1、工程簡介

棘洪灘水庫向膠州調水二期工程穿越大沽河工程，本工程是穿越與兩岸配水管網連接管。本工程管道穿越長度1073m，大沽河寬度防洪堤之間為大沽河863米左右，新建穿越大沽河管線水平距離1073m，定向鉆穿越段實際長度1073m，新建管道規格為L450(X65)D1020×20螺旋（直）縫埋弧焊鋼管，設計壓力1.0MPa。

大沽河管段起點為東側防洪提東的農田，距防洪堤東側大約160米，終點為大沽河西側約90米,河道中間穿越***深點大約在-35米。

根據大沽河的實際水面深度和標高，擬定穿越大沽河入土角為9°00′，出土角為8.°30′。

業主方、建設方: 青島自來水公司。

施工單位：江蘇鉆神建設工程有限公司

工程特點

定向鉆穿越工段設計穿越地層主要是砂質巖土，穿越孔洞易縮孔、塌孔，擴孔及回拖施工風險大，尤其長距離施工容易導向抱鉆，回擴卡鉆，回拖抱管等。施工須短時間響應應急預案。

定向鉆穿越工段穿越施工區域經濟發達，管線預制場地多林地、溝渠等，征地協調難度較大，同時選取出入土點均距離防洪提較近，穿越深度無法避免泥漿跑冒，施工風險較大，又由于地下管線多，定向鉆出土側提前出土，得考慮***三根鉆桿大角度頂出。

項目難點：本次定向鉆穿越施工在中風化巖石層中穿過：中風化巖石堅硬，充填中粗砂，呈中密狀態。該層夾有部分圓礫層含圓礫約占20%~30%，一般粒徑5—20mm，***粒徑200mm，圓形~亞圓形，堅硬，充填中粗砂，呈中密狀態。該層全區均有揭露未穿透，***控制深度35.0米。穿越大沽河，大沽河深度4米，落差5米，河底深度5米，穿越深度34.5米。長距離施工穿越中風化層，巖硝不易攜帶，在粉質黏土與巖石層交接處容易造成臺階，且青島膠州地區水質為咸水，施工效率低，施工成本高。

2、地理位置及交通

施工位置位于膠州市李哥莊鎮姜新村，交通狀況較好。

圖1：膠州市李哥莊鎮姜新村大沽河段鳥瞰圖

3、施工設備：

水平定向鉆機：徐工機械 XG4000-A型鉆機

圖2：徐工機械 XG4000-A型鉆機

4、施工難點及解決措施

施工難點: 穿越大沽河鉆機導向、擴孔、清孔、拉管技術難點探討如下：

一、卡鉆：卡鉆是擴孔中常見技術的難點，遇到卡鉆，分析判明原因后處理。

1、由于本次導向在中風化巖石層中，并夾有部分卵石層，所以導向馬達不易控制，易跑偏，司鉆手應該時刻控制，導向手要提前做備案。

2、大直徑鉆頭擴孔，遇到硬卵石層，造成頻繁卡鉆，放慢擴孔速度，加大泥漿量，有時回拖一根鉆桿，需要2小時。 

二、修孔：由于地層軟硬不均，擴孔過程中，擴孔器在軟地層下切量大，在硬地層下切量小，容易出現臺階，當孔徑擴至600mm后，進行測孔作業，如果存在臺階孔的現象，采取修孔措施，保證回拖前孔的平滑。 

三、抱鉆桿：施工過程中，如果出現不可預測的停工時間過長等情況，鉆桿在洞內有可能被抱住。萬一出現這種情況，采用鉆桿套洗工藝來解決。

四、冒漿：采取起鉆的方式，邊起鉆邊小排量注漿，一方面保證孔壁的完好，另一方面通過起鉆使孔壁更加通暢，保證孔內向外反漿良好，從而減小孔內的壓力，達到防止冒漿的效果。

