惠寧線黃河定向鉆穿越復(fù)雜地層的施工控制措施

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1、惠寧線黃河定向鉆穿越復(fù)雜地層的施工控制措施第24卷第2?3期2007正非開(kāi)挖技術(shù)Trencb」essTechnologyVol.24.No.2A0Mar.,200727惠寧線黃河定向鉆穿越復(fù)雜地層的施工控制措施郭清泉仲油管道局穿越公司，河北廊坊065001)摘要:惠寧線黃河定向鉆穿越,地層為卵石層，膠結(jié)狀粉質(zhì)粘土層和細(xì)砂，中粗砂層,礫砂巖層,穿越地層交界頻繁，地質(zhì)復(fù)雜多變;施工中細(xì)化技術(shù)方案和技術(shù)措施，克服了地質(zhì)地層交錯(cuò)變化較快等的各項(xiàng)難題，最終確保了定向鉆穿越一次冋拖成功.關(guān)鍵詞:惠寧黃河，復(fù)雜地層，控制，措施惠寧線黃河定向鉆穿越是對(duì)原

2、馬惠寧輸油管道黃河穿越的改造工程，位于寧夏回族自治區(qū)中寧縣境內(nèi)，工程建設(shè)單位為屮國(guó)石油天然氣股份公司管道長(zhǎng)慶輸油分公司;由中國(guó)石油天然氣管道局穿越分公司使用HK-150C鉆機(jī)進(jìn)行施工，按照制定的技術(shù)方案和技術(shù)措施，參戰(zhàn)人員克服了施工地質(zhì)特別復(fù)雜，地層交錯(cuò)變化較快等的各項(xiàng)難題，最終確保了定向鉆穿越一次回拖成功.1工程基本情況惠寧線黃河穿越管道設(shè)計(jì)壓力為5.0MPa.設(shè)計(jì)定向鉆設(shè)計(jì)水平長(zhǎng)度度1494.53米,穿越管段采用采用?3力X8mm的直縫電阻焊鋼管,材質(zhì)為L(zhǎng)360.穿越曲線水平段河槽內(nèi)埋深20米?30米，定向鉆東岸入土端入土角11059

3、,需安裝套管90米隔離卵石層，西岸出土角7.59,采用開(kāi)挖方式越過(guò)卵石層，達(dá)到成孑L目的?定向鉆穿越設(shè)計(jì)曲率半徑為1500D（566米）.2主要穿越的地層穿越段地處黃河河谷，穿越段地層以第四系粉質(zhì)粘土，砂，礫，卵石等土層為主，穿越地層交界頻繁.表層素填土，主要成分為粉土，粉質(zhì)粘土，局部含卵石級(jí)顆粒，下層卵石,青灰色或雜色，松散?筏實(shí)，骨架物占60%?80%,—般粒徑20mm?80mm,最大粒徑超過(guò)200mm,充填物多為砂土.四層粉質(zhì)粘土（似泥巖），硬塑?堅(jiān)硬，切面光滑，干強(qiáng)度高，韌性高?五層圓礫，密實(shí)，一般粒徑2?20nim,偶見(jiàn)最人粒徑

4、100mm,母巖成分以石英巖,石英砂巖為主，充填物為中細(xì)砂，砂土，分布較廣泛.六層礫砂（局部礫砂巖），飽和，密實(shí)?七層粉細(xì)砂，中沙，粗砂交錯(cuò),飽和，密實(shí)，各層含程度不同的礫石顆粒,局部夾圓礫薄層，鈣質(zhì)膠結(jié)硬層.3施工難點(diǎn)分析和擬定的施工技術(shù)措施由丁穿越斷面地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,穿越地層交界頻繁，卵石層,較堅(jiān)硬的膠結(jié)狀粉質(zhì)粘土層（泥巖）和細(xì)砂（流砂層），中粗砂層,礫砂巖層交錯(cuò)（砂層中含有不同程度的圓礫），不同的地質(zhì)層面交錯(cuò),硬度不均，軟硬交錯(cuò)，地層分布規(guī)律性差，且不同深度內(nèi)存在鈣質(zhì)膠結(jié)層，膠結(jié)層無(wú)規(guī)律分布，比較堅(jiān)硬，天然抗壓強(qiáng)度8.63?61.2

