定向穿越惠濟河鉆進拖拉梅花管施工實踐

2019-05-20 15:49:11 更新  |  次閱讀

 

為改善古城環境,需將網線、電線等線路埋于地下 ,平遙縣惠濟公園項目是整治古城周邊環境工程的一部分,工程位于九眼橋東側惠濟河,河內工程已完成 ,但由于河底板由鋼筋混凝土筑成,直埋開挖費用大、費工多,故需采用定向穿越拖拉梅花管的方法予以解決。穿越工程難點。

七孔梅花管施工圖

一、本穿越工程位于平遙古城墻350 b 的惠濟河上,在九眼橋東側10 m左右。穿 3 根直徑10 cm的 七孔梅花管。根據現場勘察,工程主要存在以下難點:一是高差大。本穿越工程惠濟河橋面到橋底為
5 m,河底下設計5 m穿越,河堤基礎1.5 m,高差大于10 m,河堤、橋底、設計埋深,復雜的施工條件形成了高落差,給施工帶來了很大困難。
二、是跨度小。原設計穿越長度300 m,這樣可使穿越角度變小,適應管的彎曲要求,使管線變緩。但業主提出只能穿線160 m,加之塑料管拉應力不能超過150 m,因此跨度只能縮短為160 m,給穿越帶來很大
難度。
三、是盲區長。此段惠濟河整治河槽在2 號鋼板閘上 ,蓄水深度達2 m 以上,故采用混凝土底板,混凝土底部配筋較密,雙層鋼筋直徑14 cm, 10 cm的網絡,鋼筋混凝土結構對地磁接器的信號干擾嚴重,在惠濟河底形成盲區達85.5 m,該段距離不能調正方向,只能進行水平鉆進。
四、是流砂層;轁邮欠诤拥闹Я,地處黃土高坡 ,地質中粉細砂含量較多。淤積層的粉細砂在鉆進過程中會塌孔,鉆孔難度大。
五、是拉力差。塑料梅花管為PVC材質,主要保護線路和絕緣,能承受的拉力較小,只能在孔中不受任何阻力的情況下順直拖行,穿越施工難度較大。
六、是波管阻。在河道兩邊有0.8 m的排污管線,南面管線埋深3.6 m,北面管線埋深5.5 m。排污波紋管對穿越線路形成很大的障礙,難以鉆進,從下過管線增加超出160 m,不符合要求。
3 穿越方案
3 . 1 穿越長度
根據穿越現場條件,兩邊有污水管,南 深 3.6 m,北 深 5.5 m,從污水管下穿過,可與河底高程一致,盲區 85 m,為盲區作業做好準備,及早使鉆桿調正為水平 ,考慮減少管的坡度,計劃穿越長度280~300 m。梅
花管材質為塑料,在沒有任何阻力的情況下僅能拉行150~160 m,根據專業需要,需縮短管線長度,確定為160 m。
3 . 2 穿管方案
為保證梅花管穿越順利進行,提出以下五種方案進行比較。
直拖法:導向成功后,用 0.3 m的鉆頭直接帶3 根直 徑 0.2 m 的梅花管,探孔直徑為需要穿管直徑的1.2~1.5倍。按照穿越規范,該方法可行,但由于塑料管可承受的拉力太低,在受拉過程中成功率不高,故不予采納。護三根鉛絲法:將 3 根梅花管護上3 根 8 號鉛絲 ,每 隔 5 m用 10號鉛絲固定,形成一個整體,導向完成后用0.3 m 的鉆頭直接帶管?紤]到穿越過程中卡子會形成較大摩擦力,不予采納。
護鋼絲繩加卡法:用直徑12 # $ 的鋼絲繩拖拉,鋼絲繩承擔拉力,用卡子將梅花管固定,形成整體,拖
拉鋼絲由鋼絲帶動梅花管。該方法穿越失敗。
管直接法:導向完成后,用 0.3$的鉆頭直接帶3 根直徑2~3 cm的 PE管。此方法承受的拉力和壓力均可滿足要求,但由于改變了施工材質,需經業主同意,沒有米用。
PE管內穿梅花管法:采用直徑0.3 m的 PE管作為拉力管和保護管,內穿3 根梅花管。梅花管作用內聯接不能增加阻力,雖然費用有所增加,但保護了梅花管,且穿越成功。
