定向钻穿越施工中卵砾石层的处理
１４ ２０１０年８月
定向钻穿越施工中卵砾石层的处理
葛松戴兴凯时国伟
（中国石油管道局穿越公司，河北廊坊）
摘 要：随着水平定向钻穿越施工技术的不断发展，卵砾石层穿越已不在是水平定向钻穿越难以逾越 的禁区，如何在穿越施工中更好的隔离卵砾石层已成为定向钻穿越行业内的热点话题。现以涩宁兰输气管 道复线工程河咀湟水河穿越工程为例，浅谈水平定向钻穿越施工中卵砾石层的隔离处理措施。 关键词：定向钻、卵砾石、正向洗孔、大高差
随着管道建设线路的不断优化，环境保护和水
土保持力度的不断加大，传统的开挖方式越来越不
适应现代化建设的。导求，而水平定向钻非开挖施工
技术作为一种新型的地下管道施工技术，最近十年
中在我国得到了迅猛的发展，非开挖领域的不断拓
展也使得非开挖技术不断发展，同时也带来了更多
的难题需要攻克，其中，卵砾石层隔离就是定向钻
穿越施工的一大难题。一般卵砾石层分布在定向钻
穿越曲线的一端或两端（目前还没有在中间段穿越
卵砾石施工的案例），处理方法主要有土体改良、夯
套管隔离、顶管隔离、大开挖隔离这四种施工方法。
下面我以涩宁兰输气管道复线工程河咀湟水河穿
越施工为例，浅谈一下大开挖隔离卵砾石。
１工程概况
本工程设计为水平定向钻穿越工程，水平穿越
长度４６８．７ｍ，入土角１２。，出土角８。，入土侧地面
标高比出土侧地面标高高１３ｍ，定向钻穿越为一孔
双拖两条管线，主管线为（Ｉ）６６０×１１．９ｍｍ，光缆套
管为 ｌ１４ ｘ４．５ｒａｍ，穿越最低点管底标高距河床
最低处标高差８．４ｍ。 层中卵石含量约在７０％，飘石含量约在１０％，卵石
粒径多在４—１０ｅｒａ之间，少量达１４ｃｍ以上。漂石粒
径多在３０ｅｒａ左右。卵石、漂石之间多充填中、细砂
和圆砾，约占２０％。泥岩主要是强风化和中风化两
种，其中强风化泥岩局部呈土状，风化裂隙发育，泥
质结构，岩芯采取率小于３０％，利用ＲＱＤ判断岩石
质量属于极差的。中风化泥岩泥质结构，矿物成分
主要为粘土矿物、石英等，岩芯以柱状为主，岩芯采
取率一般在７０％ ８５％问，利用ＲＱＯ判断岩石质
量属于较好的，如表１所示。
表１ 岩石物理力学性质统计表
岩性 统计项目 单轴极限抗压强度（ＭＰａ】（天然）
最大值 １４．７
最小值 ０．８５ 泥岩 平均值 ５．７４
变异系数 Ｏ．１３３
定向钻在两岸出、人土点附近穿越卵石层，施
工前需将卵石进行大开挖隔离处理，其中人土端开
挖深度约５ｍ，出土端开挖约７ｍ。
２工程地质情况 ３施工中采用的主要技术措施
穿越断面揭示的地层岩性主要为第四系冲洪
积卵石、粉土，以及下伏基岩白垩系（Ｋ１）泥岩。卵石 ３．１施工准备
本工程在人出土侧各需挖一个深５ｍ和７ｍ的
作者简介：葛松：中石油管道局穿越公司（地址：河北省廊坊市经济技术开发区金源东道１６号穿越公司邮编：０６５００１）。 戴兴凯：中石油管道局管道一公司；时国伟：中石油管道北京输油气分公司。
第３期 葛松：定向钻穿越施工中卵砾石层的处理 １５
图１施工现场
施工作业坑，基坑采用放坡开挖的方式，坡度比为
１：１，在基坑最深处挖出一个施工作业平台，长×宽
＝２０ｍ ｘ １０ｍ，在基坑两侧及前面用砂袋护坡隔离卵
