根據(jù)實際情況測量方位角、深度，并進行糾偏，以確保導向孔按軌跡進行。使出土位置偏差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，并做好記錄。

2.6配置泥漿

按管徑大小、設(shè)計要求及地質(zhì)情況預設(shè)配制方案，確定正確的混合次序，按不同的地層用清潔的淡水配制出符合要求的泥漿，并每兩小時檢測一次泥漿性能參數(shù)。

2.7導向鉆孔及擴孔

2.7.1鉆機試鉆

各系統(tǒng)就位后試轉(zhuǎn)，鉆進1―2根鉆桿后檢測各部位運行情況。

2.7.2鉆導向孔

按設(shè)計圖紙鉆導向孔，開鉆前仔細分析地質(zhì)資料，確定控向方案，隨時對照地質(zhì)資料及儀表參數(shù)分析成孔情況，謹慎處理控向數(shù)據(jù)，并適當控制鉆進速度，保證導向孔光滑。

2.7.3預擴孔

導向孔完成，裝上擴孔器進行預擴孔，按照不同管線規(guī)格確定需擴孔次數(shù)。孔徑一般大于主管線直徑300～500mm，便于管線穿洞。

在最后一級擴孔后，用鉆機鉆桿將管段安裝牽引用鋼絲繩拖至鉆孔內(nèi)，出、入土點兩端各各伸出20m。

2.8拆卸鉆機并將泥漿外運

擴孔完畢后，拆除鉆機及相關(guān)裝置，將泥漿運至相關(guān)部門指定位置，以免污染農(nóng)田。

2.9管段預制

管段預制和鉆機鉆、擴孔同時進行，在鉆機拆除時完成管段預制。對預制場地進行修整后，視管線長度分段預制，以D711管線為例，一般預制長度在24m~36m為宜。

2.9.1錐形封頭安裝

在第一根下管的管頭上焊接帶牽引鼻孔的橢圓形封頭，且封頭與管端連接處采用聚乙烯熱收縮套保護，防止管口對孔壁的劃損以及下管時泥土進入管內(nèi)。

2.9.2管道包裹保護及光纜套管固定

在管線焊口位置補口帶之前加設(shè)1條熱收縮帶作為犧牲帶，補口帶與犧牲帶接口位置相互錯開；穿越管段外纏5mm厚橡膠板，外面包裹竹片，均用鐵絲捆扎結(jié)實，以保護管道，方便溜管。

光纜套管與管道同溝敷設(shè)，為穩(wěn)固光纜套管沿管線每5m，設(shè)管卡一對。

2.10預制管段就位連頭

采用吊車、挖掘機、卷揚機、地錨配合運管、管道就位安裝，各管段在下管過程中連頭貫通。

2.10.1就位場地平整及地錨、卷揚機安裝就位

施工前，平整入口處就位安裝場地，設(shè)置就位袋裝土支墩，地錨、卷揚機按預定位置就位。

2.10.2預制管段就位、安裝

第一節(jié)預制管段在就位場地預制，擺放位置與洞口角度一致，其余幾段在預制場地提前預制，管段就位采用2臺吊車、2臺挖掘機、2臺卷揚機通過吊帶、管卡、鋼絲繩等固定管段配合吊裝就位。

第一節(jié)管段預制完成后，將鉆孔內(nèi)的牽引用鋼絲繩固定到第一節(jié)預制管段橢圓封頭牽引鼻孔上，挖掘機、卷揚機配合將預制管段牽引至預定位置后，用地錨鎖緊管段，以防管段由重力產(chǎn)生下遛；用吊車將第二節(jié)預制管段吊裝至就位安裝位置后，并配合預制管段組對、焊接，由卷揚機1拉緊第二節(jié)管段，以防管段下滑。焊口探傷合格后，進行防腐補口、包裹保護。再由挖掘機、卷揚機配合將管段牽引至預定位置，依次安裝第三、四節(jié)管段，至完成穿越管段安裝就位，穿越管段安裝就位后進行縱向彎頭的安裝，要求無損檢測100%射線、超聲波探傷。

2.11穿越管段單體試壓

預制管段穿越完成后應進行單獨試壓。

2.12連頭、孔洞回填及封堵

試壓合格后，單邊鉆兩端連頭作業(yè)。將孔洞下口用3：7灰土分層夯實封堵，夯實系數(shù)應不小于0.9；然后從孔洞上口灌注稠