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)

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定向鉆工程的重中之重。也是決定全線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題積極面對(duì)，明確目標(biāo)，開拓思路，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，地錨坑挖開后現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)幾乎無任何承載力，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)固方法無法固定住地錨，無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(吳昆管道工程)白蜆湖(一)(二)定向鉆穿越段地貌類型屬于太湖淤積平原，地勢(shì)平坦，陸島穿越管線設(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題，明確目標(biāo)，開拓思路，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)。