石，开挖时卵石的堆放应距坑边不少于２ｍ，在入土
侧基坑作业平台上挖一个３０ｅｍ的台阶以方便钻头
人土。基坑内采用水泵连续排水，以方便施工和避
免积水造成基坑塌方，如图１所示。
３＿２导向孔施工
本次施工采用德国海瑞克ＨＫ一１００Ｃ钻机，控
向系统采用ｔｅｎｓｏｒ公司生产的ＭＧＳ有线控向系统，
为确保钻头在出土侧基坑指定位置出土，在地面上
需布置人工磁场对钻头位置进行校验。人工磁场的
拐点桩需用全站仪进行测量，测量至少要两边以
上，以确保拐点桩数据的准确，拐点桩之间的磁场
线应抻紧拉直，直流电源应能提供足够、稳定的电
流。
卵砾石层隔离后，穿越剩余地层均为泥岩层，
导向孔钻进需使用泥浆马达，在使用泥浆马达钻进
的过程中，探头传递回来的数据具有一定的滞后
行，要求在钻进时应时刻注意地层变化及时调整钻
进方法，以确保钻进曲线的平滑。施工中使用６３７
岩石钻头，Ｓ一１３５钻杆，泥浆排量控制在１．１～
１．３ｍ３／ｍｉｎ，泥浆压力在２～５ＭＰａ，由于是泥岩地层， 泥浆粘度在５０ｓ左右，返出的泥浆用泵及时抽出排
净，保证基坑清洁避免泥浆循环将卵石带人洞内。
３．３预扩孔
穿越出两侧开挖的卵砾石层外，其余均为泥岩
层，地层差别不大，并且岩石硬度较低，本次扩孔采
用一次性岩石扩孔器进行四级扩孔，分别为２０ 、
２６”、３２ 和３８”。由于人出土点本身有１３ｍ的高
差，加之开挖造成的２ｍ高差，导致两侧实际存在
１５ｍ的高差，这就造成人土侧约有７２ｍ的孔洞内没
有泥浆，这给施工造成了很大的难度，也增加了施
工的风险性。
施工中出２Ｏ”扩孔一次扩出外，其他三级扩孔
均在距人土侧１５０～２００ｍ位置处扭矩增大，扩孔速
度十分缓慢，无法正常扩孔，鉴于这种情况，采用在
人土侧安装一个小级别桶式扩孔器进行正向洗孔，
使孔内通畅，减少孔内钻屑堆积，顺利完成剩余三
级扩孔。扩孔中由于泥浆均由出土侧返出，为避免
钻屑在出土侧洞口附近堆积，在出土侧利用污水泵
及时将返出的泥浆和携带的钻屑清理干净。
扩孔完成后，用３６”桶式扩孔器进行洗孔，保
证孔内通畅，钻屑携带干净。
３。４管线回拖
回拖前，将管线前１００ｍ摆放至穿越中心线位
置上，保证管线入洞不产生夹角，减小回拖拉力。回
拖管线受场地条件限制无发挖发送沟，回拖管线只
能采用垫土堆的方式进行回拖，为保护管线防腐层
和减小回拖阻力，施工人员在土堆上垫草袋、涂黄
油，由于措施得当，仅用６ｈ就完成管线的回拖。
本次大开挖垫沙袋隔离卵砾石层施工，隔离效
果良好，施工成本低，为以后的浅层卵砾石隔离施
工积累了一定的施工经验；同时对大高差岩石穿越
的扩孔施工也积累了宝贵的施工经验。
PE燃气管道定向钻穿越施工要点[胥珩]
![PE燃气管道定向钻穿越施工要点[胥珩]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/7c80effc6edb6f1afe001fa5.webp)
PE燃气管道定向钻穿越施工要点
佛山市南海燃气发展有限公司 胥珩
摘要：通过对PE燃气管道非开挖定向钻施工的经验性总结，对PE燃气管道定向钻施工中的主要影响、控制因素进行了分析并提出具体处理意见，为成功实施PE燃气管道定向钻施工提供可行的操作参考.
