定向钻穿越施工中卵砾石层的处理
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用 一次性 岩石 扩孔 器进 行 四级扩孔 ，分别 为 ２ 、 ０ ２” 、２ 和 ３” 。由于人 出土点本 身有 １ｍ的高 ６ ３ ８ ３
差 ，加之开挖造成 的 ２ ｍ高差 ，导致两侧实际存在 １ｍ 的高 差 ， 就造 成人 土侧 约有 ７ ｍ的孔 洞 内没 ５ 这 ２
图 １ 施 工 现 场
１ ４
２１ ０ ０年 ８ 月
定 向钻穿越施工 中卵砾石层 的处理
葛 松 戴兴凯 时国伟
（ 中国石油 管道局 穿越 公 司， 北 廊 坊 ） 河
摘 要 ： 随着水平定向钻 穿越施工技 术的不断发展 ， 卵砾石层 穿越 已不在是水平 定向钻 穿越难 以逾越 的禁 区， 如何在穿越施工 中更好 的隔离卵砾 石层 已成 为定 向钻 穿越行业 内的热点话题 。现 以涩宁兰输气管
２ｍｘ１ｍ， ０ ０ 在基 坑 两侧 及前 面 用砂 袋 护 坡 隔离 卵
石， 开挖 时 卵石 的堆放 应 距坑 边 不少 于 ２ 在 入 土 ｍ， 侧基 坑作业 平 台上挖 一个 ３ ｅ 的 台阶 以方便 钻头 ０ｍ 人土 。基 坑 内采用 水 泵连续 排 水 ， 以方 便施 工 和避 免 积水造 成基 坑塌方 ， 图 １ 如 所示 。
定 向钻在 两岸 出、人 土点 附 近穿 越卵 石层 ， 施
管为 ｌ４ ４ ｒ ，穿越最低点管底标高距河床 １ ． ｍ ｘ ５ ａ
最低处标 高差 ８４ ． ｍ。
工前需将卵石进行大开挖隔离处理 ， 中人土端开 其 挖深度 约 ５ 出土端 开挖约 ７ ｍ， ｍ。
２ 工程地质情况
穿越断面揭示 的地层岩性主要为第 四系 冲洪 积卵石 、 粉土 ， 以及下 伏基 岩 白垩 系 （ ） Ｋ１泥岩 。 卵石
展也使得非开挖技术不断发展 ， 同时也带来了更多 的难题需要攻克 ， 中， 其 卵砾石层隔离就是定 向钻 穿 越施工 的一 大难题 。一 般 卵砾 石层 分布在 定 向钻 穿越 曲线 的一端或两端（ 目前还没有在中间段穿越 卵砾石施工的案例 ）处理方法主要有土体改 良、 ， 夯 套管隔离、 顶管隔离 、 大开挖隔离这四种施工方法。
３ 施工 中采用 的主要技术措施
３１ 施 工 准 备 ．
本 工程 在 人 出土 侧各 需 挖 一个 深 ５ 和 ７ 的 ｍ ｍ
作者简介 ： 葛松 ： 中石油管道 局穿越公司（ 地址： 河北省廊坊市经济技术开发 区金源东道 １ ６号穿越公 司 邮编 ：６ ０ １ 。 ０５ ０ ） 戴兴凯： 中石油管道局管道一公 司； 时国伟 ： 中石油管道北京输油气分公 司。
下 面 我 以涩 宁 兰输 气 管 道 复 线工 程 河 咀 湟 水河 穿
种， 其中强风化泥岩局部呈土状 ， 风化裂隙发育 ， 泥 质 结构 ， 岩芯采 取率 小 于 ３ ％ ， 用 Ｒ Ｄ判 断岩 石 ０ 利 Ｑ
质 量属 于极 差 的 。中风 化泥 岩 泥质结 构 ， 矿物 成 分 主要为粘 土 矿物 、 英等 ， 芯 以柱状 为 主 ， 石 岩 岩芯 采 取率 一般 在 ７ ％ ８ ％问 ，利用 ＲＱ ０ ５ Ｏ判 断岩石 质
第３ 期
葛 松 ： 向钻穿越施工中卵砾石层的处理 定
１ ５
泥浆粘 度在 ５ ｓ 右 ，返 出 的泥浆用 泵及 时抽 出排 ０左 净 ， 基坑 清洁 避免泥 浆循 环将卵 石带人 洞 内。 保证
３３ 预 扩 孔 ．
穿越出两侧开挖的卵砾石层外 ， 其余均为泥岩 层 ， 层差 别不 大 ， 地 并且 岩 石硬 度较 低 ， 次扩孔 采 本
Βιβλιοθήκη Baidu
０８ ． ５ ５７ ． ４
Ｏ１ ３ ．３
