定向钻穿越工程中岩土工程勘察方法与成果评价普通

【摘要】非开挖施工的水平定向钻穿越施工技术关键是：依据现有设备型号选择适宜可钻土层；通过岩土工程勘察手段划分穿越地段的地层结构、土的颗粒组成及物理力学特性，从中优选定向钻穿越地层从而选定施工设备和可靠施工法。本文结合实际工程，针对其地质条件复杂，岩土种类比较多，地下水位较浅的特点。对非开挖施工的水平定向钻穿越层勘察、选择及项目的施工技术、质量控制、资料的分析进行浅析。
【关键字】定向钻穿越；工程勘察；岩土构成
引言
随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题，交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注。 采用水平定向钻穿越技术进行管线穿越施工，是城市市政建设和电气化管网改造，通讯光缆敷设和穿越大中小型江河，湖泊以及不可拆迁建筑物的最佳选择，是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。近几年水平定向钻穿越技术在世界各国及各个行业得到了广泛的应用，施工范围扩展到：市政、排水、电信、电力、煤气、供水、热力、有线、交通监控等领域，该技术可广泛用于穿越公路、铁路、江河、湖泊、街道、建筑等。其工作过程是通过计算机控制进行导向和探测，先钻出一个与设计曲线相同的导向孔，然后再将导向孔扩大，把产品管线回拖到扩大了的导向孔中，完成管线穿越的施工过程。其设备分为小型设备（回拖力小于150吨），中型设备（回拖力150-450吨），大型设备（回拖力大于450吨）。

1、工程概况

该工程定向钻穿越工程地点位于山西省中南部，汾河流域洪洞段，穿越水平长度900m，穿越管道规格为φ610×9L290螺旋缝弧焊钢管，入土点位于汾河的东岸，出土点位于汾河的西岸。该天然气管道定向钻穿越工程经过地区地貌由汾河冲积而成，属河漫滩沉积地貌单元。该管道为城市天然气管网工程。

2、岩土工程勘

摘自：学生论文www.udooo.com

察重点

汾河段天然气管道定向钻穿越工程曾在2011年进行过勘察，当时的勘察报告没有准确可靠的查明了场地地基土的构成及分布情况，导致3次的穿越施工失败。本次详勘根据场地的工程地质条件从新制定了详细的勘察方案，调整了勘探点的深度及间距，准确可靠分析穿越段地层的构成及分布情况，满足定向钻穿越工程的技术要求。

2.1 勘探点的布置原则及孔深的确定

《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）4.4.8条之规定，对管道穿越工程，勘探点应布置在穿越管道的中心线上，偏离中线不应大于3m，勘探点间距宜为30-100m，并少于3个。根据前期收集及掌握的资料，场地岩土构成复杂（存在对定向钻穿越施工不利的砂层及卵石层），本工程勘探点的间距取最小值30m，如遇特殊情况应加密勘探钻孔。能够详细的揭露穿越地段岩土展布情况。
孔深的确定根据规范的要求以及采纳设计单位与施工单位的意见进行布置，出入钻点孔深较浅，管道水平穿越段孔深较深，孔深25m左右。能够在勘探深度范围内选择可行地层段进行穿越。

2.2 勘察方法的确定

外业的钻探施工应采用适宜的工程钻机，确保设备状态良好，符合有关技术标准，保证勘探质量。现场的编录应由记录员在现场及时填写，记录应做到内容完整、文字清晰，对地层的岩性变化、塑性状态（潮湿程度）、颜色、夹杂物的类型、大小及含量，粉土、砂类土、碎石类土的密实程度，卵砾石的成份、粒径、充填物等以及钻探当中出现的一些问题均应详细反映。钻探一般采用合金干钻，见地下水位后可采用泥浆护壁、活套闭水接头单管或无泵反循环钻进，见地下水及采取水样前原则上不得水钻和泥浆钻。钻探回次黏性土、粉土和砂类土一般不大于1.5m，软土层不大于1.0m。岩芯采取率：黏性土、粉土≥90%，砂类土≥70%，碎石类土≥50%。保证原始资料的可靠性、准确性。为该定向钻穿越工程设计及施工提供可靠地地质依据，提供岩土层的物理力学性质指标，勘察手段还进行了标贯、动探、土工试验等方法。

2.3 成果报告的基本要求

穿越工程岩土工程勘察报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和合理保存，并因地制宜，重点突出，有明确的针对性。勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写，并包括以下内容：A、勘察目的、任务要求和依据的技术规范；B、工程概况；C、勘察方法及勘察工作量的布置；D、场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及均匀性；E、各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、承载力建议值；F、地下水的埋藏情况、类型、水位及其变化；G、土和水对管道材料的腐蚀性；H、可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价；I、场地稳定性及管道穿越工程的适宜性。

3、勘察成果

3.1 岩土组成

勘探资料表明，该管道穿越工程地基土主要由冲积层构成，地层从上到下由粉土、粗砂、粉质黏土、粉土、卵石、粉土、粗砂、粉质黏土、卵石组成。管道定向钻穿越地段地层剖面见下图。

3.2 场地定向钻穿越适宜性

管道穿越各土层特征及工程性质见下表。
根据定向钻穿越的施工特点和要求，建议穿越土层选用⑥号土层为水平穿越层。但对管道穿越出入口须穿越上部砂卵石层，施工时应考虑相应的护壁措施。

3.3 施工情况

由于勘察单位提供了详细的勘察报告，设计方案和施工组织得当，穿越施工工期20天，顺利拖管成功，比预计的工期提前了10天。
本次定向钻穿越的设备为“奥格DD330-HP”水平定向钻机及配套设备。穿越的参数为：穿越管道规格为φ610×9L290螺旋缝弧焊钢管；入土角：10。；出土角6。；穿越段最大高差约20m。
5 结论
1、穿越工程岩土工程勘察是设计和施工的基础，详细准确的工程地质条件、水文地质条件和场地综合评价对穿越的成功是否有制约的作用，是管道穿越设计及施工的重要依据，这就要求岩土工程勘察人员将穿越段的工程地质条件和水文地质条件调查清楚，对存在的岩土工程问题进行准确的分析评价，选定可穿越土层，确保了穿越施工的成功。

2、对于管道穿越工程应选用合适的工程设备，以保证工程的顺利进行。

参考文献
《油气田及管道岩土工程勘察规范》GB 50568—2010
《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）
作者简介：
谭朝浩（1981.3-），男，山西省运城市，助理工程师，学历：大专，研究方向：工程勘察