关键词：PE燃气管道；施工；非开挖；定向钻
定向钻施工也称为往复式潜钻施工HDD（Horizontal
Directional Drilling），是工程技术行业的一种管道施工工艺，一般多用于各种公用地下管道建设，由定向钻机在不进入、开挖地表面的条件下进行钻孔、扩孔、清孔等过程以后再进行管道回拖。在燃气管道建设工程中有广泛应用。
一、燃气管道定向钻施工的工艺原理
1、前期准备工作;首先是管线位置测量放线，然后进行地质勘探，再根据勘探结果和建设要求制作施工方案;方案中应明确轨迹设计、操作规程等内容经审批通过方可进场施工。2、导向孔钻进；开挖好出入土点工作坑后，钻头从出土点顶入地下，钻头通过钻杆中空连接水源喷射高压水柱将泥土松开;在这个过程中通过钻杆控制钻头的旋转方式进行轨迹控制工作，钻头内装置精确的导向及探测仪器（信号发射器）,当其在地下潜挖时，地面上的接受器可由其电磁波显示钻头所在的位置及深度,进而可转绘成精确的地下管线图表。3、扩孔、清孔；当完成导向后,钻头出现在入土点,这时将导向钻头更换成扩孔器，扩孔器喷射润滑剂旋转前进，进行多次的预扩孔和清孔,使孔径达到回拖要求.4、拖管；将扩孔器连接PE燃气管,扩孔器从入土点向出土点喷射润滑剂旋转前进,燃气管随之拖行最终出土；采用无污染的天然粘土细粉作为润滑剂,混合在水柱中喷入土壤,不但可稳固孔道壁且有润滑作用,将拖管时的摩擦力降至最低，日后泥浆形成一圈干燥的粘土裹覆管线.
二、燃气管道定向钻施工的选用条件
燃气管道定向钻施工的优点有：1、施工条件适应性强；适用于穿越铁路、公路、河流、其他障碍等不便于进行开挖地表面的施工条件；2、环保;对管道穿越周围的环境、设施、生产生活、交通等方面影响破坏小，可减少因开挖施工造成地面塌方下陷及房屋龟裂；3、维护安全性高;所需开挖空间少，安全防护隐患少、维护容易；4、经济性强；对比开挖、维护、修复造价较高的情况，其施工费用明确可控；5、采用机械化施工，工期较短。
卵石层降水井施工钻机选择及漏浆处理
卵石层降水井施工钻机选择及漏浆处理
摘要：在卵石层成井施工时容易出现漏浆现象，严重时会导致各种质量与安全事故。本文通过工程实例，重点介绍在粉细砂层及卵石层二元结构中降水井施工时，在卵石层施工时合适的钻机选择以及急性漏浆处理具体方法，为类似工程施工提供经验参考。
关键词：卵石层 降水井 漏浆 钻机选择
1、工程概况
拟建南水北调湖北兴隆枢纽电站厂房位于湖北省潜江市高石碑镇兴隆村汉江右岸漫滩与河槽的交接部位，其中河槽段河床高程约27.97～29.53m，高漫滩地面高程约37.90m左右；电站厂房建基面高程10.20m，持力层为全新统下段粉细砂层，其下为厚约31.7m的砂砾(卵)石层，下伏基岩为砂质粘土岩，埋深达53.7m，顶板高程-25.7m。
降水井的施工面高程28m左右，开挖基坑为两个，其面积分别为4.4万平米和5.3万平米，两个基坑被面积44万平米的连续墙止水帷幕包围。拟采用53口,直径600mm,深48m-52.5m降水井进行降水。
2、工程地质条件
降水井施工面以下地层为二元结构，具体为：
1、粉细砂层：高程28m～5m，厚度23m左右。
