精品文檔-下載后可編輯黃土山區單邊定向鉆斜井穿越技術探討【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場方便、費用低、周期短、便于短距離內實施多次施工。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、質量好、施工安全性高的優點。

【關鍵詞】定向鉆;費用;周期;質量;安全性

0.前言

在黃土高原山區地段，溝谷發育，沖溝尤為險峻，兩側皆為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。根據現場實際情況，對黃土山區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。

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。孔洞符合要求后，用吊車、挖掘機、卷揚機等配合將管道發送進入斜井內，兩側進行連頭作業。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。做好施工區域內排水，對陡坡邊坡做防護措施，以防發生塌方、滑坡事故。

(2)由于黃土山區水源稀缺，工程用水均須外運供水。在穿越陡坎的坡腳、中部和坡頂設蓄水池，運水車運水到現場后，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，謹慎處理控向數據，并適當控制鉆進速度，保證導向孔光滑，保證入土角與設計一致，出土點覆土深度2.5米。

2.3測量放線

根據圖紙坐標測量放線，放出鉆孔中軸線、鉆機場地控制線及設備擺放位置線，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，根據現場地形開挖蓄水池和泥漿池。

2.5鉆機就位

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

(2)測量控向參數：導向時在地表用月蝕控向儀（接收機）對鉆頭進行監測，實時跟蹤測量傾角，根據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范允許范圍內，并做好記錄。

2.6配置泥漿

按管徑大小、設計要求及地質情況預設配制方案，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。

2.7導向鉆孔及擴孔

2.7.1鉆機試鉆

各系統就位后試轉，鉆進1―2根鉆桿后檢測各部位運行情況。

2.7.2鉆導向孔

按設計圖紙鉆導向孔，開鉆前仔細分析地質資料，確定控向方案，隨時對照地質資料及儀表參數分析成孔情況，謹慎處理控向數據，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，按照不同管線規格確定需擴孔次數。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，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，拆除鉆機及相關裝置，將泥漿運至相關部門指定位置，以免污染農田。

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。

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，均用鐵絲捆扎結實，以保護管道，方便溜管。

光纜套管與管道同溝敷設，為穩固光纜套管沿管線每5m，設管卡一對。

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。

第一節管段預制完成后，將鉆孔內的牽引用鋼絲繩固定到第一節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，以防管段由重力產生下遛；用吊車將第二節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。將孔洞下口用3：7灰土分層夯實封堵，夯實系數應不小于0.9；然后從孔洞上口灌注稠