非开挖定向穿越―拉管技术在汉沽引水工程中的应用

【摘 要】在管道施工过程中，当遇到公路、铁路、河流、建筑物等地上障碍物时，采用传统的明开挖工艺无法施工，采用顶管、沉管等施工工艺造价较高，工期较长。采用非开挖定向穿越―拉管施工，即经济又能大大缩短施工周期。本文通过汉沽引水工程非开挖定向穿越―拉管施工，详细介绍拉管技术工艺流程，磁方位角控制，扩孔及管道回托等工艺方法，供业者参考。【关键词】 拉管 磁方位角 扩孔 管道回托中图分类号： TE823

文献标识码： A一、定向穿越―拉管技术施工程序①测量放线 ②设备搬迁、井场布置③系统安装、调试 ④磁方位测量 ⑤试钻 ⑥钻导向孔⑦五级预扩孔+一次清孔⑧管道回拖 ⑨设备撤场、竣工整理1测量放线根据设计要求和监理提供的穿越中心线桩和出、入土点桩进行复测，建立三角坐标系和控制标点。入土点作业区的放线原则是：以入土点为基准，前后分别为20m和50m。用白石灰将边线和穿越中心线标识出。出土点作业区的放线原则是：以出土点为基准，前方为25m，后方15m。用白石灰将边线和穿越中心线标识出。根据施工场地的具体情况，灵活调整出、入土点作业区的面积和设备的安装空间，以安全、够用、经济为原则。2设备搬迁、井场布置为保证设备安装顺利进行，防止设备因作业场地限制而发生拥挤现象。设备进场安装应按照先后顺序进行。设备进场安装顺序为：锚固箱安装 钻机安装 钻机操作控制室安装泥浆系统安装 泥浆泵安装钻杆摆放就位 其他设备安装就位。锚固箱安装就位后，用吊车配合，将钻机及配套设备连接安装就位，根据管道穿越中心线，调整钻机的左右位置，使钻机中心线与管道穿越中心线重合；根据设计图纸提供的入土角调整钻机高度，使钻机的行走轨道与水平面的夹角与设计的入土角相吻合。其它动力系统、泥浆系统按平面布置摆放在相应的位置。具体入土点作业区平面布置图如下：入土点作业区平面布置示意图3 系统安装、调试所有设备进入施工现场后，进行系统安装，按照空中不布线的安全原则：所有的电缆线埋地，所有的水管线避开行车路线。系统安装完毕检查一切正常后，进行系统试运转。同时，在开钻施工前认真检查钻杆、麻花钻杆、无磁钻铤、扩孔器、卸扣、万向节等钻机具的质量，清洗丝扣并进行无损检测，确保内部无损伤，检查钻头的水眼是否更换等等，在扩孔、回拖前还要检查并确保扩孔器的水眼畅通，卸扣无变形、锁销完好，万向节丝扣，对钻杆、麻花钻杆要进行严格的选择、测量和级配编号。4 磁方位角测量磁方位角作为定向钻穿越工程最重要的控向数据，是确保穿越曲线圆滑的最重要的保障。因此，在导向孔开钻前，要认真做好穿越中心线的磁方位角测量，这一数值是导向孔控向的原始依据数值，必须准确。用全站仪通过在穿越中心线上地表多点测量（一般情况下，出、入土侧各取两个点），然后将各组数据进行分析对比，排除那些由于磁干扰而错误的数据，确定正确的磁方位角数值。如果各组数据相差较大（0.2°以上），则增加测量点（2-4个），直到确定正确的数值。5试钻搬迁、就位、连接、复测完成后，对施工用的机械设备进行单机试运，对泥浆系统、控向系统进行调试。然后按地质条件配好足量泥浆，进行喷射，钻机试钻进20m―30m（两至三根钻杆），检测各部位、各系统的运行情况，发现问题及时处理。6 钻导向孔6.1 钻导向孔采用的钻具主要有：钻杆采用5 1/2″API标准S135内部加厚型钻杆、钻头采用8 -1/2"三牙轮铣齿钻头； 6-5/8″无磁钻铤1根；控向设备采用英国Sharewell公司生产的Tru-Trucker system实时跟踪系统和MGS系统，在整个穿越过程中采用地面信标系统（Tru-Trucker system）配合MGS系统进行准确跟踪定位，确保出土位置准确无误。

6.2 在导向孔钻进过程中，要认真观察孔内泥浆返出情况，每一小时取样一次，泥浆工程师做好试验分析，将分离物与地质勘探报告相比较，确定是否进行泥浆性能调整，并做好记录，以便准确判断钻进过程中的地质情况，来决策钻进运行，确保钻导向孔一次成功。控向员严格按图纸设计要求进行控向，导向孔是以后各级预扩孔和回拖管道的基础。导向孔严格按设计曲线钻进，在开钻前对司钻人员作好详细的技术交底，对每一根钻杆的钻进要求都提前在图纸上作好标注，控制钻杆的折角变化：单根钻杆折角变化

切割刀式扩孔器和桶式扩孔器示意图在扩孔过程中，扩孔扭矩控制在30000ft・lb以内，推拉力控制在