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)。
1 定向钻穿越施工具有不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响。
2 现代化的穿越设备的穿越精度高，易于调整敷设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，可以满足设计要求埋深，并且可以使管线绕过地下的障碍物。
3 城市管网埋深一般达到三米以下，穿越河流时，一般埋深在河床下 9—18米，所以采用水平定向钻机穿越，对周围环境没有影响，不破坏地貌和环境，适应环保的各项要求。
4 采用水平定向钻机穿越施工时，没有水上、水下作业，不影响江河通航，不损坏江河两侧堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
5 与其它施工方法比较，进出场地速度快，施工场地可以灵活调整，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，并且施工占地少工程造价低， 施工速度快。
6 大型河流穿越时，由于管线埋在地层以下 9—18米，地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少，所以起到自然防腐和保温的功用，可以管线运行时间长。
切削刀呈辐条形焊接在该锥体上，且略微向前倾斜。刀盘的正面焊有坚固而且耐磨的切削刀头，所有这些构成一个刀盘。这样，在掘进机工作时，刀盘一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。另外，由于刀盘运动过程中，泥水仓和泥土仓中的间隙也不断的由较小变到较大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而了掘进机不仅在砂土中，即使在黏土中也能正常工作。一般情况下，刀盘每分钟能旋转4——5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20-23次。由于此机型有以上这些特殊的构造。
刀盘前土压力过大时，它就往后退。刀盘前伸时，应减小进泥口开度并加快推进速度；刀盘后退时，应加大进泥口开度并降低顶速。这样，就可使刀盘前的土压力控制在设定的范围内。使用此种掘进机地面隆沉小，优秀的操作人员可使地面隆沉控制在10mm以内。由于采用了泥水作为运输介质，在顶进的过程中无需停顿出泥，因此它的顶速也很快，24小时可顶进20-30米。缺点也很明显：由于进泥口开度限制，在含有直径大于6cm砾石的土层中无法施工。对于易产生流沙现象的砂性土可根据其含水量及其标准贯入度选用不同类型的掘进机，当标准贯入度较小时可选用多刀盘土压平衡式掘进机，当标准贯入度较大时，除多刀盘土压平衡式掘进机以外的以上各种掘进机都适应此种土质。
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