陜西華偉建設(shè)有限公司：非開挖鉆桿損壞事故探討

1.原因

HDD施工過程中，孔內(nèi)鉆桿承受著壓(導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時)、拉(回擴(kuò)鉆進(jìn)與拉管時)、彎、扭等多種荷載的綜合作用，是處在復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行工作的，并經(jīng)常和孔壁巖石、砂礫石摩擦損耗，使其強(qiáng)度降低，特別是在長距離、大口徑的管道鋪設(shè)施工中，鉆桿所受的力更大更復(fù)雜。當(dāng)遇到鉆桿材質(zhì)差；熱處理、機(jī)加工不符要求；鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)不當(dāng)；磨損過渡的鉆桿未能及時更換；陜西華偉建設(shè)有限公司專業(yè)經(jīng)營水平定向鉆施工、頂管施工、舉行頂管施工、泥水平衡施工、管道修復(fù)施工等等，歡迎您的咨詢?？變?nèi)地質(zhì)情況復(fù)雜，回轉(zhuǎn)阻力大等情況時，極易造成鉆具從其薄弱部位發(fā)生折斷。鉆具折斷是生產(chǎn)中最常見的孔內(nèi)事故之一，如圖1所示：

圖1.鉆桿斷裂圖

當(dāng)觀察到下列現(xiàn)象出現(xiàn)時，我們就可以判斷出現(xiàn)鉆桿斷裂或是鉆具掉落了：

造成斷桿事故的主要原因如下:

2． 解決方案

根據(jù)上面的分析我們可知，引起鉆桿斷裂以及掉落的原因主要是鉆桿質(zhì)量不合格、施工時扭矩過大以及地層條件過于復(fù)雜等。

都市地下綜合管廊矩形頂管施工_西安非開挖頂管實現(xiàn)貫通

西安非開挖頂管不用開挖路面，就能實現(xiàn)地下管廊貫通。近日，記者從總部位于天津的中建六局獲悉，由該局在內(nèi)蒙古包頭市參與的綜合地下管廊建設(shè)，日前通過矩形頂管施工技術(shù)，實現(xiàn)一處交叉路段貫通。該技術(shù)應(yīng)用在國內(nèi)城市地下綜合管廊建設(shè)中尚屬首例，有望改變過去“馬路拉鏈”的歷史。頂管施工技術(shù)的含義介紹——陜西華偉建設(shè)有限公司在不開挖地表的情況下，頂管施工利用液壓頂進(jìn)工作站從頂進(jìn)工作坑將待鋪設(shè)的管道頂入，從而在頂管機(jī)之后直接鋪設(shè)管道的非開挖地下管道施工技術(shù)。

矩形頂管技術(shù)常用于穿越公路、鐵路等主干線，以及地鐵車站的進(jìn)出口等場所施工。相比于直接將道路表面開挖的傳統(tǒng)施工方法，具有交通影響程度小，西安非開挖頂管空間利用率高，施工周期短，投資費用低等優(yōu)點。

負(fù)責(zé)項目實施的中建六局中建城建公司總經(jīng)理潘學(xué)斌說，此次施工的包頭市新都市區(qū)中心區(qū)綜合管廊二期工程，采用ＰＰＰ模式投資建設(shè)，由中建股份公司投資，中建六局中建城建公司等具體實施，包括多段地下綜合管廊工程。管廊總長度１１．１８公里，主要入廊管線為電力、通訊、自來水、燃?xì)?、熱力等。由于采用了注漿減阻，加設(shè)中繼間等輔助措施，降低了管線頂力，極大的增加了一次頂進(jìn)的距離，減少了工作井和接收井的數(shù)量，降低了投資。

潘學(xué)斌介紹，使用矩形頂管技術(shù)的經(jīng)三路管廊，與城市主干道建設(shè)路交叉。該路段車流量大，各類管道、光纜分布復(fù)雜。如采用傳統(tǒng)的“明挖現(xiàn)澆”的方法施工，將帶來交通擁堵等諸多問題。

西安非開挖頂管方面，經(jīng)多方比對，施工方最終決定采用矩形頂管施工技術(shù)。在不開挖道路表面的前提下，直接通過矩形頂管實現(xiàn)管廊貫通。本次工程頂進(jìn)總長度８５．６５米，共歷時５１天。鉆機(jī)在松軟地面上行進(jìn)時要特別小心（如果地面松軟、易下陷時，要在履帶下面鋪墊木板或鐵板）。在施工完成后經(jīng)檢測，路面沉降及隆起在可控范圍內(nèi)。整體工程預(yù)計于２０１７年８月竣工。項目建成后，將對所有城市管線實施統(tǒng)一管理，智能監(jiān)控。

