多管并行定向钻穿堤数值模拟分析

《多管并行定向钻穿堤数值模拟分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年12月第12期城市道桥与防洪科技研究173多管并行定向钻穿堤数值模拟分析岳青华(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州31014)摘要：甬台温天然气输气管道穿越大型河流工程，沿线多处与光缆管道、成品油管道并行分布，三条管道均采用非开挖定向钻技术。为分析多管同期施工对堤防及地面变形的综合影响，采用Abaqus软件分别对单管和多管穿越进行数值计算。结果表明，多管并行引起沉降槽与管道尺寸及间距密切相关，控制l临近管道间距大于单管沉降槽半宽之和，可忽略多管并行相互影响。关键词：多管并行；定向钻；Abaqus；数值模拟中图分类号：U173文

2、献标识码：A文章编号：1009—7716(2014)12—0173—03道，分别为光缆管道(140×6．5)、天然气管道0前言(813×14．3)和成品油管道(6406．4×12．5)，其管道建设不可避免地要经过人工或天然障碍同方向轴间距分别为8m和10m，穿堤处管道埋物，当遇到河流堤防等障碍物时，可以采用穿越方深约6．5m，见图1。式，亦可采用跨越方式通过I1-3】。水平定向钻穿越技术作为非开挖穿越施工技术一种，自2O世纪70年代引入我国以来，已经在穿越河流、湖泊、高等—王长度级公路、铁路、建筑物等地面障碍物的施工中得到并行管道穿越位置了广泛应用。

3、实践表明，定向钻技术具有适用条件图1管道穿堤位置示意图广、环境影响小、后期运营维修成本低等优点。然2有限元数值计算而，定向钻穿越施工也具有一定风险性，钻孔位置及参数不合理或施工不当，极可能出现塌孔、地面2．1问题简化及假定塌陷、冒浆以及堤防变形开裂、管涌等事故】。定向钻穿越施工包括导向孔施工、预扩孔施有关定向钻单管穿越技术研究，国内外学者工、管道回拖施工等三个主要环节。为维持泥浆通及工程师们已经开展了大量工作，并取得了丰硕道周边土体的稳定，同时也为钻头前进提供动力，研究成果【】。近年来多管线并行穿越工程逐渐增定向钻穿越过程要提供较大的泥浆压力。若要真

4、实多，定向钻施工条件越来越复杂，交叉建筑安全等准确地模拟定向钻施工变形，需要完全准确地反映级越来越高。开展多管线并行穿越施工影响研究，施工过程及边界变化，本文采取地层应力损失比简对定向钻施工安全和工程顺利实施有着重要的意化施工综合影响。义。本文以“甬台温天然气管道穿越大型河流”为数值计算做如下假定：(1)假定地层为弹性均匀背景，选取某典型跨越节点的多管并行问题进行半无限体，以堤轴断面为最不利工况，将三维空间分析研究，研究成果可为管道设计和堤防稳定分问题简化为二维平面应力问题。(2)考虑到定向钻析提供参考依据。穿越中的泥浆压力护壁作用，管道回拖完成前孔

5、内土体应力释放15％～20％。(3)模型顶部为自由端，1工程概况两侧为水平向约束，底部为刚性约束。(4)假定海甬台温天然气管道工程是浙江省天然气管网塘在施工前的先期沉降已经完成，施工引起的地层的重要组成部分，输气管道全长467．732km，设计变形仅由管道施工产生，并假定地面沉降在不排水输气规模为95×108ma／a，站场设计分输规模为条件下完成。50．9×108ma／a，设计压力6．3MPa。本文以穿越某2．2计算模型及参数海堤为分析对象，该段穿堤工程共有三条并行管岩土地层分布自上而下分别为堤身填土(层厚AH=5．3m)、淤泥③：(aH=10．5m

6、)、淤泥③收稿日期：2014—08—25(AH=21．0m)和淤泥③(△日=13．2m)，岩土物理作者简介：岳青华(1982一)，男，湖北荆门人，工程师，从事水文与水利规划研究工作。力学参数见表1。