2、砂砾石（卵石）层：高程5m～－25m，厚度31m左右，砾石直径2mm～20mm，砾石含量30％。
3、基岩，为砂质粘土岩。
场地地下水位不详，估计为25m左右，由于下部砂砾石（卵石）渗透性比上部粉细砂的渗透性大许多倍，所以砂砾石（卵石）的水具有承压性，表现为承压水。电厂的建基面的高程10.20m，承压水的水位降深估计为16m左右，砂砾石（卵石）的渗透系数估计在30～60m/d，基坑涌水量将很大。但是考虑到围护结构止水幕墙的作用，所以计算基坑涌水量要靠试验确定。
3、施工难点
为砂砾石（卵石）地层的成孔问题，因为巨厚的砂砾石（卵石）层，没有粘性土造浆地层，表现为漏浆造成的坍塌和卵砾石沉淀。
4、施工工艺及钻机的选择
为保证成井质量，针对该地层，选用了以下二种施工工艺：
穿越(卵)砾石等粗颗粒层的开口型预应力管桩的应用探讨
第４期总第１７０期 ２０１０年７月 浙江水利科技 Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｈｙｄｒｏｔｅｃｈｎ￣ｃｓ Ｎｏ．４ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１７０ Ｊｕｌｙ ２０１０
穿越（卵）砾石等粗颗粒层的开口型预应力管桩的应用探讨
杨虎
（浙江省第一水电建设集团有限公司，浙江杭州 ３１００５１）
摘 要：以某工程实践为例，结合其它工程的施工经验和有关规范要求，从场地工程地质条件、桩身构造
和施工工艺等方面对开口型先张法钢筋混凝土预应力管桩在穿越（卯）砾石等粗颗粒层场地中的应用进行了
探讨。
关键词：开口预应力管桩；（卵）砾石层；桩身构造；基桩施工 中图分类号：ＴＶ４７３．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８—７０１Ｘ（２０１０）０４－０１０５—０３
１问题的提出
随着工程经验的积累和成桩工艺的不断改进和提高，
为适应各种工程环境和复杂的地基条件，尤其是软土地基，
对原来应用不广的一些桩基类型在实际应用中逐渐广泛起
来，并取得了较理想的效果。开口型预应力管桩就是其中 之一。 高速离心成型的预应力管桩具自重轻、轴心抗压强度
高、桩身抗弯性能好等特点；由于是工厂化生产，质量易
保证，产品选择余地大，且在施工时可随用随运、占用场
地小；对需大面积打桩的工程，由于预应力管桩的沉桩设
备及工序简单，工效高，无泥浆污染，而且沉桩质量检测
方便，在桩数较多的情况下，可抵消其造价较高的缺点，
尤其对那些工期较紧的桩基工程，其经济及社会效益更为 明显。基于上述诸多优点，该桩型日益被广泛应用，是国
家建设部重点推广的基桩之一。
本文尝试以某桩基工程中采用开口型预应力管桩的工
程实践为例，并结合其它工程的施工经验，对开口型先张
法钢筋混凝土预应力管桩（以下简称预应力管桩）在穿越
（卵）砾石等粗颗粒层场地中的应用进行探讨，以期能丰富
和发展预应力管桩的设计和应用。
２工程实例
２．１ 工程概况
温州某工程拟建物由３个建筑单体组成，均为５层框 架结构，基本柱网为（５．０—８．２）ｍ×（６．０—８．２）ｍ，单桩
水平定向钻进在几种复杂地层的钻进工艺探讨