五、管道回拖：一切準備就緒后，開始正式回拖，回拖時應盡量減少管線在孔內完全靜止的時間。

六、 在回拖過程中出現阻力大的時候，采取以下措施：

（1）采用推管機在回拖管洞口的30米處助力向前推，推力300t；

圖3：鉆通機械推管機 ZT5000型推管機（底座）

圖4：鉆通機械推管機 ZT5000型推管機（主機）

七、施工成本提高：由于鹽堿水質的影響，在卵石層中經常卡鉆、施工成本大幅增加：

1、配用抗鹽堿澎潤土；

2、使用鉆機拉滑輪組進行拔鉆桿；

3、增加施工設備及施工人員等相關輔助施工條件。

八、施工過程 ：

圖5：導向施工中（使用美國雪威地磁導向儀）

圖6：擴孔施工中1

圖7：擴孔施工中                                                

圖8：洗孔打撈施工中                                               

圖九：二接一焊接中1

圖10：焊接2

圖11：拖管施工1

圖12：拖管施工2

圖13：回拖連接

5、技術保障

1、風險預防：無縫銜接工序,盡量縮短施工周期； 

2、導向難題: 穿越在中風化巖石層和卵石層，導向鉆頭不易受控制、容易發生卡鉆。

3、八級擴孔：467mm、610mm、762mm、914mm、1050mm、1170mm、1300mm、1420m）8級擴孔； 

4、拉  管：使用（1250mm）桶式擴孔器回拖。 

6、施工過程

導向：歷時20天，導向速度為1根/30-55min，泥漿排量為1250L/min，扭矩10-15Mpa，推 拉 力：3-5Mpa； 

擴孔： 467mm  3牙輪擴孔器，巖石層1根鉆桿/20-80min，泥漿排量1000L/min，扭矩10-18Mpa，拉力5Mpa；歷時8天； 

二級擴孔： 610mm  滾刀式擴孔器，巖石層1根鉆桿/20-40min，泥漿排量1000L/min，扭矩10-18Mpa，拉力6Mpa；歷時5天； 

三級擴孔： 764mm  滾刀式擴孔器，巖石層1根鉆桿/25-40min，泥漿排量1200L/min，扭矩13-18Mpa,拉力6Mpa；歷時6天； 

四級擴孔：914mm） 滾刀式擴孔器，巖石層1根鉆桿/25-80min,泥漿排量1200LL/min,扭矩15-19Mpa,拉力6Mpa；歷時8天； 

五級擴孔；1050mm牙輪式擴孔器，巖石層1根鉆桿/25-90min,泥漿排量1200L/min,扭矩15-18Mpa,拉力6Mpa；歷時9天

六級擴孔；1170mm牙輪式擴孔器，巖石層1根鉆桿/25-80min,泥漿排量1500L/min,扭矩10-18Mpa,拉力6Mpa；歷時14天；

七級擴孔；1300mm牙輪式擴孔器，巖石層1根鉆桿/25-90min,泥漿排量1500L/min,扭矩15-18Mpa,拉力6Mpa；歷時13天；

八級擴孔；1420mm牙輪式擴孔器，巖石層1根鉆桿/25-90min,泥漿排量1500L/min,扭矩10-18Mpa,拉力6Mpa；歷時8天；

其中1050mm  1170mm  1300mm 清孔各一次 1420mm打撈2次清孔3次

回拖采用1250 mm桶式擴孔器進行回拖，

啟動回拖力20Mpa，扭矩12Mpa,回拖速度5m/min，泥漿排量1300L/Min，回拖過程中回拖力及扭矩分別保持在12-17Mpa和8-12Mpa之間 。2017年2月23日晚上7點-24日晚上6：58左右拉管成功，歷時25多個小時（其中二接一停等8小時）。

圖14：托管成功1

7、輔助泥漿

膨潤土用量：800噸；

泥漿配比：4%普通膨潤土、0.15%抗鹽増粘劑、0.15%潤滑劑；

泥漿參數：馬氏漏斗粘度70S-100S，表觀粘度26mpa.s,塑性粘度12mpa.s，動切力8pa。

8、工程總結

此次穿越成功，提醒我們在河流的砂類土、碎石類、淤泥層、巖石層等復雜地形施工過程中泥漿的使用很重要，這類復雜地層可增加擴孔次數，而且施工的連續性尤為重要；長距離工況鉆孔軌跡與管道軸線存在夾角，并由于建筑工地內部不能挖發送溝停吊車故采用墊放滑輪，地型高程落差大全程發送溝挖不了，且為防止管道外防腐被劃傷故租用10臺85噸吊車，10臺350大挖懸浮。此是有效解決入孔困難和減輕管體重量的有效方法。