定向钻孔在穿越南水北调中线总干渠的应用-论文.pdf

《定向钻孔在穿越南水北调中线总干渠的应用-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、南水北调《河南水利与甯水北调》2o14年第13期定向钻孔在穿越南水北调中线总干渠的应用口刘百灵口郑臣明口杨志飞(河南省豫北水利勘测设计院)摘要：水平定向钻敷管技术是一种现代非开挖敷设管道的施工新技术，主要用于各种管道穿越河流、公路、铁路等障碍物。水平定向钻的基本原理是：按预先设定的轨迹钻一个小直径导向孔，随后在导向孔出口端的钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔，当扩孔达到要求后，在扩孔器的后端连接旋转接头、拉管头和管道，回拉敷设地下管道。，关键词：水平定向钻；非开挖技术；穿越曲线；导向孔；分级反扩孔；管线回拖图文分类号：TV52文献标识码：A文章编号：1673-

2、8853(2014)13-0052—021工程概况水平定向钻拖拉管的布置方案受多种因素影响，其中最主亚新钢厂供水管道是河南省安阳市汤阴县琵琶寺水库为亚要的是现场地上和地下条件。现场地上条件包括地形、地貌以及新钢厂供水管道，为单根DN450mm玻璃钢管压力管道。原供周围建筑物、河流等；地下条件包括工程地质、水文地质、现有地水管线在南水北调中线总干渠桩号IV180+967．20处与南水北下管道、地下水和地下隐蔽工程等。因此，在水平定向钻设计前调中线总干渠交叉。供水管线与总干渠轴线交角63。，交叉段必须取得第一手的地质资料，为编制设计方案和计算工程造价起点位

3、于长沙沟以南、总干渠以西，终点位于长沙沟以北、总干提供依据。这些资料一般包括穿越地层的土质类型和结构，土质渠以东，交叉段原管道长度为231m。的主要物理力学特性(特别是土的抗剪强度和土层的内摩擦角)、2方案比较含水量、透水性、岩石硬度、含卵石或砾石的比例等。方案一：供水管道采用水平定向钻PE管穿越南水北调总3．2穿越曲线设计干渠，然后采用沟槽开挖玻璃钢管道直接埋地穿越长沙沟与原穿越曲线设计即寻找最理想的钻进路径，是水平定向钻拖有玻璃钢管道连接。该方案工程投资200．21万元。拉法设计的核心。拖拉管的穿越曲线由造斜段与水平段组成。方案二：采用玻璃钢管倒虹

4、穿越南水北调总干渠和长沙沟，项目区穿越南水北调中线总于渠段两侧地形开阔，有足够平行于长沙沟倒虹吸轴线方向采用玻璃钢管倒虹吸(总干渠底的施工场地，采用水平定向钻方案，穿越长度为265．30m。定向部做套管)自西向东垂直穿越总干渠，在总干渠东侧征地线外转钻穿越入土角为l0。，出土角为8．50o，穿越段的曲率半径为向正北，垂直穿越长沙沟，与原供水管线连接。该方案工程投资1000D。管道位于南水北调中线总干渠渠底护砌高程以下8m，298万元。满足南水北调工程及水平定向钻相关要求。上述方案二为大开挖方案，施工工艺简单，但是对南水北调水平定向钻导向孔轨迹由斜直线段

5、、曲线段、水平直线段组中线总干渠渠底泥灰岩地质破坏比较大，投资大；方案一不影响成。管道穿越控制点位置按下列公式计算：施工环境，对渠道泥灰岩破坏小，管道在地下不受扰动，使用寿a2=Rxsin0人；b2=R×(1-COS0入)；bl=hr-b2；命较长，施工周期短，投资小，故推荐采用方案一，即采用水平定al=btitan0人；cl=R×sin0出；d2=R×(1-cos0出)；向钻PE管倒虹吸穿越总干渠方案。dl=h2-d2；c2=d1／tan0＆；Ll=L—aI—a2一cl—c23穿越段管道设计式中：_入土端曲线的水平长度(m)厂人土端曲线的3．1设计前

6、的准备工作高度(m)．b一人土端直线段的高度m)．c1一出土端曲线的水平、-、矗、写＼!．、石；，I、长度(m)；d2-一出土端曲线的高度(m)；d一出土端直线段的高度作者简介：刘百灵(1980一)，男，工程师，主要从事水利规划设计(m)；Lt—底部直线段的长度m)；R一曲率半径(m)；0一人土工作。角o)；h一入土端地面与底部直线段的高度(m)．a1一入土端《河南水利与南水北调》2o14年第13期南水北调直线段的水平长度m)；0一出土角(。)；h：_出土端地面与(钻进长度)内，深度偏差控制在0．50％L(钻进长度)内。底部直线段的高度(m)；c厂出土

7、端直线段的水平长度m)；I一4．4分级反扩成孔穿越长度m)；导向孔完成后，即可卸下控向用钻具，连接扩孔器，试喷泥经计算，入土端斜直线段长32．40m，第一曲线段长86．80浆正常后，开始扩孔作业。穿越采用三级扩孔，每次预扩孔都进m，水平直线段长20．O0m，第二曲线段长73．90m，出土端斜直行钻杆和钻具的倒运及钻具连接。线长32．20m。扩孔级别如下：3．3钻机选型第一级用350mm扩孔器进行预扩孔；钻机导向系统、孑L底钻具、钻头类型和尺寸根据地质条件、第二级用550mm扩孑L器进行预扩孑L；穿越深度、土层或岩层的造斜能力、造斜配套工具等综合比较选第

8、三级用750mm扩孔器进行预扩孔；用型钻机。第四级用750mm桶式扩孔器进行洗孔。回托力采用下