綜合比較,在定向穿越施工實踐中,直拖法適用于短距離穿越,是應用為廣泛的一種。PE管內穿梅花管法,利用強度高的PE管內套梅花管,既滿足了工程技術要求,也沒有變更工程材料,成功進行了穿越。
4 施工過程
4.1 施工機械
ED-320水平定向穿機1 臺 ,3M90鉆 桿 60 根 ,GL300導向儀1部 ,拉水車2 臺,拌攪罐1 臺。
4 . 2 場地布置
根據工作任務和施工現場,安排接收坑和工作坑。主機位于工作坑后方,機具場和拌合場盡量靠近主機。接收坑規格為1.5 mx2 mx 1.5 m(長X寬X高),工作坑規格為1.5 mx1.5 mx1.5 m(長X寬X深)。
4.3 施工工序
4.3.1前次穿越
首先是校正儀器。固定探頭分別在地面同一軸線上的3 m和 10 m處校正。其次是鉆孔進行導向。將探頭裝人掌(起導向和鉆進作用)后鉆桿內開始鉆進。按照軌跡圖鉆進,提前將鉆桿調正,用 6 點 和 12點交叉
鉆進獲得導向成功。實際鉆進過程中,在盲區鉆桿中心向左偏1.4 m。然后是擴孔。將導向用的掌拆去,換上擴孔的0.3 m鉆頭,回拉鉆桿進行擴孔,回拉過程中在尾端連鉆桿,保持孔內鉆桿完整。第二次用0.4 m鉆頭桿擴孔。在擴孔過程中用膨潤土進行固壁。后是拖管。將用3 根直徑12 mm的鋼絲繩和9 個卡子固定好的梅花管用0.3 m的鉆頭進行回拖,拖 到 106 m處時沒有拉力,拖管失敗。失敗原因是鋼絲繩的卡子在拖拉過程中被卡住,大力拖拽使PVC梅花管斷開。
4.3.2 第二次穿越
在認真總結失敗原因的基礎上,進行第二次穿越。為防止卡子和鋼絲纏住原線路,導向線路向東移3 m。儀器校正、鉆孔導向同前次穿越方法,擴孔時增加了 0.5 m的鉆頭進行擴孔。采用管中套管的方法,
將 PVC梅花管裝入可以適應拖拽拉力的PE管中,并進行拖拽。七孔梅花管向PE管裝時采用細線拉鉛絲、鉛絲拉梅花管的方法進行。第二次穿越成功。
5 穿越經驗
5 . 1 管中套管
管中套管是此次穿越工作成功的關鍵,采用PE管材承受拉力,將梅花管穿在PE管中,利用PE管外壁光滑、承受拉力大的特點,滿足了工程要求。
5 . 2 穿管技術
在施工過程中,為將PE梅花管穿入PE管 ,首先是直接穿管,穿 到 15 m時穿不動,然后穿6 號鉛絲 ,但 穿 到 10 m左右時鋼絲形成卷,穿不過去,將 PE管順直形成坡度,將纏好的線球使其在管中滾到另一端 ,然后拖鉛絲,再用鉛絲拉PVC梅花管。如果管道再長,線球穿不到管中,可采用磁鐵牽引線的方法進行。
5 . 3 膨潤土固壁
本工程為地下穿越工程,穿越對象是惠濟河,地下砂層較厚,地下水位高,流沙地質是影響穿越成功的主要因素。膨潤土作為鉆進泥漿中的泥漿增稠劑、乳膠穩定劑,使鉆進泥漿具有較好的流變性和攜帶性 ,故能有效潤滑鉆進。膨潤土作為一種很好的提粘提切助劑,可防止在穿越過程中塌方。鉆進時采用邊鉆、邊加膨潤土的方式固壁。
5 . 4 加大7 孔
加大擴孔孔徑,可減少拖拽過程中的接觸面,減小摩擦力。本穿越工程穿越直徑0.4 m的 PE管 ,后擴孔孔徑為0.5 m,成功穿越。
6 結語
定向穿越惠濟河鉆進拖拉梅花管施工實踐,從技術上根據實際施工條件采用了管中套管方法,解決了定向穿越過程中拖拉材質不能滿足拉力的要求。該施工方法可運用在長距離的穿越和平面交叉建筑物的穿越工程中。

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