5、7MPa.針對(duì)這些情況，入土端釆用夯管法進(jìn)行隔離卵石層，出土端采用大開(kāi)挖法剝離卵石層施工;導(dǎo)向孔作者簡(jiǎn)介哼K清泉，工程師，中國(guó)石油天然氣管道局穿越分公司工作，擔(dān)任穿越公司第七項(xiàng)目經(jīng)理部項(xiàng)目經(jīng)理，負(fù)責(zé)惠寧線黃河穿越改造工程的施工.非開(kāi)挖技術(shù)TrenchlessTechnology2007矩圖1黃河穿越夯管施工時(shí)掏出的土層穿越采用液壓動(dòng)力馬達(dá)帶動(dòng)鉆鉆頭；擴(kuò)孔器.圖2黃河穿越入土端夯管施工擴(kuò)孔采用巖石級(jí)洗孔，于11月15H回拖完畢.針對(duì)該工程，穿越公司經(jīng)過(guò)了多次方案研討，項(xiàng)口部根據(jù)制定的施工方案，進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化,精心組織，周密安排，針對(duì)不同工序

6、和施工層位，加強(qiáng)過(guò)程控制，落實(shí)好施工的每一個(gè)步驟，抓好每一個(gè)環(huán)節(jié)，形成落實(shí)到底的工作運(yùn)行機(jī)制,切實(shí)做到認(rèn)識(shí)到位，措施到位，工作到位,有力保證工程的順利進(jìn)行.4工程施工情況由于穿越斷面含有卵石層，入土端采用夯入?1016X22mm肓縫鋼套管的方法進(jìn)行施工,9月16日開(kāi)始采用邊夯管變?nèi)斯ぬ屯恋姆椒ㄊ┕?10刀3H方進(jìn)行完畢，夯管長(zhǎng)度約為90m?岀土端采用開(kāi)挖方式通過(guò)卵石層,10月6口開(kāi)始進(jìn)行，由于地層水位較高，作業(yè)層面與黃河相通,開(kāi)挖坑滲水量較快，開(kāi)挖難度較大，至10月14日開(kāi)挖出施工作業(yè)面，開(kāi)挖深度約10m.鉆機(jī)于2006年10月8口開(kāi)鉆，

7、鉆進(jìn)至910m時(shí)，鉆進(jìn)困難，行進(jìn)異常，判斷地層為較硬的礫砂巖層，將鉆頭拔出更換后，順原孔進(jìn)行鉆進(jìn)，于18日出土，導(dǎo)向孔基本按照設(shè)計(jì)曲線穿越，穿越出土段曲線走的礫砂和粉細(xì)砂層.鉆頭出土后，空轉(zhuǎn)鉆桿扭矩較大，判斷流砂堆積鉆桿，遂決定置換鉆桿，行進(jìn)速度時(shí)快時(shí)慢，扭矩局部達(dá)到極限，直至鉆桿前進(jìn)困難，發(fā)牛鉆桿公扣接頭頸部斷裂.10月24日重新開(kāi)始進(jìn)行穿越，入土端走原孔鉆進(jìn)，穿越至1060m位置時(shí)，設(shè)計(jì)位置調(diào)整,抬高穿越曲線走新孔，出土端附近曲線走粉質(zhì)粘土層，至28口出土，穿越實(shí)際長(zhǎng)度1502m.接著采用巖石擴(kuò)孔器開(kāi)始進(jìn)行二級(jí)擴(kuò)孔,一5施工中采取的主

8、要技術(shù)控制措施5.1兩端卵石層的通過(guò)措施由于穿越斷面上層為卵石層，主要為沉積圓礫充填混粒砂密實(shí)狀態(tài)，定向鉆不能成孔，需要對(duì)出入土段的卵石層進(jìn)行處理，保證定向鉆施工的順利進(jìn)行?經(jīng)研究論證，決定在