定向钻施工技术在穿越南水北调干渠工程中的应用

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1、定向钻施工技术在穿越南水北调干渠工程中的应用杜兴亮河南财政税务高等专科学校，郑州450002摘要：定钻施工技术在穿越南水北调干渠工程中的应用中，重点介绍了定向钻施工准备、定向钻施工、泥浆处理及地貌恢复三个阶段的施工技术和质量保证措施；实际应用表明，该技术的应用质量良好，经济效益显著。关键词：定向钻；技术；应用1工程概况某扩建工程厂外中水补给水系统工程管道穿越南水北调干渠时，采用水平定向钻弹性曲线敷设技术。由于考虑到国内水平定向钻技术的局限性，穿越南水北调中线干渠处釆用？1020×20mm的内外涂塑螺旋焊缝钢管，在弧线外部与上下游管道用变径管联接。穿越水

2、平K:度为562米，实际忪度563.5米。最深距河底为4.5米，入土角9.32度，出土角9.32度。2定向钻施工准备2.1入钻点和出土点场地平面布置(1)对入钻点长40m×宽40m计1200m2的范围内进行清理征用，以满足入钻点设备场区施工需求。挖掘泥浆坑的表层土夯实堆积成土台，土台顶部铺竹板作为隔离层，用于存放膨润土。待施工完成后将土台回填，恢复地貌。。(2)对出钻,6:作业带松40m×宽30m、出入钻点的现场占地周围用警戒线围起来，并设置警示标志、安排人员值勤。2.2地锚坑及排浆池(1)挖、砌泥浆池(穿越两岸各1个)及1个地锚坑，泥浆池

3、尺寸为15m×15m×2m,泥浆池内铺塑料花格雨布，并在池内四周加高土墙，墙高lm,将排浆池四周与加固墙连接，防止排浆池塌方。(2)地锚坑中心线在穿越主管和光缆套管的中心线上，地锚坑尺寸9m×3.5m×1.8m。挖泥浆池及地铺坑要留出足够边坡地锚坑完成后，先将地锚放入穿越的地锚坑内，安装挡板，在挡板前打8个8米长，壁厚为δ10管桩进行加固，冋吋将地锚、挡板、管桩和钻机下所垫钢板用槽钢进行连接，保证在冋拖管线过程中地锚的稳固。2.3管道发送沟开挖发送沟开挖断面尺、j*为300m×2m×

4、;2m，发送沟在开挖吋疲根据管道穿越出土角的大小，在纵向上应将发送沟沟底开挖成一定弧度，以保证管道冋拖吋管道内顺利进入孔洞内。2.4泥浆配制泥浆是定向穿越中的关键因素，根据不同地层编制泥浆工艺及配比方案,确定正确的混合次序，按不同的地层配制出符合要求的泥浆。地质情况基本为黄土、粘土，泥浆流量控制在40—50秒左右，为克服对付这种不利因素，预先对水源水质进行PH检测，取洁浄水，用水泵输送至水罐内，在水罐中沉淀、过滤后配浆。2.5布管布管采用吊管机进行作业。布管的间距应与管长基本一致，每10〜20根管应核对一次距离，发现过疏或过密吋应及吋调整。管子的两端应垫上沙袋做支

5、撑，支撑的位置应设在距两端管U1.2-1.8m的位置上，支撑高度应为0.5-0.7m。3定向钻施工3.1钻孔及扩孔1.钻导向孔导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键，采用300吨土行孙水平定向钻机进行施工。控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到主管与光缆管的穿越。根据穿越的地质情况，选择合适的钻头和造斜工具或泥浆马达，开动泥浆泵对准入土点进行钻进，每钻一根钻杆要测量若干次钻头的实际位置，以便及时调整钻头的钻进方向。确定钻头的实际位置与设计位置的偏差，并将偏差值控制在允许的范围之内，控向设备采用美国月蚀定向系统，为防止钻孔吋导向孔与设计穿越曲线的偏移，采取以下措

6、施：(1)精确放线。保证在测量放线阶段，利用控制桩准确定位入土点、出土点，从而得到精确的穿越轴线，防止穿越曲线与设计曲线的偏移。(2)认真做好穿越中心线的磁方位角测量。在导向孔开钻前，要测量穿越中心线的磁方位角，这一数值是导向孔控向的原始依据数值，必须准确。通过在地表多点测量(一般情况下，出、入土侧各取两个点)，然后将各组数据进行分析对比，排除由于磁干扰而错误的数据，确定正确的磁方位角数值。如果各组数据相差较大(0.2°以上)，则增加测量点(2〜4个)，直到确定准确的磁方位角数值。(3)保证控向仪器精度。每次施工前，用消磁仪对无磁钻挺进行消磁处理，防止由于

7、无磁钻挺被磁化产生磁场干扰，影响控向的精度。(4)精心施工，导向孔严格按设计曲线钻进。在钻导向孔阶段，对每一测量点的控向数据的采集，采取不同工具面角(TOOLFACE)进行实时测量。即：在每个测量点，旋转钻头，使工具面角(TOOLFACE)分别在0°、90°、180°、270°、360°吋进行控向数据的实吋测量，取最接近五次实吋测量数据的平均值的工具面角(TOOLFACE)作为控向数据采集时的工具面角(TOOLFACE),减少控向数据采集的误差。从而防止钻进曲线与设计曲线的偏移。(5)连接无磁钻挺、造斜短节、钻头时，采取措施

8、，确保造斜