1、工程簡(jiǎn)介

棘洪灘水庫(kù)向膠州調(diào)水二期工程穿越大沽河工程，本工程是穿越與兩岸配水管網(wǎng)連接管。本工程管道穿越長(zhǎng)度1073m，大沽河寬度防洪堤之間為大沽河863米左右，新建穿越大沽河管線(xiàn)水平距離1073m，定向鉆穿越段實(shí)際長(zhǎng)度1073m，新建管道規(guī)格為L(zhǎng)450(X65)D1020×20螺旋（直）縫埋弧焊鋼管，設(shè)計(jì)壓力1.0MPa。

大沽河管段起點(diǎn)為東側(cè)防洪提東的農(nóng)田，距防洪堤?hào)|側(cè)大約160米，終點(diǎn)為大沽河西側(cè)約90米,河道中間穿越***深點(diǎn)大約在-35米。

根據(jù)大沽河的實(shí)際水面深度和標(biāo)高，擬定穿越大沽河入土角為9°00′，出土角為8.°30′。

業(yè)主方、建設(shè)方: 青島自來(lái)水公司。

施工單位：江蘇鉆神建設(shè)工程有限公司

工程特點(diǎn)

定向鉆穿越工段設(shè)計(jì)穿越地層主要是砂質(zhì)巖土，穿越孔洞易縮孔、塌孔，擴(kuò)孔及回拖施工風(fēng)險(xiǎn)大，尤其長(zhǎng)距離施工容易導(dǎo)向抱鉆，回?cái)U(kuò)卡鉆，回拖抱管等。施工須短時(shí)間響應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。

定向鉆穿越工段穿越施工區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，管線(xiàn)預(yù)制場(chǎng)地多林地、溝渠等，征地協(xié)調(diào)難度較大，同時(shí)選取出入土點(diǎn)均距離防洪提較近，穿越深度無(wú)法避免泥漿跑冒，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，又由于地下管線(xiàn)多，定向鉆出土側(cè)提前出土，得考慮***三根鉆桿大角度頂出。

項(xiàng)目難點(diǎn)：本次定向鉆穿越施工在中風(fēng)化巖石層中穿過(guò)：中風(fēng)化巖石堅(jiān)硬，充填中粗砂，呈中密狀態(tài)。該層夾有部分圓礫層含圓礫約占20%~30%，一般粒徑5—20mm，***粒徑200mm，圓形~亞圓形，堅(jiān)硬，充填中粗砂，呈中密狀態(tài)。該層全區(qū)均有揭露未穿透，***控制深度35.0米。穿越大沽河，大沽河深度4米，落差5米，河底深度5米，穿越深度34.5米。長(zhǎng)距離施工穿越中風(fēng)化層，巖硝不易攜帶，在粉質(zhì)黏土與巖石層交接處容易造成臺(tái)階，且青島膠州地區(qū)水質(zhì)為咸水，施工效率低，施工成本高。

2、地理位置及交通

施工位置位于膠州市李哥莊鎮(zhèn)姜新村，交通狀況較好。

圖1：膠州市李哥莊鎮(zhèn)姜新村大沽河段鳥(niǎo)瞰圖

3、施工設(shè)備：

水平定向鉆機(jī)：徐工機(jī)械 XG4000-A型鉆機(jī)

圖2：徐工機(jī)械 XG4000-A型鉆機(jī)

4、施工難點(diǎn)及解決措施

施工難點(diǎn): 穿越大沽河鉆機(jī)導(dǎo)向、擴(kuò)孔、清孔、拉管技術(shù)難點(diǎn)探討如下：

一、卡鉆：卡鉆是擴(kuò)孔中常見(jiàn)技術(shù)的難點(diǎn)，遇到卡鉆，分析判明原因后處理。

1、由于本次導(dǎo)向在中風(fēng)化巖石層中，并夾有部分卵石層，所以導(dǎo)向馬達(dá)不易控制，易跑偏，司鉆手應(yīng)該時(shí)刻控制，導(dǎo)向手要提前做備案。

2、大直徑鉆頭擴(kuò)孔，遇到硬卵石層，造成頻繁卡鉆，放慢擴(kuò)孔速度，加大泥漿量，有時(shí)回拖一根鉆桿，需要2小時(shí)。 

二、修孔：由于地層軟硬不均，擴(kuò)孔過(guò)程中，擴(kuò)孔器在軟地層下切量大，在硬地層下切量小，容易出現(xiàn)臺(tái)階，當(dāng)孔徑擴(kuò)至600mm后，進(jìn)行測(cè)孔作業(yè)，如果存在臺(tái)階孔的現(xiàn)象，采取修孔措施，保證回拖前孔的平滑。 

三、抱鉆桿：施工過(guò)程中，如果出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的停工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等情況，鉆桿在洞內(nèi)有可能被抱住。萬(wàn)一出現(xiàn)這種情況，采用鉆桿套洗工藝來(lái)解決。

四、冒漿：采取起鉆的方式，邊起鉆邊小排量注漿，一方面保證孔壁的完好，另一方面通過(guò)起鉆使孔壁更加通暢，保證孔內(nèi)向外反漿良好，從而減小孔內(nèi)的壓力，達(dá)到防止冒漿的效果。

五、管道回拖：一切準(zhǔn)備就緒后，開(kāi)始正式回拖，回拖時(shí)應(yīng)盡量減少管線(xiàn)在孔內(nèi)完全靜止的時(shí)間。