水平定向钻进在几种复杂地层的钻进工艺探讨
摘要：水平定向钻进（Horizontal Directional Drilling）,即HDD,是应用于非开挖领域的一项重要施工技术。HDD在不同地层的施工工艺也有所不同，文章从几种复杂地层的特点入手，分析了在适用于这些复杂地层的施工工艺，在HDD工程应用中，要合理的结合地层的特点选择施工工艺，减小施工难度，顺利完成工程。
关键词：
水平定向钻进（HDD） 钻进工艺钻井液淤泥层卵石层岩石层
水平定向钻进（Horizontal Directional Drilling）,即HDD,是应用于非开挖领域的一项重要施工技术，大多应用于穿越河流、铁路、公路、建筑物等场地的各种管线铺设。小口径的管线铺设，也称之为导向钻进，但其施工工艺与HDD基本相同，在非开挖技术领域也没有明显的区分界限。由于施工场地的地质等因素，定向钻进的施工要穿越各种地层，粘土层是比较理想的土层，施工过程相对简单，而砂层、卵石层、岩层等地层的施工工艺根据各地层的性质有明显的不同，在这些地层的施工过程中要合理的选择施工工艺，优化资源配置，以求最高效率的完成工程。
砂层
砂层根据其颗粒级配大致可分为粉砂、细砂、中砂、粗砂和砾砂等。由于HDD的钻空轨迹的特殊性，在砂层中钻进存在的最大问题是孔壁的不稳定易坍塌，对于疏松的砂层来说，钻孔导向也存在一定的难度。在这类地层进行非开挖施工时，要合理的选择钻进工艺，选择优质钻井液护壁。
1.1 钻进工艺
在砂层施工，可选用常规的导向钻进，钻孔轨迹要尽量降低入射角和出射角，避免在砂层出现太大的钻孔弯曲弧度。钻头选用硬质合金导向钻头。
导向钻头尖端部位的高压钻井液射流射入砂层,松散的砂层受冲刷后呈现流沙状态,砂层稳定性减弱。导向钻头前端具有造斜和纠斜功能的斜掌从砂层中得到的反作用力也随着减弱,造成导向钻孔施工工程中造斜和纠斜困难。因此，可以把斜掌的宽度加大，增加导向钻头斜掌和流砂的接触面积,改善斜掌造斜和纠斜功能,从而达到导向钻头沿预期设定的钻孔轨迹延伸,保证了导向精度。
盾构掘进过程中粒径卵石和漂石的处理措施
4.3 大粒径卵石和漂石的处理处理措施
大漂石通常是指粒径大于200mm的大石块，通常赋存在砂卵石地层或其他土层中，其空间分布具有较大的随机性，很难找到规律，由于钻探布孔密度的原因，地质勘察时不易被发现，给盾构施工造成极大困难。其影响主要表现在刀具磨损严重、刀座变形、刀具更换困难；刀盘磨耗导致刀盘强度和刚度降低，引起刀盘变形；刀盘受力不均匀导致主轴承受损或主轴承密封被破坏；大漂石无法破碎，导致盾构掘进受阻或偏离线路。
尽管用盘形滚刀破碎大漂石常常是非常有效的方法，但在某些地质条件下隧道中的大漂石不能被破碎，必须采取其他方式进行处理，这就需要对大漂石所存在的地质状况进行研究，以便列大漂石进行预测，从而提高隧道的开挖效率。
4.3.1 大漂石破碎原理
在滚刀破碎卵石的过程中，以其通过线为起点，逐渐产生拉伸力，从而将卵石破碎。
如果是较小的卵石，破碎过程就如用钢钎打人一样。大直径卵石从表面出现细小的剥落开始，然后逐渐累积，根据切割连带效果和滚刀的连续运转带来的冲击，以刀尖为起点开始出现裂痕，最后实现破碎，见图4-03.
