水平定向钻在黄骅港扩容翻车机房管网工程中的应用

康正斌,孙　杰（中交一航局第四工程有限公司,天津300456）

水平定向钻在黄骅港扩容翻车机房管网工程中的应用

康正斌,孙杰
（中交一航局第四工程有限公司,天津300456）

本文主要介绍了水平定向钻进管线铺设技术，并以工程实例说明了通过应用水平定向钻穿越铁路施工的优越性，解决了常规施工无法解决的困难。

非开挖；水平定向钻；穿越；管线铺设

1　引文

水平定向钻进管线铺设施工技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，它具有施工工期短、施工精度高、成本低、对地表环境破坏小等优点，广泛应用于穿越河流、水渠、街道、高速公路、铁路、建筑群等的管线铺设。

钻机根据工作位置分为两类：地表始钻式和坑内始钻式，本文重点介绍应用于黄骅港扩容翻车机房区土建、道路及综合管网工程中的地表始钻式钻机。

水平定向钻进管线铺设施工共分三个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔；第三阶段是回拉铺管，完成管线穿越工作。

2　工程实例

2.1工程概况

水平定向钻穿越工程位于黄骅港扩容翻车机房西侧，该工程为一条Φ50PE管穿越，共穿越四条铁路，穿越长度约为92m，最大穿越深度为自然地面以下3.92m；钻机入土点位于二期铁路南侧，出土点位于铁路北侧。该工程为小型穿越，定向钻技术具有相对成本较低，工期短，不阻碍交通等优点。

本穿越工程采用CASE6030钻机，该钻机配有优良的导向设备，整机具有稳定性好、故障率低的特点。

2.2施工准备

测量放线结束后，采用管线探测仪对现场施工范围内的地下已有管线进行细致的调查，并结合二期翻车机房的图纸，查明管线位置、深度、管径等，保证施工顺利安全进行。

对钻机施工场地进行平整(20m×30m)，保证设备通行及进出场地。同时，平整管子连接场地及堆放场地。PE管连接采用热熔法，连接结束后进行水压试验，保证连接质量。

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

根据入土点、入土角度并结合现场实际情况调整钻机入土角为14°，使钻机准确就位。钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后，对设备进行调试、检查、测试，确保设备安全运行。控向设备仪器安装完成后，对其进行调试，确保导向孔的精度。

2.3施工工艺

2.3.1钻进导向孔

钻杆按设计的进入点以预先确定的14°角钻入地层，在钻进泥浆喷射钻进的辅助作用下，钻孔向前延伸。钻进泥浆是一种由清水＋膨润土＋处理剂＋少量聚合物的混合物，在钻进过程中起着至关重要的作用：（1）护壁成孔；（2）减少管与孔壁的摩擦力；（3）保护钻具。在钻进过程中，监控和维持泥浆粘度、比重等技术参数是极其重要的，随着钻进导向孔的进行和孔内情况的改变，泥浆参数也在不断变化。此次钻进长度短，地层均匀，现场准备充分，钻进曲线的实际位置与设计位置偏差在规范范围之内（导向孔出口处左右1m，上下1m）。

2.3.2回拉铺管

钻进导向孔时采用的钻杆直径为73mm，而铺设管线为Φ50，导向孔直径是铺设管线直径的1.46倍，在规范的1.2～1.5之间，所以导向孔无需回扩，可直接回拉铺管。回拖启动后，操作需平稳、匀速(回拖中不能停留)，速度宜控制在0．08m/s。操作手时刻观察回拖压力变化，及时上报，并采取必要措施，使管子回拖成功。

2.4水压实验

管子回拖结束后，按照设计图纸及规范要求进行水压实验，本工程给水管道工作压力为0.6Mpa，试验压力为工作压力的1.5倍，即0.9Mpa，稳压1h后，压力降小于0.05Mpa，降压至管道工作压力，无渗漏现象，管道施工符合要求。

2.5地形地貌的恢复

工作管回拖完毕后，清理现场并撤出所用施工设备，恢复场地的地形地貌。

3　总结

水平定向钻施工技术适用于各种软土以及硬岩，管道铺设长度可达到1600m，管径范围在300～1300mm之间。该技术当前已经在不少工程中得到应用，取得了良好的施工效果，具有较强的现实推广价值。

[1]闫相祯，丁鹏，杨秀娟.水平定向钻技术在管道穿越工程中的应用研究[J].石油学报，2008(03):45-46.

[2]王洪培.水平定向钻进管道铺设技术在南水北调配套工程中的应用[J].水科学与工程技术，2014(10):67-68.

[3]赖国香.浅析水平定向钻施工技术在市政排水管网工程中的应用[J].江西建材，2014(07):34-35.

康正斌（1982—），男，陕西榆林人，工程师，从事施工管理工作。