六、 在回拖過(guò)程中出現(xiàn)阻力大的時(shí)候，采取以下措施：

（1）采用推管機(jī)在回拖管洞口的30米處助力向前推，推力300t；

圖3：鉆通機(jī)械推管機(jī) ZT5000型推管機(jī)（底座）

圖4：鉆通機(jī)械推管機(jī) ZT5000型推管機(jī)（主機(jī)）

七、施工成本提高：由于鹽堿水質(zhì)的影響，在卵石層中經(jīng)?？ㄣ@、施工成本大幅增加：

1、配用抗鹽堿澎潤(rùn)土；

2、使用鉆機(jī)拉滑輪組進(jìn)行拔鉆桿；

3、增加施工設(shè)備及施工人員等相關(guān)輔助施工條件。

八、施工過(guò)程 ：

圖5：導(dǎo)向施工中（使用美國(guó)雪威地磁導(dǎo)向儀）

圖6：擴(kuò)孔施工中1

圖7：擴(kuò)孔施工中                                                

圖8：洗孔打撈施工中                                               

圖九：二接一焊接中1

圖10：焊接2

圖11：拖管施工1

圖12：拖管施工2

圖13：回拖連接

5、技術(shù)保障

1、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防：無(wú)縫銜接工序,盡量縮短施工周期； 

2、導(dǎo)向難題: 穿越在中風(fēng)化巖石層和卵石層，導(dǎo)向鉆頭不易受控制、容易發(fā)生卡鉆。

3、八級(jí)擴(kuò)孔：467mm、610mm、762mm、914mm、1050mm、1170mm、1300mm、1420m）8級(jí)擴(kuò)孔； 

4、拉  管：使用（1250mm）桶式擴(kuò)孔器回拖。 

6、施工過(guò)程

導(dǎo)向：歷時(shí)20天，導(dǎo)向速度為1根/30-55min，泥漿排量為1250L/min，扭矩10-15Mpa，推 拉 力：3-5Mpa； 

擴(kuò)孔： 467mm  3牙輪擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/20-80min，泥漿排量1000L/min，扭矩10-18Mpa，拉力5Mpa；歷時(shí)8天； 

二級(jí)擴(kuò)孔： 610mm  滾刀式擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/20-40min，泥漿排量1000L/min，扭矩10-18Mpa，拉力6Mpa；歷時(shí)5天； 

三級(jí)擴(kuò)孔： 764mm  滾刀式擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/25-40min，泥漿排量1200L/min，扭矩13-18Mpa,拉力6Mpa；歷時(shí)6天； 

四級(jí)擴(kuò)孔：914mm） 滾刀式擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/25-80min,泥漿排量1200LL/min,扭矩15-19Mpa,拉力6Mpa；歷時(shí)8天； 

五級(jí)擴(kuò)孔；1050mm牙輪式擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/25-90min,泥漿排量1200L/min,扭矩15-18Mpa,拉力6Mpa；歷時(shí)9天

六級(jí)擴(kuò)孔；1170mm牙輪式擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/25-80min,泥漿排量1500L/min,扭矩10-18Mpa,拉力6Mpa；歷時(shí)14天；

七級(jí)擴(kuò)孔；1300mm牙輪式擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/25-90min,泥漿排量1500L/min,扭矩15-18Mpa,拉力6Mpa；歷時(shí)13天；

八級(jí)擴(kuò)孔；1420mm牙輪式擴(kuò)孔器，巖石層1根鉆桿/25-90min,泥漿排量1500L/min,扭矩10-18Mpa,拉力6Mpa；歷時(shí)8天；

其中1050mm  1170mm  1300mm 清孔各一次 1420mm打撈2次清孔3次

回拖采用1250 mm桶式擴(kuò)孔器進(jìn)行回拖，

啟動(dòng)回拖力20Mpa，扭矩12Mpa,回拖速度5m/min，泥漿排量1300L/Min，回拖過(guò)程中回拖力及扭矩分別保持在12-17Mpa和8-12Mpa之間 。2017年2月23日晚上7點(diǎn)-24日晚上6：58左右拉管成功，歷時(shí)25多個(gè)小時(shí)（其中二接一停等8小時(shí)）。

圖14：托管成功1

7、輔助泥漿

膨潤(rùn)土用量：800噸；

泥漿配比：4%普通膨潤(rùn)土、0.15%抗鹽増粘劑、0.15%潤(rùn)滑劑；

泥漿參數(shù)：馬氏漏斗粘度70S-100S，表觀(guān)粘度26mpa.s,塑性粘度12mpa.s，動(dòng)切力8pa。

8、工程總結(jié)

此次穿越成功，提醒我們?cè)诤恿鞯纳邦?lèi)土、碎石類(lèi)、淤泥層、巖石層等復(fù)雜地形施工過(guò)程中泥漿的使用很重要，這類(lèi)復(fù)雜地層可增加擴(kuò)孔次數(shù)，而且施工的連續(xù)性尤為重要；長(zhǎng)距離工況鉆孔軌跡與管道軸線(xiàn)存在夾角，并由于建筑工地內(nèi)部不能挖發(fā)送溝停吊車(chē)故采用墊放滑輪，地型高程落差大全程發(fā)送溝挖不了，且為防止管道外防腐被劃傷故租用10臺(tái)85噸吊車(chē)，10臺(tái)350大挖懸浮。此是有效解決入孔困難和減輕管體重量的有效方法。