图4-03大漂石破碎示意图
4.3.2 大漂石对盾构选型的影响
盾构穿越砂卵石地层时，刀具磨耗和大漂石的排出是影响盾构掘进的两个主要问题。刀具磨耗通常通过提高刀具耐磨性和掘进过程中的换刀来解决。大漂石的排出问题比较复杂，处理方式因地质条件、盾构的类型，以及刀盘和出渣装置的结构和形式而有所不同。
一般对于最大卵石直径不超过200mm的砂卵石地层，可采用常规排除方式，即要求在盾构选型和刀盘设计时，按可能通过的最大卵石直径确定刀盘开口率和开口宽度，并配备与上述卵石直径条件相适应的螺旋输送机排出大卵石。对开挖坚实稳定的地层可考虑采用轮辐式刀盘。
当最大卵石直径超过200mm时（即为大漂石），如果采用常规排除方式就必须增大刀盘开口，增大螺旋输送机的直径。这一方面会因刀盘开口增大影响开挖面稳定，另一方面也会因增大螺旋输送机直径引起排渣装置成本增加，并造成盾构空间布置困难。因此，必须考虑工作面破碎方式。
17-水平定向钻进和导向钻进施工法
水平定向钻进和导向钻进施工法
水平定向钻进施工法最初是从事又钻进技术引入的，主要用于穿越河流、湖泊、建筑物等障碍物，铺设大口径、长距离的石油和天然气管道。定向钻进施工时，按设计的钻孔轨迹，于扩空钻头的代铺设管线，在回拉扩空的同时，将待铺设的管线拉入钻孔，完成铺管作业。有时根据钻机的能力和待铺设管线的直径大小，可先专门进行一次或多次扩孔后再回拉管线。在定向钻中，大多数工作是通过回转钻杆柱来完成的，钻机的扭矩与轴向给进力和回拉力同样重要。
水平定向钻进铺管在美国使用最多。美国按照钻机铺设管线的直径和长度能力，将用于非开挖铺管的定向钻机分为三类，即小型(Mini)、中型(Midi)和大型(Maxi)。各类设备的能力和应用范围见表4-1。
表4-1水平定向钻机的分类
类型 铺管直径
mm 铺管长度
m 铺管深度
m 扭矩
kNm 推/拉力
kN 钻机（包括车）重，t 应用范围
小型 50～250 100 1～1.5 1～1.5 100 2～10 通讯、电力电缆、聚乙烯煤气管
中型 250～800 600 1.5～10 1.5～10 10～450 10～20 穿越河流、道路和环境敏感区域
大型 80～2000 2000 10～100 10～100 450～5000 20～30 穿越河流、高速公路、铁路
水平定向钻进河倒向钻进之间并没有严格的界限。到向钻进技术的基本原理大致和定向钻进相同，即先钻一个小口径的先导孔，随后边扩孔边回拉铺设地下管线。由于小型钻机的钻孔轨迹量测、控制技术与大中型钻机的不一样。因此，国际上通用的分类方法将采用小型定向钻及施工的方法称之为“导向钻进”。“导向钻进”一般是指用于铺设小治警、长度较短的管线；而将采用大中型定向钻及施工的方法称之为“定向钻进”。对于大型工程，直径较大（有些直径大于1m）的管线施工则属于“定向钻进”这一范畴，如穿越较大的河流、运河和高速公路施工。
水平定向钻进河导向钻进技术在铺设新管线中所占有的市场比例在不断的增加。最近几年，设备的能力得到了改进，非开挖铺设新馆显得有点也越来越被广泛地重视。非开挖施工除了明显的环境上的优点外，导向钻进的相对成本在许多应用场合也讲到开挖施工的成本一下，即是忽略干扰交通等社会成本也是如此。
水平定向钻穿越施工方案
采用水平定向钻（HDD）非开挖技术穿越“xx铁路、xx、xx立交”工程施工方案
xx项目部
年 月 日
编制依据
1、 根据xx铁路局的要求，本次采用非开挖技术铺设穿越xx铁路的天然气管道工程必须在φ406.4的主管上加钢套管保护，则本施工方案将按Φ529钢套管施工方法进行设计；
2、 施工设计图纸和地质勘察资料；
3、 国家现行的法令、法规，地区颁布的安全检查、消防、文物、环保等管理规定；
4、 相关国家和行业标准规范
《水平定向钻孔进管线铺设工程技术规范》（2002）
《原油和天然气送管道穿越跨越工程设计规范》SY／T0015