據(jù)統(tǒng)計，我國每年由于路面開挖造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)２０００億元。中國工程院院士錢七虎表示，這次在包頭實施的施工技術(shù)，盡管目前施工成本較高，但考慮環(huán)境影響因素及路面開挖損失，仍具有很大的推廣價值。會上對大噸位定向鉆市場、油氣管道建設(shè)、西氣東輸項目、大型定向鉆機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀以及技術(shù)發(fā)展趨勢做出了詳細(xì)的分析。同濟(jì)大學(xué)地下空間研究中心教授束昱也認(rèn)為，該創(chuàng)新施工工藝有助于提升地下管廊建設(shè)的整體效益，并有望終結(jié)“馬路拉鏈”的歷史。

有關(guān)泥水平衡西安頂管技術(shù)在燃?xì)馐┕ぶ械膽?yīng)用——陜西華偉建設(shè)

西安頂管施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與適用性都較為突出，經(jīng)過實踐中的不斷探索和改進(jìn)，燃?xì)夤こ涛靼岔敼苁┕o論在技術(shù)上、西安頂管設(shè)備還是施工工藝上都愈加成熟和完善。這是非開挖技術(shù)發(fā)展的初期，將地下挖掘與管線鋪設(shè)分開進(jìn)行，效率低、安全性差，只用于特殊場合下的短距離工程。本文以北京市懷柔、密云天然氣管線工程(6標(biāo))工程為例對泥水平衡西安頂管施工中所遇到的一些技術(shù)問題，以及針對這些問題所采取的相關(guān)技術(shù)措施進(jìn)行了分析和總結(jié)，并力圖有所創(chuàng)新，以利于西安頂管施工技術(shù)在今后不同施工環(huán)境下的靈活運用和推廣。

關(guān)鍵詞：非開挖施工　西安頂管技術(shù)　泥水平衡　擾動

1　概述

伴隨越來越快的北京國際化大都市建設(shè)步伐，各類城市基礎(chǔ)設(shè)施改造和建設(shè)力度也越來越大，其中不可避免地涉及到大量各類地下管線的鋪設(shè)與改造。這些工程的實施，難免不會對地面環(huán)境造成影響。非開挖施工條件方面雖然非開挖擠壓式頂管工藝對于在淤泥質(zhì)土層敷設(shè)重力流的排水管道和大口徑壓力管道是最為經(jīng)濟(jì)、最為簡便的施工方法，但和其它施工方法一樣，也存在一定的局限性，如要求覆土厚度較深、土質(zhì)均勻且為軟塑、流塑粘性土、迎面阻力不宜過大等。為了減少這類影響，非開挖施工技術(shù)因其無需開挖面層即可完成地下管線的鋪設(shè)，無論其在經(jīng)濟(jì)性還是適用性方面都較為突出。所以，該項技術(shù)近幾年在北京的燃?xì)夤こ淌┕ぶ械玫搅藦V泛的應(yīng)用。

其中的西安頂管技術(shù)同定向鉆技術(shù)、夯管技術(shù)等一樣作為非開挖施工技術(shù)中的一個重要分支，經(jīng)過在實踐中的不斷探索和改進(jìn)，無論在技術(shù)上、西安頂管設(shè)備還是施工工藝上都愈加成熟和完善。根據(jù)以往的西安頂管施工經(jīng)驗，頂進(jìn)施工過程中，循環(huán)用的泥漿有可能會被干燥土體吸收，如果這樣將有叮能導(dǎo)致漿液循環(huán)不暢，從而致使渣土無法及時排出。而泥水平衡西安頂管技術(shù)作為西安頂管技術(shù)之一，現(xiàn)在也已經(jīng)成為北京燃?xì)夤こ淌┕ぶ斜容^普遍采用的一種非開挖施工技術(shù)。

