陆对岛、岛对陆穿越淤泥地质钻机锚固法

杨明(中国石油管道局工程有限公司第四分公司,河北 廊坊 065000)

陆对岛、岛对陆穿越淤泥地质钻机锚固法

杨明(中国石油管道局工程有限公司第四分公司,河北 廊坊 065000)

吴昆管道工程为川气东送江苏省内配套工程，管道连接苏州吴江区和昆山市，管径φ813mm。该工程将导引川气气源与苏州市天然气管网互联互通，形成该市天然气接收战略通道，实现持续稳定的能源保供格局，更好的支撑地方经济建设。特别是其中的白蚬湖一陆对岛穿越1486米，白蚬湖二岛对陆穿越1383米。由于施工所在的岛屿为人工填埋岛，地质极为松软。地表多为淤泥，承载力极差。同时白蚬湖一穿的出土点即是二穿的入土点，无论从物资设备运输上岛还是工程施工都存在很高的风险隐患，施工难度极大。白蚬湖定向钻穿越是全线定向钻工程的重中之重。也是决定全线能否顺利贯通的重要控制性工程。围绕吴昆管道白蚬湖施工中的面临的难题和急待解决的问题积极面对，明确目标，开拓思路，改进创新。项目决定提前谋划，主动优化方案，考虑创新应用淤泥地质钻机锚固法、“陆对岛、岛对陆”穿越施工法破解工程瓶颈； 利用昆山丰富的水运条件，打通水上运输通道，实现设备低成本搬迁上岛任务及后续的往来资源调遣；大胆增大扩孔级差，缩短工期；自行设计改进扩孔器，降低风险，力求克服了种种技术难关，最终达到顺利完成吴昆管道白蚬湖陆岛-岛陆两穿的目的。

陆岛穿越;淤泥地质钻机锚固法

1 技术方案与技术指标：

1.1 计划实施方案与传统混凝土浇筑地锚方案对比

(1)白蚬湖1穿入土点位于人工填埋岛上，由于岛上潮湿多雨，地质极其松软， 重力承载力和推力承载力很差，地锚坑挖开后现场地质几乎无任何承载力，如果使用水泥浇筑后会直接下沉，起不到稳固效果，即便是混凝土勉强能够浇筑成型，由于地质松软也会发生位移，无法稳固，更承受不了大的拉力。

(2)原施工平台修筑方案中，要求填埋岛填埋铺垫完成后用压路机平整压实，可实际现场施工场地并没有平整压实，并且存在大量淤泥和坑洼处，对正常施工造成很大影响。

(3)综上所述，采用传统地锚稳固方法无法固定住地锚，无法保证地锚能够承受大的拉力，对最后回拖造成极大的风险。

1.2 淤泥地锚稳固方案

(1)开挖地锚坑，底层铺垫5块4.5米×0.9米道板。

(2)在地锚箱前端打入6根12米钢桩(直径325)，两侧各打入1根12米钢桩，地锚后端打入3根12米钢桩，形成立体围挡框架，每根钢桩用钢板和地锚相连接，并焊接牢固，防止地锚出现位移。

(3)用12根钢丝绳和预埋管头连接，然后将钻机固定在钢丝绳上边并拉紧，形成一个稳固的受力整体。每根桩可以承受15吨拉力，共使用11根12米钢桩，共可承受165吨拉力。钢丝绳破断拉力每根60吨，地锚连接钻机共使用12根粗钢丝绳，共可承受720吨拉力。取三倍安全系数720吨÷3=240吨。240+165=405吨

(4)地锚本身的截面积为6米×1.8米 =10.8 每平米可以受力10吨拉力，共可承受拉力是108吨。

(5)按此方案稳固后的地锚总共可以承受的拉力为165吨+240吨+108吨=513吨，根据白蚬湖二穿回拖的启动拉力可以满足需求。

2 技术水平及应用推广总结

2.1 技术革新点

(1)摆脱了传统工艺中必须要混凝土浇筑地锚箱进行固定的束缚。

(2)对地锚箱使用焊接工艺进行改造后，再采用一定数量和规格的钢桩和钢丝绳进行固定连接后，钻机回拖所能承受的拉力甚至超过了传统混凝土浇筑后的地锚箱所承受的拉力。

(3)为以后在类似的环境、地质进行施工时，淤泥地安装地锚箱提供了新的方法。

(4)此项工程成本并不高，第一次购买材料制作使用后的钢桩和钢丝绳在工程结束后还可以回收利用，一举多得。

2.2 技术水平

(1)制作改造此地锚箱所用的材料(焊材、钢桩、钢丝绳、卡环等)要严格按照所需的型号进行购置，这样在使用时才能达到预期的效果。

(2)白蚬湖岛上穿越回拖的过程中，钻机拉力最大达到了近200吨，地锚箱纹丝不动，说明我们的制作的地锚箱是成功的，经的住实战的检验。

(3)此项技术除了能够解决淤泥地质的地锚箱稳固问题，即使在普通场地或者成本造价较小的工程中也可以应用，起到降低成本的作用。

3 应用及效益情况

川气东送江苏配套管线(吴昆管道工程)白蚬湖(一)(二)定向钻穿越段地貌类型属于太湖淤积平原，地势平坦，陆岛穿越管线设计长度1383m/1486m，管径Φ813×23.8mm，穿越地层为淤泥质粉质粘土。

由于江南地区水网密集，河流湖泊密布，形成了淤泥质黏土地质，特别是地表浅层多为承载力极差的淤泥地质。白蚬湖定向钻穿越回拖的场地为湖上人工填埋岛，地质极为松软，使用传统方式按放水泥浇筑地锚固定钻机根本无法实施。我们围绕吴昆管道白蚬湖施工中面临的难题和急待解决的问题，明确目标，开拓思路，改进创新。积极面对，主动优化方案，考虑创新应用淤泥地质钻机锚固法、“陆对岛、岛对陆”穿越施工法破解工程瓶颈； 利用昆山丰富的水运条件，打通水上运输通道，实现设备低成本搬迁上岛任务及后续的往来资源调遣；大胆增大扩孔级差，缩短工期；自行设计改进扩孔器，降低风险，力求克服了种种技术难关，极大的节约了各项施工成本，最终达到顺利完成吴昆管道白蚬湖陆岛-岛陆两穿的目的，也为后续类似环境和地质条件的定向钻穿越工程积累了宝贵的施工经验。