水平定向钻泥浆特点及指标要求

泥浆特点 水平定向钻工程施工中泥浆的指标是变化的，不同的施工条件和底层环境对泥浆的要求不同，因此水平定向钻中泥浆的现场配制方法和配方上可能有所不同。但从泥浆的功用上可以看出定向钻泥浆的一般性要求。

粘度。定向钻中泥浆的粘度可以被描述为液体流动的能力，良好的粘度性能保证泥浆在孔内适当的流动，粘度过高，

钻头钻进过程中阻力大，降低施工效率；粘度过低，带不出钻屑。应根据现场条件调配适宜的泥浆粘度。

水平定向钻技术与传统开挖作业比较优势

陕西华伟建设有限公司为您说明：水平定向钻技术与传统开挖作业相比，优势十分明显：水平定向钻技术通过计算机控制，使钻机在地下先钻1 个与设计曲线一致的导向孔，水平定向钻然后再将导向孔扩大，从钻出土的位置把管道回拖至扩大的导向孔内，从而完成管道穿越施工，达到基本不***地面上地形地貌和构筑物的目的。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。

陕西华伟建设西安市某快速通道工程污水顶管施工进度

一、总体概况

陕西华伟建设承接的西安某工地快速通道工程污水顶管施工，上游承接污水管道，途径三条交叉路口，接入下游污水干管，***终进入当地污水处理厂。施工长度约为1700m，设计管径为DN1500mm，管道埋深深度约为6.9m-8.4m，管道管材使用的是Ⅲ级钢筋混凝土承插口，接口为橡胶圈接口；因为穿越工程变化多样，并不存在明确的标准能说明定向钻穿越是否可行，而且还决定于施工单位的技术装备和经验。检查井共计25座。

二、工程地质概况及周边环境

沿线场地除了黄土，还有部分黏土，夹薄层砂层，砂层透镜分布不连续，薄厚不均。场地地层总体分布不稳定，地基不均匀。

污水顶管施工呈东西走向，污水管位于现有道路南侧人行道下、周边环境如下表所示：

三、管线情况

本工程位于西安市城区内，地下管线种类繁多且管线布置错综复杂，对于逆作法施工及顶管顶进等工序施工增加难度。

逆作法施工前，***施工***对施工区域内全线地下管线采用人工探挖，探明地下管线分布状况，摸清管线类别、具体分布位置及埋设高程并形成影像资料，探沟以工作井中心点，十字交叉开挖，十字交叉线以工作井净尺寸外扩2m，开挖深度为地表以下2.5m，基底宽度0.8m。在导向孔钻进和回扩过程中，钻头和扩孔器旋转破碎泥(岩)层产生一定的热量，钻杆不停地与孔壁摩擦，也产生一定的热量。上口开挖宽度1.2m，开挖示意如下：

四、工作井、接收井施工

4.1工艺流程

本工程工作井、接收井施工具体工艺流程顺序如下：

冠梁及井壁土方开挖→钢筋加工绑扎→模板安装→冠梁及井壁砼浇筑→第二层土方开挖→钢筋加工绑扎（预埋钢支撑钢板）→模板安装→第二层井壁浇筑→钢支撑架设→重复进行井壁施工→第二道钢支撑架设→重复进行井壁施工→垫层施工→底板施工→顶管设备就位。

根据设计图纸工作井与接收井为矩形，井体混凝土采用C35；混凝土抗渗等级为P8，抗冻等级F150；基础垫层为C15混凝土。

工作井的支撑根据设计要求，采用I45a工字钢在在矩形工作井和接收井四角加斜撑，具体位置见图纸；

井口周围设砖筑500mm防水墙，以防地表水流入坑内，同时设置 1.2m 高的定型护拦。

4.2施工过程展示

土方开挖

土方开挖遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则进行开挖与支撑；并根据土质情况，及时进行钢筋混凝土护壁的支护；截止目前，陕西华伟建设西安某工地快速通道工程污水顶管施工仍在紧张有序进行中。基坑内土方开挖采用人工配合机械分层作业。根据设计图纸的要求挖土按设计图示挖1m，然后按设计要求帮扎好钢筋，搭设好的模板，而后浇筑混凝土、养护。

第二、钢筋工程

第三、模板工程

模板工艺流程如下：安装前检查→模板吊装就位→调整模板位置→安装竖向加强板→安装斜撑→斜撑固定→与相邻模板连接。

第四、模板拆除

第五、混凝土工程

第六、钢支撑架设

第七、底板垫层铺筑及底板施工

负责该项目的陕西华伟建设项目经理说：“施工现场钢筋绑扎，模板，脚手架得到甲方和监理的高度认可，将***其他***参观学习我工***准化，规模化施工。”

