公明西田220KV變電站跨越洋涌河290米68孔頂管工程
瀏覽：690 發(fā)布日期：2021-03-30作者：非開挖頂管工程
一、穿越工程背景由深圳供電局負(fù)責(zé)建設(shè)的深圳220KV西田至農(nóng)園輸電線路工程是廣東電網(wǎng)公司重點(diǎn)工程之一，該電纜線路由公明西田變電站出來后與洋涌河交匯，交匯點(diǎn)使用水平定向鉆頂管的方式跨越洋涌河。工程位于公明河堤路段，因西田變電站外還有一條人工泄洪河，入鉆口規(guī)劃泄洪河邊5米處，坡度為0.65‰穿越長度為290米，管徑MPP232X16+MPP170X52，擴(kuò)孔最大直徑為1200mm。入鉆到出口，穿越人工泄洪河、自來水管、 電纜，移動(dòng)光纜、聯(lián)通光纜、 污水管、公明洋涌河、公明北環(huán)路、出鉆口位于北環(huán)路邊垃圾回收站場地內(nèi)。穿越最深處14.6m，穿越地層巖性主要為三系全系統(tǒng):第一人工填土:粉土(Q4al)、雜土石頭(Q4al)、粉砂(Q4al)。根據(jù)地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、成因和地質(zhì)時(shí)代及工程地質(zhì)特征，分別描述如下:第1層雜填土:土質(zhì)以粉土為主，有建筑垃圾，富含碎磚塊、瀝青等建筑垃圾。厚度:0.50~3.20m，層底埋深:0.50~3.20m。第二原土層:層粉土(K6al):褐黃色，濕，中密-密實(shí)，干強(qiáng)度低，韌性差，粘粒含量較高，手搓能成條，近于粉質(zhì)粘土，局部為粉質(zhì)粘土.場區(qū)普遍分布。厚度:3.5~8.60m,平層底埋深:10.50~17.00m,平均12.62m。第三原微分化花崗巖(F130al):褐紅色，濕，中密-密實(shí)，局部為粉質(zhì)粘土。場區(qū)普遍分布。厚度:11.5~21.60m，平均13.06m;層底埋深:10.50~17.00m，平均13.06m。微風(fēng)化花崗巖強(qiáng)度(承載力≧fa=260)。
二、施工現(xiàn)場準(zhǔn)備
(1)施工場地:樹立文明施工，創(chuàng)良好企業(yè)形象，施工區(qū)域要安裝防護(hù)圍欄，施工機(jī)械、機(jī)具和材料要按規(guī)范安裝和堆放，需占用道路或人行道的區(qū)域應(yīng)設(shè)置明顯的施工安全標(biāo)識(shí)，引導(dǎo)車輛和行人合理分流，夜問要設(shè)立反光標(biāo)識(shí)和警示燈，施工區(qū)域分為機(jī)械作業(yè)區(qū)和下管作業(yè)區(qū)。
(2)作業(yè)工作坑:根據(jù)施工工藝要求開挖入射作業(yè)坑及下管作業(yè)坑，同時(shí)做好作業(yè)坑的支護(hù)和降水工作。
(3)機(jī)械進(jìn)場及安裝:鉆機(jī)、動(dòng)力站和施工器具就位要充分利用現(xiàn)有場地空間，合理布局;安裝鉆機(jī)的地基必須堅(jiān)實(shí)、平整，對(duì)松軟地基必須進(jìn)行加固后才能安裝鉆機(jī)，鉆機(jī)安裝在入射點(diǎn)處，調(diào)整鉆機(jī)傾角為設(shè)計(jì)入射角后固定鉆機(jī);連接動(dòng)力站，連接泵站。
(4)導(dǎo)航儀器標(biāo)定:將探頭裝入導(dǎo)向鉆探頭盒中，將導(dǎo)向鉆頭放置在無其他信號(hào)干擾的場地內(nèi)，打開導(dǎo)向儀，檢查導(dǎo)航儀工作情況并進(jìn)行標(biāo)定。