北京市懷柔、密云天然氣管線工程(6標(biāo))是2011年北京市政府向市民承諾的重點民生工程之一，本人作為該工程的第六標(biāo)段DN500次高壓工程的項目管理員全程參與了整個實施過程。該工程不僅現(xiàn)場的拆遷難度很大，而且施工條件也有限，工程需穿越京密路，穿越的實際長度為l40m，穿越的土層主要為卵石層，且地下水位較低，由于京密路是一條連接城區(qū)與遠(yuǎn)郊的交通要道，所以，該路的車流量大，車速快，對下方土體擾動較大，因此，施工難度大，但同時工期義要求很緊。陜西華偉建設(shè)從事非開挖頂管施工數(shù)年，榮獲了多個行業(yè)榮譽(yù)，施工案例不計其數(shù)，是目前陜西省規(guī)模較大的一家從事非開挖的企業(yè)。經(jīng)過對該工程地質(zhì)、水文條件的勘測分析，以及對所要穿越道路狀況的調(diào)查和對工程工期的要求等諸多因素的綜合考慮，該工程放棄了原來設(shè)計的明開施工方案而采用泥水平衡西安頂管的方式進(jìn)行，經(jīng)過與設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位等反復(fù)磋商和研究，最終決定在該工程中采用破碎式泥水平衡的西安頂管施工方法，這是將該項技術(shù)應(yīng)用于北京的燃?xì)夤こ讨小?

2　京密路段地質(zhì)及水文條件的勘測及分析

根據(jù)地勘報告，本工程施工現(xiàn)場土層按沉積年代可分為人工堆積層和第四紀(jì)沉積層兩大類，施工場地土層自上而下的具體分布情況如下：

表層為厚度1.30m～4.00m的人工堆積層①層房渣土，局部為粉土填土。

人工堆積層以下新近沉積層②層細(xì)砂、②l層砂質(zhì)粉土、②2層粉質(zhì)粘土。

再下為一般第四紀(jì)沉積層③層卵石、③1層細(xì)砂、③2層粘質(zhì)粉土及砂質(zhì)粉土、③3層粉質(zhì)粘土、④層卵石。

根據(jù)設(shè)計圖紙，本工程設(shè)汁管線主要位于第四紀(jì)沉積的卵石③層，含沙量少于30％，地面高程為41.83m～44.08m，隧道覆土為5.4m～6.1m。本工程完全處于含砂率20％～30％，礫石含量60％～70％卵石層中，且存在直徑400mm～500mm的卵石。頂管施工多少錢一米陜西華偉建設(shè)有限公司頂管施工視頻陜西華偉建設(shè)有限公司是家專業(yè)從事非開挖頂管施工數(shù)年的企業(yè)，目前經(jīng)營范圍是矩形頂管、水平定向鉆、巖石頂管、管道修復(fù)等一系列的非開挖頂管施工工程。隧道穿越地層見圖1。

3　工程特點

(1)擬建管線穿越的京密路為101國道，道路橫斷面為四幅路行式，經(jīng)安排人員調(diào)查，該路段行車高峰時車流量約為2000輛／h，車流量較大，車速較快，對下方土體擾動較大。

(2)本工程西安頂管軸線段無地下水，水位埋深在地表20m以下。根據(jù)以往的西安頂管施工經(jīng)驗，頂進(jìn)施工過程中，循環(huán)用的泥漿有可能會被干燥土體吸收，如果這樣將有叮能導(dǎo)致漿液循環(huán)不暢，從而致使渣土無法及時排出。陜西華偉建設(shè)有限公司專業(yè)從事水平定向鉆、矩形頂管、管道修復(fù)等專業(yè)的頂管施工。因此，建議施工單位合理控制西安頂管的頂進(jìn)速度，通過調(diào)節(jié)使機(jī)頭泥水倉壓力在該地層主動土壓力和被動土壓力之間，可以有效的避免開挖面的坍塌，防止河水、地下水涌入開挖斷面。

(3)地勘報告表明該工程地質(zhì)條件差。工程完全處于含砂率20％～30％，礫石含量60％～70％卵石層中，且存在直徑400mm～500mm的卵石，見圖2。

4　設(shè)備的選型

常用的泥水平衡西安頂管比較適用于土質(zhì)層的地質(zhì)條件，但本工程所要面臨的卻是卵石層，經(jīng)與設(shè)計單位、施工單位共同研究后選擇具有破碎能力的DH-1350型號的西安頂管機(jī)。該西安頂管機(jī)配置了適合本工程地質(zhì)條件的切削刀盤。因為地質(zhì)條件全部為卵石，考慮到刀盤磨損后影響西安頂管速度，因此，在頂進(jìn)前對刀盤再次進(jìn)行了耐磨焊條堆積。因為地質(zhì)條件全部為卵石，考慮到刀盤磨損后影響西安頂管速度，因此，在頂進(jìn)前對刀盤再次進(jìn)行了耐磨焊條堆積。