水平定向鉆在黃驊港擴容翻車機房管網工程中的應用

康正斌,孫　杰（中交一航局第四工程有限公司,天津300456）

水平定向鉆在黃驊港擴容翻車機房管網工程中的應用

康正斌,孫杰
（中交一航局第四工程有限公司,天津300456）

本文主要介紹了水平定向鉆進管線鋪設技術，并以工程實例說明了通過應用水平定向鉆穿越鐵路施工的優越性，解決了常規施工無法解決的困難。

非開挖；水平定向鉆；穿越；管線鋪設

1　引文

水平定向鉆進管線鋪設施工技術是將石油工業的定向鉆進技術和傳統的管線施工方法結合在一起的一項施工新技術，它具有施工工期短、施工精度高、成本低、對地表環境破壞小等優點，廣泛應用于穿越河流、水渠、街道、高速公路、鐵路、建筑群等的管線鋪設。

鉆機根據工作位置分為兩類：地表始鉆式和坑內始鉆式，本文重點介紹應用于黃驊港擴容翻車機房區土建、道路及綜合管網工程中的地表始鉆式鉆機。

水平定向鉆進管線鋪設施工共分三個階段：第一階段是按照設計曲線盡可能準確的鉆一個導向孔；第二階段是將導向孔進行擴孔；第三階段是回拉鋪管，完成管線穿越工作。

2　工程實例

2.1工程概況

水平定向鉆穿越工程位于黃驊港擴容翻車機房西側，該工程為一條Φ50PE管穿越，共穿越四條鐵路，穿越長度約為92m，最大穿越深度為自然地面以下3.92m；鉆機入土點位于二期鐵路南側，出土點位于鐵路北側。該工程為小型穿越，定向鉆技術具有相對成本較低，工期短，不阻礙交通等優點。

本穿越工程采用CASE6030鉆機，該鉆機配有優良的導向設備，整機具有穩定性好、故障率低的特點。

2.2施工準備

測量放線結束后，采用管線探測儀對現場施工范圍內的地下已有管線進行細致的調查，并結合二期翻車機房的圖紙，查明管線位置、深度、管徑等，保證施工順利安全進行。

對鉆機施工場地進行平整(20m×30m)，保證設備通行及進出場地。同時，平整管子連接場地及堆放場地。PE管連接采用熱熔法，連接結束后進行水壓試驗，保證連接質量。

本工程第一造斜段曲率半徑R1＝1200×0.073＝87.6m，第二造斜段曲率半徑R2＝1200×0.05＝60m，鋪管深度h＝4m，則第一造斜段距離L1＝26.17m，第二造斜段距離L2＝21.54m。入土角α1＝17°22′，出土角α2＝21°2′。

根據入土點、入土角度并結合現場實際情況調整鉆機入土角為14°，使鉆機準確就位。鉆機設備、泥漿設備、固控設備安裝完成后，對設備進行調試、檢查、測試，確保設備安全運行。控向設備儀器安裝完成后，對其進行調試，確保導向孔的精度。

2.3施工工藝

2.3.1鉆進導向孔

鉆桿按設計的進入點以預先確定的14°角鉆入地層，在鉆進泥漿噴射鉆進的輔助作用下，鉆孔向前延伸。鉆進泥漿是一種由清水＋膨潤土＋處理劑＋少量聚合物的混合物，在鉆進過程中起著至關重要的作用：（1）護壁成孔；（2）減少管與孔壁的摩擦力；（3）保護鉆具。在鉆進過程中，監控和維持泥漿粘度、比重等技術參數是極其重要的，隨著鉆進導向孔的進行和孔內情況的改變，泥漿參數也在不斷變化。此次鉆進長度短，地層均勻，現場準備充分，鉆進曲線的實際位置與設計位置偏差在規范范圍之內（導向孔出口處左右1m，上下1m）。

2.3.2回拉鋪管

鉆進導向孔時采用的鉆桿直徑為73mm，而鋪設管線為Φ50，導向孔直徑是鋪設管線直徑的1.46倍，在規范的1.2～1.5之間，所以導向孔無需回擴，可直接回拉鋪管。回拖啟動后，操作需平穩、勻速(回拖中不能停留)，速度宜控制在0．08m/s。操作手時刻觀察回拖壓力變化，及時上報，并采取必要措施，使管子回拖成功。

2.4水壓實驗

管子回拖結束后，按照設計圖紙及規范要求進行水壓實驗，本工程給水管道工作壓力為0.6Mpa，試驗壓力為工作壓力的1.5倍，即0.9Mpa，穩壓1h后，壓力降小于0.05Mpa，降壓至管道工作壓力，無滲漏現象，管道施工符合要求。

2.5地形地貌的恢復

工作管回拖完畢后，清理現場并撤出所用施工設備，恢復場地的地形地貌。

3　總結

水平定向鉆施工技術適用于各種軟土以及硬巖，管道鋪設長度可達到1600m，管徑范圍在300～1300mm之間。該技術當前已經在不少工程中得到應用，取得了良好的施工效果，具有較強的現實推廣價值。

[1]閆相禎，丁鵬，楊秀娟.水平定向鉆技術在管道穿越工程中的應用研究[J].石油學報，2008(03):45-46.

[2]王洪培.水平定向鉆進管道鋪設技術在南水北調配套工程中的應用[J].水科學與工程技術，2014(10):67-68.

[3]賴國香.淺析水平定向鉆施工技術在市政排水管網工程中的應用[J].江西建材，2014(07):34-35.

康正斌（1982—），男，陜西榆林人，工程師，從事施工管理工作。