楊明(中國(guó)石油管道局工程有限公司第四分公司,河北 廊坊 065000)

陸對(duì)島、島對(duì)陸穿越淤泥地質(zhì)鉆機(jī)錨固法

楊明(中國(guó)石油管道局工程有限公司第四分公司,河北 廊坊 065000)

吳昆管道工程為川氣東送江蘇省內(nèi)配套工程，管道連接蘇州吳江區(qū)和昆山市，管徑φ813mm。該工程將導(dǎo)引川氣氣源與蘇州市天然氣管網(wǎng)互聯(lián)互通，形成該市天然氣接收戰(zhàn)略通道，實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的能源保供格局，更好的支撐地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。特別是其中的白蜆湖一陸對(duì)島穿越1486米，白蜆湖二島對(duì)陸穿越1383米。由于施工所在的島嶼為人工填埋島，地質(zhì)極為松軟。地表多為淤泥，承載力極差。同時(shí)白蜆湖一穿的出土點(diǎn)即是二穿的入土點(diǎn)，無(wú)論從物資設(shè)備運(yùn)輸上島還是工程施工都存在很高的風(fēng)險(xiǎn)隱患，施工難度極大。白蜆湖定向鉆穿越是全線(xiàn)定向鉆工程的重中之重。也是決定全線(xiàn)能否順利貫通的重要控制性工程。圍繞吳昆管道白蜆湖施工中的面臨的難題和急待解決的問(wèn)題積極面對(duì)，明確目標(biāo)，開(kāi)拓思路，改進(jìn)創(chuàng)新。項(xiàng)目決定提前謀劃，主動(dòng)優(yōu)化方案，考慮創(chuàng)新應(yīng)用淤泥地質(zhì)鉆機(jī)錨固法、“陸對(duì)島、島對(duì)陸”穿越施工法破解工程瓶頸； 利用昆山豐富的水運(yùn)條件，打通水上運(yùn)輸通道，實(shí)現(xiàn)設(shè)備低成本搬遷上島任務(wù)及后續(xù)的往來(lái)資源調(diào)遣；大膽增大擴(kuò)孔級(jí)差，縮短工期；自行設(shè)計(jì)改進(jìn)擴(kuò)孔器，降低風(fēng)險(xiǎn)，力求克服了種種技術(shù)難關(guān)，最終達(dá)到順利完成吳昆管道白蜆湖陸島-島陸兩穿的目的。

陸島穿越;淤泥地質(zhì)鉆機(jī)錨固法

1 技術(shù)方案與技術(shù)指標(biāo)：

1.1 計(jì)劃實(shí)施方案與傳統(tǒng)混凝土澆筑地錨方案對(duì)比

(1)白蜆湖1穿入土點(diǎn)位于人工填埋島上，由于島上潮濕多雨，地質(zhì)極其松軟， 重力承載力和推力承載力很差，地錨坑挖開(kāi)后現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)幾乎無(wú)任何承載力，如果使用水泥澆筑后會(huì)直接下沉，起不到穩(wěn)固效果，即便是混凝土勉強(qiáng)能夠澆筑成型，由于地質(zhì)松軟也會(huì)發(fā)生位移，無(wú)法穩(wěn)固，更承受不了大的拉力。

(2)原施工平臺(tái)修筑方案中，要求填埋島填埋鋪墊完成后用壓路機(jī)平整壓實(shí)，可實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地并沒(méi)有平整壓實(shí)，并且存在大量淤泥和坑洼處，對(duì)正常施工造成很大影響。

(3)綜上所述，采用傳統(tǒng)地錨穩(wěn)固方法無(wú)法固定住地錨，無(wú)法保證地錨能夠承受大的拉力，對(duì)最后回拖造成極大的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 淤泥地錨穩(wěn)固方案

(1)開(kāi)挖地錨坑，底層鋪墊5塊4.5米×0.9米道板。

(2)在地錨箱前端打入6根12米鋼樁(直徑325)，兩側(cè)各打入1根12米鋼樁，地錨后端打入3根12米鋼樁，形成立體圍擋框架，每根鋼樁用鋼板和地錨相連接，并焊接牢固，防止地錨出現(xiàn)位移。

(3)用12根鋼絲繩和預(yù)埋管頭連接，然后將鉆機(jī)固定在鋼絲繩上邊并拉緊，形成一個(gè)穩(wěn)固的受力整體。每根樁可以承受15噸拉力，共使用11根12米鋼樁，共可承受165噸拉力。鋼絲繩破斷拉力每根60噸，地錨連接鉆機(jī)共使用12根粗鋼絲繩，共可承受720噸拉力。取三倍安全系數(shù)720噸÷3=240噸。240+165=405噸