本工 程设 计 为水平 定 向钻 穿越 工程 ， 平 穿越 水 长度 ４ ８ ｍ， 土角 １。 ， ６． 入 ７ ２ 出土 角 ８ ， 土侧 地面 。 入 标 高 比出土 侧地 面标 高 高 １ｍ， 向钻 穿越 为 一孔 ３ 定 双 拖 两 条 管 线 ， 管 线 为 （６０×１． 主 Ｉ６ ） １ ｍｍ， 缆 套 ９ 光
中在我 国得 到 了迅猛 的发展 ， 开挖 领域 的不 断拓 非
层 中卵 石含 量 约 在 ７ ％， 石 含量 约 在 １％， 石 ０ 飘 ０ 卵 粒径多在 ４—１ｅ 之 间 ， ０ｒ ａ 少量 达 １ｃ 以上 。 ４ｍ 漂石 粒 径多在 ３ｅ 左 右 。卵石 、 ０ｒ ａ 漂石 之 间多充 填 中 、 细砂 和 圆砾 ， 占 ２ ％。泥 岩 主要是 强 风化 和 中风 化两 约 ０
有 泥浆 ， 给施 工 造 成 了很 大 的难 度 ， 增 加 了施 这 也
工 的风 险性 。
施 工作 业 坑 ， 坑 采用 放 坡 开 挖 的 方式 ， 度 比为 基 坡 １ １ 在基 坑最 深 处挖 出一 个施 工 作业 平 台 ， ×宽 ：， 长
＝
施 工 中出 ２ ”扩 孔一 次扩 出外 ， Ｏ 其他 三级 扩孔 均 在距 人 土侧 １０～２０ ５ ０ ｍ位置 处扭 矩增 大 ， 孔速 扩 度 十分 缓慢 ， 法 正常 扩孔 ， 于这 种 情况 ， 无 鉴 采用 在 人 土侧 安装 一个 小 级别 桶式 扩 孔器 进行 正 向洗 孔 ，
道复线工程河咀湟水河穿越工程为例 ， 浅谈水平定向钻 穿越施工中卵砾石层的隔离处理措施 。
关键 词 ： 向钻 、 定 卵砾 石 、 向洗 孔 、 正 大高 差
随着管道建设线路的不断优化 ， 环境保护和水 土保持力度 的不断加大 ， 传统的开挖方式越来越不 适应现代化建设的。求 ， 导 而水平定向钻非开挖施工 技术 作为 一种 新 型 的地 下 管道施 工 技术 ， 近 十年 最
量属于较好 的， 如表 １ 所示。
表 １ 岩 石物理 力学 性质统 计表
岩 性 统 计 项 目 单 轴极 限 抗压 强度 （ ａ 天 然 ） ＭＰ 】 （
最 大值 １． ４７
越施工为例 ， 浅谈一下大开挖隔离卵砾石。
１ 工程概况
泥 岩
最 小值 平 均值
变 异 系 数
差 ，加之开挖造成 的 ２ ｍ高差 ，导致两侧实际存在 １ｍ 的高 差 ， 就造 成人 土侧 约有 ７ ｍ的孔 洞 内没 ５ 这 ２
图 １ 施 工 现 场
１ ４
２１ ０ ０年 ８ 月
定 向钻穿越施工 中卵砾石层 的处理
葛 松 戴兴凯 时国伟
（ 中国石油 管道局 穿越 公 司， 北 廊 坊 ） 河
摘 要 ： 随着水平定向钻 穿越施工技 术的不断发展 ， 卵砾石层 穿越 已不在是水平 定向钻 穿越难 以逾越 的禁 区， 如何在穿越施工 中更好 的隔离卵砾 石层 已成 为定 向钻 穿越行业 内的热点话题 。现 以涩宁兰输气管
２ｍｘ１ｍ， ０ ０ 在基 坑 两侧 及前 面 用砂 袋 护 坡 隔离 卵
石， 开挖 时 卵石 的堆放 应 距坑 边 不少 于 ２ 在 入 土 ｍ， 侧基 坑作业 平 台上挖 一个 ３ ｅ 的 台阶 以方便 钻头 ０ｍ 人土 。基 坑 内采用 水 泵连续 排 水 ， 以方 便施 工 和避 免 积水造 成基 坑塌方 ， 图 １ 如 所示 。
定 向钻在 两岸 出、人 土点 附 近穿 越卵 石层 ， 施
管为 ｌ４ ４ ｒ ，穿越最低点管底标高距河床 １ ． ｍ ｘ ５ ａ
最低处标 高差 ８４ ． ｍ。
工前需将卵石进行大开挖隔离处理 ， 中人土端开 其 挖深度 约 ５ 出土端 开挖约 ７ ｍ， ｍ。
２ 工程地质情况
穿越断面揭示 的地层岩性主要为第 四系 冲洪 积卵石 、 粉土 ， 以及下 伏基 岩 白垩 系 （ ） Ｋ１泥岩 。 卵石
展也使得非开挖技术不断发展 ， 同时也带来了更多 的难题需要攻克 ， 中， 其 卵砾石层隔离就是定 向钻 穿 越施工 的一 大难题 。一 般 卵砾 石层 分布在 定 向钻 穿越 曲线 的一端或两端（ 目前还没有在中间段穿越 卵砾石施工的案例 ）处理方法主要有土体改 良、 ， 夯 套管隔离、 顶管隔离 、 大开挖隔离这四种施工方法。