三、施工步驟
1.導(dǎo)向孔施工
(1)施工準(zhǔn)備:將導(dǎo)向鉆頭安裝連接，檢查探頭發(fā)射的各個(gè)參數(shù)是否正常，探頭電池容量是否足夠。
(2)開孔:為保證入射角的準(zhǔn)確和穩(wěn)定，開孔時(shí)須保持連續(xù)鉆進(jìn)至少2.5米，同時(shí)宜采用低鉆速、小泵量、慢進(jìn)尺。
(3)造斜鉆進(jìn):調(diào)整鉆頭工具面向角至需要角度，鉆機(jī)頂進(jìn)形成造斜段，導(dǎo)航儀跟蹤監(jiān)控鉆頭仰角的變化，根據(jù)不同的土層，頂進(jìn)結(jié)合鉆進(jìn)，勿使仰角的變化超過鉆桿的最小曲率半徑。
(4)保直鉆進(jìn):鉆機(jī)勻速迥轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，給進(jìn)速度盡量快，使導(dǎo)向孔直線段更平直。
2. 回拉擴(kuò)孔
(1)孔經(jīng)設(shè)計(jì)，根據(jù)敷設(shè)管道的直徑和根數(shù)計(jì)算需要成孔的最小直徑，成孔直經(jīng)既不能過大，也不可過小，成孔直徑過大，敷設(shè)管道周圍土層坍塌易造成路面下陷，成孔直徑過小，會(huì)使拉管阻力增大，引起脫管或管道變形。
(2) 分級(jí)擴(kuò)孔;各級(jí)護(hù)禮分別為一級(jí)φ300mm、二級(jí)φ400mm、三級(jí)φ500mm，四級(jí)φ600mm.五級(jí)φ700mm、六級(jí)φ800mm、七級(jí)φ900mm、八級(jí)φ1000mm、9級(jí)φ1100mm、10級(jí)φ1200mm.根據(jù)設(shè)計(jì)的成孔直徑，由小到大分級(jí)擴(kuò)孔，直至擴(kuò)到工藝要求的孔徑。
(3) 回拉敷管;擴(kuò)孔完畢，在出鉆坑一端的鉆桿上，再裝擴(kuò)孔器與管前端通過萬象調(diào)節(jié)、特制拖頭等連接牢固，啟動(dòng)鉆機(jī)回拉鉆桿進(jìn)行拖管，將預(yù)理管線拖入孔內(nèi)，完成鋪管工作，拉管過程中的回拉力要克服管道與孔壁的摩擦力，成孔的質(zhì)量與導(dǎo)向孔的曲線形狀以及擴(kuò)孔工藝有著密切關(guān)系，正常情況下敷設(shè) PVC 或 PE管的回拉力不應(yīng)超過 5KN，拉力過大會(huì)造成管材斷裂或變形。
四、施工技術(shù)要點(diǎn)
1.鉆機(jī)及配套設(shè)備就位
根據(jù)規(guī)范要求，并考慮最大限度降低施工風(fēng)險(xiǎn)，采用大噸位ZT-95/135鉆機(jī)施工，分四次定向鉆方式穿越回拖 （分別為MPP232X8+MPP170X2，MPP232X8+MPP170X2，MPP170X24，MPP170X24）。
2.泥漿系統(tǒng)
據(jù)設(shè)計(jì)文件的地質(zhì)資料，穿越經(jīng)過地層主要是粉砂層，穿越距離長，易縮徑，造成鉆桿被抱卡，使鉆桿扭矩增大，推力或拉力增加，因此對(duì)泥漿的要求比較高，為克服這種不利因素，采取以下措施：
（一）聘請專家進(jìn)行前期泥漿試驗(yàn)和泥漿方案的制定并進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)。
（二）現(xiàn)場取土樣水樣，按照實(shí)驗(yàn)室確定好的泥漿配比修訂配比數(shù)據(jù)，符合配比要求后用一級(jí)膨潤土加上泥漿添加劑，配出具有高效護(hù)壁、潤滑降扭等特性的泥漿，保障穿越成功率。