(4)地錨本身的截面積為6米×1.8米 =10.8 每平米可以受力10噸拉力，共可承受拉力是108噸。

(5)按此方案穩(wěn)固后的地錨總共可以承受的拉力為165噸+240噸+108噸=513噸，根據(jù)白蜆湖二穿回拖的啟動(dòng)拉力可以滿(mǎn)足需求。

2 技術(shù)水平及應(yīng)用推廣總結(jié)

2.1 技術(shù)革新點(diǎn)

(1)擺脫了傳統(tǒng)工藝中必須要混凝土澆筑地錨箱進(jìn)行固定的束縛。

(2)對(duì)地錨箱使用焊接工藝進(jìn)行改造后，再采用一定數(shù)量和規(guī)格的鋼樁和鋼絲繩進(jìn)行固定連接后，鉆機(jī)回拖所能承受的拉力甚至超過(guò)了傳統(tǒng)混凝土澆筑后的地錨箱所承受的拉力。

(3)為以后在類(lèi)似的環(huán)境、地質(zhì)進(jìn)行施工時(shí)，淤泥地安裝地錨箱提供了新的方法。

(4)此項(xiàng)工程成本并不高，第一次購(gòu)買(mǎi)材料制作使用后的鋼樁和鋼絲繩在工程結(jié)束后還可以回收利用，一舉多得。

2.2 技術(shù)水平

(1)制作改造此地錨箱所用的材料(焊材、鋼樁、鋼絲繩、卡環(huán)等)要嚴(yán)格按照所需的型號(hào)進(jìn)行購(gòu)置，這樣在使用時(shí)才能達(dá)到預(yù)期的效果。

(2)白蜆湖島上穿越回拖的過(guò)程中，鉆機(jī)拉力最大達(dá)到了近200噸，地錨箱紋絲不動(dòng)，說(shuō)明我們的制作的地錨箱是成功的，經(jīng)的住實(shí)戰(zhàn)的檢驗(yàn)。

(3)此項(xiàng)技術(shù)除了能夠解決淤泥地質(zhì)的地錨箱穩(wěn)固問(wèn)題，即使在普通場(chǎng)地或者成本造價(jià)較小的工程中也可以應(yīng)用，起到降低成本的作用。

3 應(yīng)用及效益情況

川氣東送江蘇配套管線(xiàn)(吳昆管道工程)白蜆湖(一)(二)定向鉆穿越段地貌類(lèi)型屬于太湖淤積平原，地勢(shì)平坦，陸島穿越管線(xiàn)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1383m/1486m，管徑Φ813×23.8mm，穿越地層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。

由于江南地區(qū)水網(wǎng)密集，河流湖泊密布，形成了淤泥質(zhì)黏土地質(zhì)，特別是地表淺層多為承載力極差的淤泥地質(zhì)。白蜆湖定向鉆穿越回拖的場(chǎng)地為湖上人工填埋島，地質(zhì)極為松軟，使用傳統(tǒng)方式按放水泥澆筑地錨固定鉆機(jī)根本無(wú)法實(shí)施。我們圍繞吳昆管道白蜆湖施工中面臨的難題和急待解決的問(wèn)題，明確目標(biāo)，開(kāi)拓思路，改進(jìn)創(chuàng)新。積極面對(duì)，主動(dòng)優(yōu)化方案，考慮創(chuàng)新應(yīng)用淤泥地質(zhì)鉆機(jī)錨固法、“陸對(duì)島、島對(duì)陸”穿越施工法破解工程瓶頸； 利用昆山豐富的水運(yùn)條件，打通水上運(yùn)輸通道，實(shí)現(xiàn)設(shè)備低成本搬遷上島任務(wù)及后續(xù)的往來(lái)資源調(diào)遣；大膽增大擴(kuò)孔級(jí)差，縮短工期；自行設(shè)計(jì)改進(jìn)擴(kuò)孔器，降低風(fēng)險(xiǎn)，力求克服了種種技術(shù)難關(guān)，極大的節(jié)約了各項(xiàng)施工成本，最終達(dá)到順利完成吳昆管道白蜆湖陸島-島陸兩穿的目的，也為后續(xù)類(lèi)似環(huán)境和地質(zhì)條件的定向鉆穿越工程積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。