直径72英寸水平定向钻进5675英尺新纪录

直径72英寸水平定向钻进5675英尺新纪录 第1期 182012年2月 非开挖技术 ChinaTrenchlessTechnology No.1 Feb.,2012 直径72英寸水平定向钻进5675英尺新纪录 BenBoereRoyEstes着张瑛译 摘要:本文介绍了阿布扎比实施的供水管道穿越施工的情况,该工程为HDD穿越 施工的最近世界记 关键词:水平定向钻机,供水,穿越记录 阿布扎比旅游局正在研发一个集商业,住宅, 休闲为一体的项目,该项目位于离阿布扎比岛海岸 500米的一个低洼小岛上.这一名叫萨迪亚特岛的 开发预计耗资270亿美元,最终将容纳大约150000 居民.拥有一个世界级高尔夫球场,一个纽约大学 校园,一个世界级的演艺术中心和一个30000平 方米的古根海姆博物馆,萨迪亚特岛有望成为阿布 扎比的文化中心. 1供水基础设施 大规模基础设施的发展,包括雨水排水系统, 污水处理系统,电网站点,供水和储水系统,其中必 须要铺设两条直径为48英寸的水管,来穿过阿布 扎比海峡从而连接萨迪亚特与纳卡赫枢纽站上的 主要供水网络.原先选择好的管道路由被土地所有 者拒绝了,项目因此被推迟了大约一年,然后将其 替换为两根平行放置的48英寸钢质管道和一个6 英寸导管埋设光纤电缆才达成协议. 2008年8月,林登贝格给水排水部(林登贝格 阿联酋有限责任公司的一个部门)给予FlowTex埃 及公司一份水平定向钻孔并安装连接纳卡赫枢纽 站和萨迪亚特岛管道的.第一个5,280英尺的 钻孔于2009年9月21El动工至2010年5月4日 结束,第二个5,675英尺的钻孔于2009年10月19 El动工至2010年7月22日结束.使用海瑞克公司 的400型钻机完成该钻孔.这两个先导孔同时成 孑L,在第一个先导孔完成扩孔后,利用相同的扩孔 工具进行第二个钻孑L的扩孔. 图1穿越拉管施工现场 2扩孔 由于地层经常在几米的范围内从软到硬,再到 非常坚硬,l27英寸的先导孔钻进十分困难.地层主 要是软钙质泥岩,粉砂岩和含有条状石膏晶体的砂 岩,和坚硬的砂屑石灰岩.之前的曲率半径为 5,250英尺的钻孔在一些区域无法实现就不得不改 用曲率半径小于3,300英尺的钻孔.由于较小的钻 孑L曲率半径钻孔的尺寸为72英寸的而不是原 先设计的62英寸. 钻孔的扩孔非常此困难,是由于为该工程订购 的扩孔钻头不适用于目前位置的坚硬地层.FloTex 刚完成了一个位于马达加斯加穿越山体的水平定 向钻孔.那项工程的中途他们转用桶式扩孑L器,此 后在钻进速度,钻具寿命和孑L内情况方面有重大改 进.他们也意识到在2008年的时候,这个桶式扩孔 第1期BenBoereRoyEstes着张瑛译:直径72英寸水平定向钻进5675英尺新纪录 19 器在沙特阿拉伯的相似地层条件下创下了一个直 径42英寸,3,050米长的钻孔记录. 最后,这项工程决定使用带有铣齿刀刃的桶式 扩孑L器.咨询了这种扩孑L器的制造商,也就是澳大 利亚Transco制造公司,扩孔器有26,36,44,58和 72英寸几种规格.这种新型钻具用于工程的后半 期,即先导孔完成以后.这就要求开始扩孑L时就采 用配有专门铣齿刀刃的桶式扩孔器.如我们所料, 最初在坚硬地层中扩孔速度极其的慢,在一些孔段 完成一根钻杆长度的扩孔要花2个小时. 当第一级桶式扩孑L器扩出后,就在其前后加装 上桶式扩孔头.事实证明铣齿刀刃在钻坚硬地层时 要比其他刃具快的多,而且钻软土地层时也不会产 生泥包.扩孔速度大约每根钻杆耗时30分钟,如果 岩屑中的含泥量可以很好处理的话,在一些孑L段速 度会更快.所有的扩孑L器使用前都安装好桶式扩孑L 头.这种孑L底钻具排列是一套集中的,稳定的扩孔 器,能纠正钻进时的微小偏差.整个过程中回拖力 在5吨到50吨之间,回转速度在每分钟25转到50 转之间,泥浆流量在每分钟475加仑到660加仑之 间,现场一天24小时运行. 按照标准设计的扩孔器,58英寸以内的规格都 可以非常顺利的工作.在这一点上,72英寸扩孔器 的重量在软土地层中显得重了些.FlowTex公司的 项目经理BenBoere与一个Transco公司的销售技 术员一起建议,设计了一个轻便的72英寸扩孔器. 在几个星期的时间里就生产出了该型扩孔器并空 运到现场.这台轻便的扩孔器运行的十分好.它的 扭矩和回拖力不大,扩孔效率与其他小尺寸扩孔器 相似. 3冲洗液问题 在整个过程中,钻孔冲洗液也是个问题.由于 钻孔在两岛之间的水下,盐水侵入就成为一个问 题.经监测冲洗液显示由于地层中石膏成分很高加 上海水涌进钻孔,泥浆粘度就遭到了破坏.在多次 试验后并根据以往经验,将冲洗液改为基于海水和 抗盐聚合物设计的泥浆.而且在成功利用海水配制 泥浆后,淡水也不需要运送到现场了. 最后一个钻孑L的扩孔在7月22日完成.回拖 管道入孔时,需用水作为重压材料,来保护管道的 阴极保护涂层,并保持回拖力在最小值.在一个光 滑而笔直的钻孔中,将这样的长度与直径管道拖 人,只需要相当小的拉力,仅60,7O吨.每次回拖操 作需大约16个小时,泵水入管的速度取决于管道 的回拖速度. 霍宇翔校 译自<UndergroundConstruction>2011年第3期 大口径顶管施工 北京东方中远市政工程有限责任公司在电力 工程建设中首次应用3000大口径机械顶管施 工工法.在2011年第四季度,历时22天,先后穿 越房山区刺猬河和通州区通惠灌渠…长度242 米,顶管机械采用国产DK式土压平衡掘进机,顶 管管径3000,覆土深度距河底3m,F型钢承口 接口,坡度5.3%0,相比常规穿越河湖的围堰明开, 浅埋暗挖等工法,实现了同类电力工程建设施工 工期,质量,安全及成本各项指标的全面优化. 顶管施工工作坑