（三）為了確保泥漿的性能，使膨潤土有足夠的水化時(shí)間，增加泥漿儲(chǔ)存罐至2個(gè)。
（四）對(duì)施工用水源進(jìn)行檢驗(yàn)，使用符合泥漿配置要求的施工用水。
3.鉆機(jī)試鉆
開鉆前做好鉆機(jī)的安裝和調(diào)試等一切準(zhǔn)備工作，試鉆1～2根鉆桿后，確定系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，即可正常鉆進(jìn)。
4.鉆導(dǎo)向孔
鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向孔穿越施工，采用美國DigiTrak Falcon導(dǎo)向儀精確控向。
5.預(yù)擴(kuò)孔作業(yè)
如果發(fā)生擴(kuò)孔不順暢等，則需進(jìn)行洗孔。實(shí)際擴(kuò)孔尺寸根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)地質(zhì)情況及擴(kuò)孔情況，合理確定擴(kuò)孔尺寸和擴(kuò)孔器水咀的數(shù)量和直徑，保證泥漿的壓力和流速，從而提高攜帶能力，減少巖屑床的生成。
6.管材粘接安裝
（一）使用MPP管材須提前24小時(shí)將管材粘接好，以保證接頭的抗拉強(qiáng)度。
（二）下管作業(yè)坑要根據(jù)不同材質(zhì)的特點(diǎn)做成斜坡，防止下管角度過大折斷管材。
（三）連接管材和鉆桿的分動(dòng)器安裝之前要仔細(xì)檢查，防止拉管過程中出現(xiàn)卡鉆。
7.管線回拖
為保證回拖的順利和防腐層不受破壞，采取以下措施：
措施一：管線回拖采用開挖發(fā)送溝發(fā)送，條件不允許的地方架設(shè)滾輪的方式進(jìn)行。在管道入洞前設(shè)置貓背，保證管道順暢入洞。
措施二：在回拖作業(yè)時(shí)，增加高潤滑泥漿，使高潤滑泥漿象薄膜一樣附著于防腐層表面，減小回拖阻力，保護(hù)防腐層。
五、應(yīng)急預(yù)案
1.鉆導(dǎo)向孔應(yīng)急預(yù)案
鉆導(dǎo)向孔時(shí)，必須采取措施防止套管抱死。為防止套管抱死，提前制作好套洗套管的專用工具備用。
2.預(yù)擴(kuò)孔應(yīng)急預(yù)案
對(duì)于預(yù)擴(kuò)孔階段卡鉆，采用套洗專用工具套洗解卡，并及時(shí)調(diào)整泥漿配方，以控制地層塌孔程度并攜帶出堆積鉆屑。如果套洗仍無法解卡，可以采用輔助鉆機(jī)拖拽解卡。
3.回拖應(yīng)急預(yù)案
一旦卡鉆，在4小時(shí)內(nèi)可以實(shí)施反回拖解卡。由專業(yè)化搶險(xiǎn)隊(duì)實(shí)施反回拖預(yù)案?？刹捎没喗M進(jìn)行反回拖作業(yè)。
六、 結(jié)論
定向鉆需要多崗位、多人員協(xié)調(diào)作業(yè)，施工過程中要避免停工。河流的定向鉆穿越，地質(zhì)條件復(fù)雜。因此，在進(jìn)行施工時(shí)，首先要對(duì)地層條件有充分的認(rèn)識(shí)，根據(jù)不同的地質(zhì)特點(diǎn)，選取合適的鉆機(jī)、鉆進(jìn)工藝、泥漿參數(shù)、施工方法等。在進(jìn)行穿越施工時(shí)，要盡量避免對(duì)地層的多次擾動(dòng)。在較小的范圍內(nèi)多次成孔，人為的造成地層的破碎將不利于穿越的成功。若一次穿越不成功，最好偏移一定的距離后再進(jìn)行穿越。