《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98
目 录
一、 工程概况 ........................................................................................................................... 4
1、工程概述 ............................................................................................................................. 4
2、工程地点 ............................................................................................................................. 4
3、管道铺设方式 ..................................................................................................................... 4
定向钻管道穿越施工工艺
定向钻主要用于穿越河流、湖泊、铁路、公路和山体或建（构）筑物等障碍物，敷设大口径、长距离的石油和天然气管道。定向钻施工时，按设计的钻孔轨迹，采用定向钻进技术先开一个导向孔，随后在钻杆端部换接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待敷设管线进行扩孔和管道回拖。在扩孔回拖的同时，将待敷设的管线拉入导向孔，完成敷管作业。有时根据钻机的型号和待敷设管线的直径大小，可先进行一次或多次扩孔后再回拖已试压、检漏合格的管段。定向钻进过程中，多数工作是通过回转钻杆来完成的，选择钻机的扭矩与轴向给进力和回拖力同样重要。
定向钻法是一种经济实用，可以做到管道埋深达到安全可靠目的的敷管方法，宜作为管道穿越的第一优选方法。定向钻的优点为：对地表的干扰较小；施工速度快；可控制铺管方向，施工精度高。定向钻的不足之处在于对施工场地要求较高，在砾石层中施工比较困难，一般不适用于成孔困难的地层。
1）施工占地（1）定向钻施工占地包括钻机场地、管线场地、蓄水池及泥浆池占地、管线焊接占地。（2）钻机安装场地的大小根据钻机型号而定。泥浆池和蓄水池占地根据管径的大小、场地及地质情况而定，尽量节约用地。（3）在出土点一端，应根据管道中心轴线、占地宽度和长度（为穿越设计曲线管道长度加50m）,本着节约用地的原则，放出管道场地、泥浆池占地及管道焊接占地边界线，并标出拖管车出入场地的路线和地点。（4）管道预制应在穿越中心线上。如地形不允许，从出土点起200m后方可弯曲，弯曲半径应不小于1500D
（D为管子结构外径尺寸）。
2）施工准备施工准备的工作内容为：修筑施工便道、平整场地、仪器设备的检查维护、施工辅助用料的准备和钻机锚固系统的建立等。（1）修筑施工便道：根据穿越地点的地理环境，在施工场地（入土点与出土点）与公路主干线之间修筑施工便道。施工便道的承载能力应不低于最重车辆或设备的重量，并在适当位置找一开阔地平整压实，以方便车辆调头进入钻机场地。（2）平整场地：在入土点，以穿越中心线为中线，平整场地，安放钻机、泥浆系统、钻杆和泥浆池等；在出土点平整作业场地，安放钻杆、钻具、挖掘机和泥浆池，并设置合适大小的管线预制作业带。测战放线 拈导向孔
卵砾石地层PHC复合管桩施工工法
卵砾石地层PHC复合管桩施工工法
1 前言
随着建筑科技的进步，基础处理的方法不断更新，各式各样的桩型应用到工程项
目之中，新技术新工艺的应用更是层出不穷。预制装配化将传统建造方式中的大量现