第八、工作(接收)井钢扶梯

截至目前，该污水顶管施工已经完成工作井和接收井制作，后期将进行顶管。

非开挖施工方案首要考虑的因素是地层状况

非开挖施工方案首要考虑的因素是地层状况

技术可行性分析定向钻穿越要在技术方面可行，关键是在穿越区域地下形成一个稳定的孔道保证管线能够顺利回拖，或地下土层已经成为流质使管线能够顺着这些流质在外力作用下得以回拖。但整个穿越段都是理想流质的情况比较少见，而且局部可能存在***引起管线防腐层***，因此都要求管线回拖前有一个成形孔道，并向孔道中注入性能合适的泥浆。如果在回拖过程中该孔道能够保持畅通，回拖时作用在管线、钻杆上的钻机设备上的载荷都在允许范围内，采用定向钻穿越就是可行的。因为穿越工程变化多样，并不存在明确的标准能说明定向钻穿越是否可行，而且还决定于施工单位的技术装备和经验。为了简便起见，分析穿越的技术可行性可通过与以往工程中的基本参数进行比较，即地层状况、穿越长度、直径，这三个因素作用在一起将很大程度上决定定向钻穿越的可行性。在人工掘土工序中产生的渣土，由于施工现场场地狭小，且北边进行桩基施工，不具备现场囤土条件，且周边均无可租赁场地进行囤土，所有开挖土方均需要外运至弃土场，回填时均需外购土方。

首要考虑的因素是地层状况，其中两种地层***不利于穿越，即高砾石含量的砾质地层、强度和硬度特别高的岩石。地层中含有砾质成分太多时成孔难度大，因稳定性差不易被钻削成孔或成孔后局部塌方，并滞留于孔中不易被泥浆带走，成为钻头、扩孔器钻进和管线回拖时的障碍物。高强度和硬度的岩石同样是穿越的障碍，钻孔、扩孔速度特别慢，对钻杆、钻具要求高，钻进方向控制困难；水平定向钻要求泥浆的流动性要好，且泥浆在长时间的养护过程中粘度不能急剧上升，失去流动性，形成果冻状，失去对孔壁的压力。相反，特别容易破碎的岩石象砾质一样给成孔带来不稳定的因素。地层状况与穿越可行性关系见表1。

管线穿越的路由地质情况可能相当复杂，不同区段含有不同的成分，尽管对穿越曲线优化设计，有时也将通过不利于穿越的地层，能否穿越决定于该地层穿越长度、连续性及在整条穿越曲线中位置，如改变几类地层排列顺序将使穿越情况完全发生改变。另外，对地层状况认识是建立在分析钻探岩芯性质的基础之上，由于钻探调查是非连续地进行，而管线穿越沿设计曲线连续进行，在实际穿越中可能遇到意想不到的地层，施工前需充分考虑各种因素。土方开挖遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则进行开挖与支撑。

穿越长度和管径主要受钻机和钻具的能力限制，因为在钻导向孔过程中，钻杆存在弹性使穿越长度不能无限延长，而且随着穿越长度的增加，对钻头的钻进方向的控制能力逐步减弱，导向孔很难按设计的穿越曲线完成。要实现成品管线的回拖，孔径需扩至管径的1.2～1.5倍，这样对于大口径管线穿越，对坚硬地层进行扩孔作业时扭矩非常大，钻杆强度有时不能满足要求；”电力工程是电力系统中至关重要的一个步骤，在电力的输送过程中严格的保障着输送电力的质量稳定和安全，很大程度上促进着当地的电力方面的发展。在表2管道定向钻穿越长度和直径大的工程砾质、砂质地层情况下，径越大的孔道越难维持稳定状态而易出现塌方，这些因素限制了大直径管线的穿越。表2列出了目前已经完成的穿越长度和直径的大纪录，分析定向钻穿越可行性时可与之比较。

对于复杂地质条件下的长距离大口径管道穿越工程，必须将地层状况、穿越长度、管道直径这三个因素综合考虑，在目前的技术和装备条件下分析能否采用定向钻穿越施工，可参考表3复杂地层状况下穿越管径、长度可利于管道的保护。但是能否进行定向钻穿越受行性表。许多因素的限制，需对特定管道工程的穿越可行性进行分析，通过对地层状况、穿越长度、管道直径三个主要因素进行分析，从技术角度给出了可以进行油气管道穿越工程采用定向钻钻进技术确为非穿越的基本范围条件，可为分析定向钻穿越可行性常好的方案，可以节省工程***，缩短施工周期，有时提供一定指导。陕西华伟建设引进国内外***的施工专用设备，拥有23吨、33吨、38吨、50吨、100吨大型水平定向钻设备，引进世界***的导向仪器，拥有***的设计软件，让客户做到没有后顾之忧。