定向钻在不良地质条件下的应用
1水文地质情况
穿越改线段位于庆铁新线479#+220m处和庆铁老线#+m处，地貌单元属于河床，地面相对高程为1.25m，地势中间低两侧高，地势起伏较大。地层结构上部为四系冲积成因的砂、卵石层，沉积韵律变化较大，下部为中生代白垩纪泉头组砂岩，基底起伏不大。
1.1水文情况
上源有南北两支，南支为主流，发源于清源县应额门镇老虎顶山，流至县与发源于的碾盘河在耿王庄汇合，在镇接纳寇河，在大高力屯注入辽河。全长170.6km，流域面积4813.95km
2流域是辽河干流暴雨洪水多发地区，暴雨集中，强度大，辽河干流以前发生的洪水来源80%来自。50年一遇洪水冲刷深度2.7m，平均水深4.96m，流速3.3m/s。穿越改线段范围内地下水属孔隙滞水，主要赋存于卵石层之孔隙中，动态要素受大气降水控制，丰水期水位上升，枯水期水位下降，钻探施工期间测得地下水位埋深为3.5~4.3m。
1.2地质情况
根据地质矿产局工程勘察院《庆铁新老线改线工程岩土工程勘察报告》，在钻探所达深度范围内，自地表而下依次为耕土、粉砂、砾砂、圆砾、卵石、泥岩。
(1)耕土：灰，以粘性土为主，含植物根系，土质松散，ZK2孔缺失，层厚0.3~0.4m。
(2)粉砂：，稍湿，松散，砂成份为石英、长石，颗粒较均，层厚1.6m。
(3)中砂：黄褐色，湿-饱和，松散-稍密，局部为中密，砾石成份为花岗岩，分选差，磨圆好，砂以中粗砂为主，成分为石英、长石，层厚度为1.8~4.2m。
(4)圆砾：黄褐色，湿-饱和，中密-密实，砾石成分为花岗岩，分选差，磨圆好，层厚2.0m。
(5)卵石：黄褐色，含水饱和，中密-密实，卵石成分为花岗岩，分选差，磨圆好，局部夹中粗砂薄层，层厚5.7~8.6m。
(6)粉砂质泥岩全风化：红褐色，原岩结构不清，矿物已风化成土状，层厚3.8~5.0m。
(7)粉砂质泥岩强风化：红褐色，原岩结构不清，岩石风化呈碎块状，易风化矿物已风化成土状，岩石手捏即碎，层厚5.7~6.7m。
(8)粉砂质泥岩中风化：红褐色，微细粒结构，块状构造，矿物成份为石英、长石，岩石呈块状，钻孔控制厚度为8.5m。场地标准冻结深度为1.30m。
2穿越改线方法分析及解决方案
2.1穿越方案的比较及确定
从上述水文地质情况可以看出自然条件比较复杂，洪水量大，地层间杂情况多，结合具体地质情况对常用的管道通过河流的方法分析和比较如下：
(1)水上跨越法：东北地区水系的特点是季节性强，河流夏秋季节洪水期间，涨幅大，河水宽度增加大；冬春少雨季节河道中水量小，水深小，宽度小。跨越施工不适用于东北部河流穿越，宜引起洪水期间的管桥桥墩阻水、积柴，加大洪水对管道的冲击，使管道被冲断的危险增加。
(2)地下盾构法：盾构法对地质条件要求小，可以在卵石中钻孔成型，常用于河流穿越工程及复杂地段的施工。两侧需要进行竖井施工，占地面积大，竖井不易施工，造价高(每米为30000~40000元)，施工时间长(一般约1a左右)。
顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法
，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。
经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头，无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上了很大的进步，在某些方面甚至已达到了水平。 2001年上海股份有限公司在江苏省常州完成了长 2050m、直径 2m的钢筋水泥管顶管工程，是目前已完成的我国长的顶管工程。2001年 8月～12月嘉兴市污水处理排海工程一次顶进 2050m长距离钢筋混凝土顶管，由于选择了合理的顶管机具型式、成功地解决了减阻泥浆运用和轴线控制等技术难题，用约5个月完成全部顶进施工，创造了新的顶管施工记录。全长3600m、管径为1.8米的钢管从23至25米深的地下于2002年9月成功横穿黄河，无论从顶进长度、埋深、地质条件，还是钢管直径在国内尚属。
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顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间
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随着钻进深度和地质岩层的变化，在突破不尽相同的岩层带时，应该遵照岩层情况适时调整钻进参数，避免有差别的岩层钻进对设备造成损害。③密切监控施工过程，留意是否有地质突况，譬如泥浆漏失，钻压突变等情况。类似于这类地质突况或者钻探设备隐患故障等情况，假如查看到应该立即停止施工，并通报施工技术人员或者地质勘察工程师，查明突况的原因后并采取调整措施后，方能继续实施施工。④在导向孔钻进施工完成然后，可以对工作坑道的入土口，接受坑的出土口的基础工作面标高及方位开展核查，确保导向孔与研究发明轴线一致。⑤依照设计定制图纸以及实际取点对导向孔轴线施工核查校验确认完毕再之后，将导向钻头换为回扩钻头，以导向孔为轴线实施施工回扩。在回扩过程中，应一直保持合适的泥浆量，并对泥浆的性能参数开展不定期检测，遵照岩层及土层情况调整泥浆性能指标。比方是一点郊区土层为粉淤质土，可以在泥浆混配系统中再加上适量的稀释粉，起到固化洞壁，润滑钻杆，塑管与用处。⑥扩孔完成再然后，必须遵照打造图纸对完成的扩孔孔洞开展校核，以确认其宽度及方向精度满足管道施工的要求。在回拖管道过程中，密切注意孔况，钻机操作手应密切注意钻机回拖力，扭矩的变化。回拖应平稳，顺利，不允许蛮拖。管材要拖入已成形的孔洞中，中途尽量避免停顿，以减小回拖的阻力
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