导向钻进与夯管锤结合

解决砂卵砾石地层铺管的施工技术

对一些地质条件比较复杂的地层(如流砂地层和卵砾石地层)，采用导向钻进铺设地下管线存在较大的困难。而对于铺设管径小，穿越距离长的管线，采用夯管锤铺管技术也将无法达到目的。因此在实际工程施工中，一些工程采用单一的非开挖铺管技术将无法完成施工任务。在该类地层中，我们曾出现过，在不采取一定技术措施条件下进行导向钻进铺管，铺设Φ159×4.5mm钢管时，采用最大回拖力为15.0T钻机，仅仅回拖24.0m，回拖阻力就达到钻机的最大拉力，无法继续拖动钢管，造成钢管和钻杆损失的事故发生。实践表明在此类地层中即使采用钻进泥浆护壁，维持钻孔稳定，效果也很不明显。当然在该类地层中采用气动夯管锤曲线铺设小直径长距离地下管线，精度控制困难，无法保证铺管质量。因此我们在实践施工中，通过尝试，提出了“导向钻进与夯管锤相结合的铺管技术”，成功地克服了该类地层条件下小直径长距离曲线铺管的技术难题，解决了导向钻进在该类地层中施工难的问题。

1　施工技术原理　　

夯管锤与导向钻进相结合的非开挖铺设技术，实质是充分利用二项技术的特点，取长补短的一种技术手段。即利用导向钻进方向控制性好，解决夯管锤对于小直径管线曲线铺设方向控制差的缺点；通过夯管锤的震动作用，降低地层土体剪切强度，克服导向钻进回拖钢管外壁的摩擦阻力，使钢管在夯管震动力和钻机牵引力作用下完成铺设，解决了砂卵砾石地层中导向钻进无法完成铺管的缺点。在具体实施过程中，首先利用导向钻进方向可控的特点，在该类地层中，配合泥浆护壁，完成导向钻孔，并根据需要进行分级扩孔。当用导向钻机将所铺钢管拉入孔内，因坍孔等原因无法前进时，在钢管尾端用夯管锤夯击。在夯击力作用下，钢管通过震动，克服土体摩擦阻力及管端阻力，使钢管向前运动。　　

在实践中，利用导向钻进与夯管锤夯击相结合的施工技术，成功地铺设了一条用导向钻进法铺管无法完成的Φ159mm、长92.0m过砂卵砾石河流的钢套管。

2　现状分析与施工实践

2.1　工程概况与现状分析　　

该工程是北京市紫金苑高压电力电缆套管过紫竹院南长河铺设的一部分。小区位于北京市紫竹院西侧，2001年铺设了二根Φ159mm钢套管后，由于考虑到今后电力增容问题，于2002年初要求在其附近再铺设一条同样的钢套管。南长河水面净宽20.0m，水深1.2m。按电力设计要求，新增铺的套管必须按设计路线进入河南北两侧已建的电力井内。根据小区建筑物施工的岩土工程勘察报告和小区热力套管14m深基坑开挖的地层揭露结果，场地地层主要由人工填土(以建筑垃圾为主)、粉质粘土、细砂及卵砾石层组成，河南岸现状地面以下3.0～9.0m处是紫竹院旧码头遗址，为大青石堆砌而成，南长河河底为毛石堆砌而成。另外，为安全避开已铺设的钢套管、河底石块并准确铺入已建电力井内，方案最终将套管铺设轨迹确定在已铺设的两根套管以下1.0m左右位置穿越(见图1)。

1－钻机，2－过河套管路线。3－自来水管，4－雨水管，5－污水管，6－旧码头遗址

a－素填土，b－房渣土c－粘质粉土，d－细纱，e－卵砾石（粒径2－8cm）

图1  套管铺设剖面图