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    公明西田220KV變電站跨越洋涌河290米68孔頂管工程
    瀏覽: 發布日期:2021-03-30作者:非開挖頂管工程
    一、穿越工程背景
    由深圳供電局負責建設的深圳220KV西田至農園輸電線路工程是廣東電網公司重點工程之一,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,移動光纜、聯通光纜、 污水管、公明洋涌河、公明北環路、出鉆口位于北環路邊垃圾回收站場地內。穿越最深處14.6m,穿越地層巖性主要為三系全系統:第一人工填土:粉土(Q4al)、雜土石頭(Q4al)、粉砂(Q4al)。根據地層結構特點、成因和地質時代及工程地質特征,分別描述如下:第1層雜填土:土質以粉土為主,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,干強度低,韌性差,粘粒含量較高,手搓能成條,近于粉質粘土,局部為粉質粘土.場區普遍分布。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,局部為粉質粘土。場區普遍分布。厚度:11.5~21.60m,平均13.06m;層底埋深:10.50~17.00m,平均13.06m。微風化花崗巖強度(承載力≧fa=260)。
     
    二、施工現場準備
    (1)施工場地:樹立文明施工,創良好企業形象,施工區域要安裝防護圍欄,施工機械、機具和材料要按規范安裝和堆放,需占用道路或人行道的區域應設置明顯的施工安全標識,引導車輛和行人合理分流,夜問要設立反光標識和警示燈,施工區域分為機械作業區和下管作業區。
    (2)作業工作坑:根據施工工藝要求開挖入射作業坑及下管作業坑,同時做好作業坑的支護和降水工作。
    (3)機械進場及安裝:鉆機、動力站和施工器具就位要充分利用現有場地空間,合理布局;安裝鉆機的地基必須堅實、平整,對松軟地基必須進行加固后才能安裝鉆機,鉆機安裝在入射點處,調整鉆機傾角為設計入射角后固定鉆機;連接動力站,連接泵站。
    (4)導航儀器標定:將探頭裝入導向鉆探頭盒中,將導向鉆頭放置在無其他信號干擾的場地內,打開導向儀,檢查導航儀工作情況并進行標定。
     
    三、施工步驟
    1.導向孔施工
    (1)施工準備:將導向鉆頭安裝連接,檢查探頭發射的各個參數是否正常,探頭電池容量是否足夠。
    (2)開孔:為保證入射角的準確和穩定,開孔時須保持連續鉆進至少2.5米,同時宜采用低鉆速、小泵量、慢進尺。
    (3)造斜鉆進:調整鉆頭工具面向角至需要角度,鉆機頂進形成造斜段,導航儀跟蹤監控鉆頭仰角的變化,根據不同的土層,頂進結合鉆進,勿使仰角的變化超過鉆桿的最小曲率半徑。
    (4)保直鉆進:鉆機勻速迥轉鉆進,給進速度盡量快,使導向孔直線段更平直。
    2. 回拉擴孔
    (1)孔經設計,根據敷設管道的直徑和根數計算需要成孔的最小直徑,成孔直經既不能過大,也不可過小,成孔直徑過大,敷設管道周圍土層坍塌易造成路面下陷,成孔直徑過小,會使拉管阻力增大,引起脫管或管道變形。
    (2) 分級擴孔;各級護禮分別為一級φ300mm、二級φ400mm、三級φ500mm,四級φ600mm.五級φ700mm、六級φ800mm、七級φ900mm、八級φ1000mm、9級φ1100mm、10級φ1200mm.根據設計的成孔直徑,由小到大分級擴孔,直至擴到工藝要求的孔徑。
    (3) 回拉敷管;擴孔完畢,在出鉆坑一端的鉆桿上,再裝擴孔器與管前端通過萬象調節、特制拖頭等連接牢固,啟動鉆機回拉鉆桿進行拖管,將預理管線拖入孔內,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,成孔的質量與導向孔的曲線形狀以及擴孔工藝有著密切關系,正常情況下敷設 PVC 或 PE管的回拉力不應超過 5KN,拉力過大會造成管材斷裂或變形。
     
    四、施工技術要點
    1.鉆機及配套設備就位
    根據規范要求,并考慮最大限度降低施工風險,采用大噸位ZT-95/135鉆機施工,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
    據設計文件的地質資料,穿越經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)聘請專家進行前期泥漿試驗和泥漿方案的制定并進行現場指導。
    (二)現場取土樣水樣,按照實驗室確定好的泥漿配比修訂配比數據,符合配比要求后用一級膨潤土加上泥漿添加劑,配出具有高效護壁、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間,增加泥漿儲存罐至2個。 
    (四)對施工用水源進行檢驗,使用符合泥漿配置要求的施工用水。
    3.鉆機試鉆
    開鉆前做好鉆機的安裝和調試等一切準備工作,試鉆1~2根鉆桿后,確定系統運轉正常,即可正常鉆進。
    4.鉆導向孔
    鉆機進行導向孔穿越施工,采用美國DigiTrak Falcon導向儀精確控向。
    5.預擴孔作業
    如果發生擴孔不順暢等,則需進行洗孔。實際擴孔尺寸根據現場情況進行調整。
    根據地質情況及擴孔情況,合理確定擴孔尺寸和擴孔器水咀的數量和直徑,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小時將管材粘接好,以保證接頭的抗拉強度。
    (二)下管作業坑要根據不同材質的特點做成斜坡,防止下管角度過大折斷管材。
    (三)連接管材和鉆桿的分動器安裝之前要仔細檢查,防止拉管過程中出現卡鉆。

    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送溝發送,條件不允許的地方架設滾輪的方式進行。在管道入洞前設置貓背,保證管道順暢入洞。
    措施二:在回拖作業時,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,保護防腐層。
     
    五、應急預案
    1.鉆導向孔應急預案
    鉆導向孔時,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.預擴孔應急預案
    對于預擴孔階段卡鉆,采用套洗專用工具套洗解卡,并及時調整泥漿配方,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,可以采用輔助鉆機拖拽解卡。
    3.回拖應急預案
    一旦卡鉆,在4小時內可以實施反回拖解卡。由專業化搶險隊實施反回拖預案??刹捎没喗M進行反回拖作業。
     
    六、 結論
    定向鉆需要多崗位、多人員協調作業,施工過程中要避免停工。河流的定向鉆穿越,地質條件復雜。因此,在進行施工時,首先要對地層條件有充分的認識,根據不同的地質特點,選取合適的鉆機、鉆進工藝、泥漿參數、施工方法等。在進行穿越施工時,要盡量避免對地層的多次擾動。在較小的范圍內多次成孔,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行穿越。
     
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