３ 施工 中采用 的主要技术措施
３１ 施 工 准 备 ．
本 工程 在 人 出土 侧各 需 挖 一个 深 ５ 和 ７ 的 ｍ ｍ
作者简介 ： 葛松 ： 中石油管道 局穿越公司（ 地址： 河北省廊坊市经济技术开发 区金源东道 １ ６号穿越公 司 邮编 ：６ ０ １ 。 ０５ ０ ） 戴兴凯： 中石油管道局管道一公 司； 时国伟 ： 中石油管道北京输油气分公 司。
下 面 我 以涩 宁 兰输 气 管 道 复 线工 程 河 咀 湟 水河 穿
种， 其中强风化泥岩局部呈土状 ， 风化裂隙发育 ， 泥 质 结构 ， 岩芯采 取率 小 于 ３ ％ ， 用 Ｒ Ｄ判 断岩 石 ０ 利 Ｑ
质 量属 于极 差 的 。中风 化泥 岩 泥质结 构 ， 矿物 成 分 主要为粘 土 矿物 、 英等 ， 芯 以柱状 为 主 ， 石 岩 岩芯 采 取率 一般 在 ７ ％ ８ ％问 ，利用 ＲＱ ０ ５ Ｏ判 断岩石 质
第３ 期
葛 松 ： 向钻穿越施工中卵砾石层的处理 定
１ ５
泥浆粘 度在 ５ ｓ 右 ，返 出 的泥浆用 泵及 时抽 出排 ０左 净 ， 基坑 清洁 避免泥 浆循 环将卵 石带人 洞 内。 保证
３３ 预 扩 孔 ．
穿越出两侧开挖的卵砾石层外 ， 其余均为泥岩 层 ， 层差 别不 大 ， 地 并且 岩 石硬 度较 低 ， 次扩孔 采 本
Βιβλιοθήκη Baidu
０８ ． ５ ５７ ． ４
Ｏ１ ３ ．３
本工 程设 计 为水平 定 向钻 穿越 工程 ， 平 穿越 水 长度 ４ ８ ｍ， 土角 １。 ， ６． 入 ７ ２ 出土 角 ８ ， 土侧 地面 。 入 标 高 比出土 侧地 面标 高 高 １ｍ， 向钻 穿越 为 一孔 ３ 定 双 拖 两 条 管 线 ， 管 线 为 （６０×１． 主 Ｉ６ ） １ ｍｍ， 缆 套 ９ 光
中在我 国得 到 了迅猛 的发展 ， 开挖 领域 的不 断拓 非
层 中卵 石含 量 约 在 ７ ％， 石 含量 约 在 １％， 石 ０ 飘 ０ 卵 粒径多在 ４—１ｅ 之 间 ， ０ｒ ａ 少量 达 １ｃ 以上 。 ４ｍ 漂石 粒 径多在 ３ｅ 左 右 。卵石 、 ０ｒ ａ 漂石 之 间多充 填 中 、 细砂 和 圆砾 ， 占 ２ ％。泥 岩 主要是 强 风化 和 中风 化两 约 ０
有 泥浆 ， 给施 工 造 成 了很 大 的难 度 ， 增 加 了施 这 也
工 的风 险性 。
施 工作 业 坑 ， 坑 采用 放 坡 开 挖 的 方式 ， 度 比为 基 坡 １ １ 在基 坑最 深 处挖 出一 个施 工 作业 平 台 ， ×宽 ：， 长
＝
施 工 中出 ２ ”扩 孔一 次扩 出外 ， Ｏ 其他 三级 扩孔 均 在距 人 土侧 １０～２０ ５ ０ ｍ位置 处扭 矩增 大 ， 孔速 扩 度 十分 缓慢 ， 法 正常 扩孔 ， 于这 种 情况 ， 无 鉴 采用 在 人 土侧 安装 一个 小 级别 桶式 扩 孔器 进行 正 向洗 孔 ，
道复线工程河咀湟水河穿越工程为例 ， 浅谈水平定向钻 穿越施工中卵砾石层的隔离处理措施 。
关键 词 ： 向钻 、 定 卵砾 石 、 向洗 孔 、 正 大高 差
随着管道建设线路的不断优化 ， 环境保护和水 土保持力度 的不断加大 ， 传统的开挖方式越来越不 适应现代化建设的。求 ， 导 而水平定向钻非开挖施工 技术 作为 一种 新 型 的地 下 管道施 工 技术 ， 近 十年 最
量属于较好 的， 如表 １ 所示。
表 １ 岩 石物理 力学 性质统 计表
岩 性 统 计 项 目 单 轴极 限 抗压 强度 （ ａ 天 然 ） ＭＰ 】 （
最 大值 １． ４７
越施工为例 ， 浅谈一下大开挖隔离卵砾石。
１ 工程概况
泥 岩
最 小值 平 均值
变 异 系 数