场作业工作转移到了工厂进行，有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产
效率和质量安全水平。在诸多桩型中PHC管桩是较便宜的一种，具有同类造价低、成
桩质量可靠、施工速度快、工效高、工期短等优势。但是在砾石、卵石地层管桩又难
以锤击进入地层，而以旋挖钻孔灌注桩为主要桩型，却经济成本较高，工期较长。为
此，我公司联合福州大学土木工程学院对PHC管桩成桩工艺进行了改进，并总结形成
了“卵砾石地层PHC复合管桩施工工法”，该工艺先采用旋挖钻孔设备钻孔至设计标高，
在桩孔内注入水泥土、混泥土或其他固桩液，再通过压桩设备将预制管桩压入基础，
形成PHC复合管桩。形成实用新型国家专利1项《用于桩基施工的智能定位导向装置》
（专利号201920614034.8），发明专利1项《用于桩基施工的智能定位导向装置、方
法、工程管理方法》（专利号2019103584977）。
2 工法特点
2.0.1 单桩竖向承载力高，每KN工程造价相对较低，具有较好的经济性和质量保证。
2.0.2通过旋挖成孔，与常规锤击桩、冲孔桩相比，对周边地基土体扰动小，施工噪
音低。
2.0.3与灌注桩相比，桩底沉渣少，成桩质量有保障，可解决灌注桩常见的塌孔、缩
颈等引起质量通病。
2.0.4噪音小、无震动、维护效果好。
2.0.5施工工艺简单，成桩质量可靠、施工速度快、工效高、工期短。
3 适用范围
3.0.1本工法适应于卵砾石地层及桩端持力层为硬质石灰岩、砂岩、泥岩等。
4 工艺原理
4.0.1卵砾石地层PHC复合管桩施工工法就是按照设计要求的桩长，预先采用旋挖钻
孔设备钻孔至设计标高，再采用压桩设备将预制管桩压入的工艺原理。通过在钻孔桩
内注入砂浆、水泥土、混凝土或其他固桩液，再植入预制管桩，形成PHC复合管桩。 复合管桩立面示意图 复合管桩横断面示意图
旋挖钻机在碎、卵石地层高效施工技术
旋挖钻机在碎、卵石地层高效施工技术
一、碎、卵石地层的护壁方法
1.长护筒护壁：
这种护壁方法，主要针对开孔即遇碎、卵石地层的工程。具体的操作方法如
下图所示，随着钻斗钻进同时，压入护筒，当感到护筒压入困难时，可以使用短
螺旋钻头捞取护筒下脚的碎石块，清除障碍物后，再向下压入护筒。如此循环往
复，使用护筒护壁直到穿过整个碎石土层。
注意：压入护筒时，要注意护筒外围的坍塌情况，一旦发生松动或坍塌情况，
及时填充并压实以防止护筒发生倾斜或更深层的孔壁坍塌。
2.护筒+泥浆护壁+粘土（干水泥）
这种护壁方法，主要针对有一定稳定覆盖层（≥2m）的碎、卵石地层。根据
覆盖层的厚度，选择护筒长度，护筒长度应以超过覆盖层与碎、卵石地层交界面
为宜。按照常规工法埋设护筒后，当钻进碎石层时，可先向孔内抛入粘土，然后使用钻头缓慢旋转，将粘土挤入碎石缝隙，形成稳定的孔壁并防止泥浆的漏失，
再配合泥浆的运用，来保障碎石层钻进过程中孔壁的稳定和泥浆位的平衡。
另一种相似的方法是使用干水泥配合粘土使用，当钻进碎石层时，把干水泥
装成体积适当的小袋和粘土一起抛入孔底，再使用钻头旋转，将粘土块和干水泥
一起挤入碎石缝隙，静滞一段时间后，可形成稳固的孔壁，干水泥的作用，是增
强粘土的附着力。
二、碎、卵石层钻进中钻杆及钻头的选择
碎石土压缩性低、抗剪强度大，钻进过程中振动强烈，在此地层钻进一般要
选用机锁式钻杆钻进。
对于钻头，一般采用如下两种钻具：
1.小粒径卵石斗式钻头
通过对斗式钻头改进设计（如下图左），增加高裙边和中心锥，使用耐磨性
高的宝峨钻齿，钻进小粒径卵石时，中心锥和两侧裙边上截齿摔先切入卵石，通过旋转拨动、搅松卵石使其向钻斗进土口聚集，被宝峨齿捞入斗内，同时高裙边
也有利于在卵石层形成稳定的孔壁，减少漏浆和塌孔事故发生。
2. 双层筒钻
双层筒钻（如上图右）是为钻进中等粒径的碎卵石而设计的，其采用一种全
新的钻进思想“挤”，即将大小不一的碎、卵石在筒内挤密后带出孔外（传统钻