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定向钻返回拖断杆分析及应对案例

来源:《管道保护》2024年第4期 作者:杜炜东 时间:2024-9-6 阅读:

杜炜东
江苏省沿海输气管道有限公司

 

背景

江苏沿海管道如东—常熟—太仓输气管线工程设计压力10 MPa,途经通州湾示范区时无法采取常规开挖穿越方式,该区域东侧毗邻G328国道,北侧为园区绿化带,中间为河流段,河道最大宽度约60 m,综合现场环境及设计要求决定采取定向钻穿越方式(图 1),长度1818.43 m,入土角 10°,出土角 8°,曲率半径为1500 D,管中心设计标高约为﹣33.5 m,定向钻水平段穿越地层为粉细砂。于2022年10月30日04时22分开始主管回拖,回拖管径1016 mm,14时30分入洞钻杆第72根拖拉力由150 t增大到240 t,当即失去拉力,孔洞内钻杆发生断裂。


图 1 现场穿越河道现状及局部发送沟

做法

(1)原因分析。

回拖启动力过大。受施工场地入口道路限制,无法整体开挖发送沟,预制管段采用局部发送沟+滚轮架+土墩袋支撑形式进行发送。与以往设置的整体开挖发送沟辅助措施相比,滚轮架+土墩袋与回拖管的接触面摩擦阻力较高,回拖力较大。

孔洞稳定性较差。回拖管道沿G328国道敷设,重型车辆频繁出入,造成孔洞上方扰动,孔壁稳定性变差,在定向钻施工过程中,极易出现孔洞坍塌的现象,造成回拖摩擦阻力增大。

未设置回拖辅助措施。根据南通市同地区相同管径、相近长度、相似地貌的定向钻穿越回拖情况,施工前判断不需要推管机辅助即可完成回拖施工。实际回拖过程中,在钻杆断裂前回拖力平均为150 t,与以往定向钻施工相比,增大了约5倍。

(2)应对措施。

成立专家组,组织业主单位、设计单位、监理单位、施工单位,对南侧地区进行现场考察,综合考虑二次回拖的场地,重新设置返回拖预制管道的路由(图 2)。


图 2 返回拖预制管道路由

沿线每隔500 m安排专人巡查,保证返回拖过程能对突发事件及时采取处理措施。同时,对管道上方进出口的重型车辆进行引导,避免在返回拖过程中造成地下孔洞的稳定性失效。

结合施工现场条件从设备、技术、现场布置等方面进行调整,增加滚轮架的铺设数量,调整发送沟的方式进行漂管回拖,降低或减少回拖阻力。

回拖前重新调配泥浆性能,通过置换新浆、降低泥浆密度的方式减少摩擦力,同时在出土点处架设500 t推管机辅助回拖。

启示

对于类似的大型定向钻现场回拖施工,应现场对穿越地层及地表土质进行分析,提前准备相应的辅助措施;若地面交通状况复杂,需提前上报交通主管部门,对施工现场及周边局部路段进行封闭,减少对孔洞稳定性的影响;回拖过程中尽量全程使用发送沟漂管以减少回拖过程中的阻力。


作者简介:杜炜东,1989年生,研究生,工程师,现任公司物资采购部经理,主要从事管道项目建设期管理、物资采购、安全工作。联系方式:15951612522,duweidong@jscgpc.com。

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