非開挖鋪管泥漿阻塞路面冒漿問題的原因分析

【摘要】從理論上詳細(xì)分析水平定向鉆技術(shù)中的一些常見事故，并以福州南二環(huán)電力護(hù)套施工使用水平定向鉆。造成路面隆起、冒漿，以至影響道路的正常交通運(yùn)行為背景，為今后從事非開挖技術(shù)工作者借鑒、參考。

【關(guān)鍵詞】非開挖；水平定向鉆；路面隆起；泥漿阻塞；路面冒漿

水平定向鉆技術(shù)是地下管線鋪設(shè)使用非常普遍的一種非開挖工藝，它具有工期短、對路交通和其他社會活動的的干擾少、施工成本低的特點，然而，同傳統(tǒng)的開挖施工相比，水平定向鉆技術(shù)對從業(yè)者技術(shù)要求高，如導(dǎo)向孔軌跡的設(shè)計、規(guī)劃。地質(zhì)條件的分析，設(shè)備性能的選擇、泥漿的配合比、均對工程施工影響較大，稍有疏忽可能造成孔道泥漿阻塞、路面隆起、甚至引起地面冒漿，給社會帶來負(fù)面影響。

一、水平定向鉆中常見的阻塞及路面冒漿原因分析

1．水平定向鉆中常見的阻塞。水平定向鉆作業(yè)中，由于孔道周圍的土層發(fā)生垮塌。或者孔道鉆進(jìn)曲線不穩(wěn)定，發(fā)生一種稱為泥漿阻塞的物理現(xiàn)象。如果忽略或者不加以解決將有可能引起路面隆起，甚至引起地面土層破裂而冒漿。

2．孔道泥漿阻塞或路面冒漿的原因。一是導(dǎo)向孔曲線原因。如果孔道偏離平滑曲線，曲線多并且行進(jìn)方向發(fā)生突變，孔道與管道將會相抵觸，這種抵觸又能使孔道中的泥漿流動出現(xiàn)部分或全面阻塞。

二是地質(zhì)因素。引起泥漿阻塞與土層條件有關(guān)，粘土遇水膨脹，這就意味著在粘土中原先的孔道有封蓋住孔道的趨勢。從而減少孔道的尺寸。在粒狀土層中，例如沙土和沙礫，由于具有較小的粒性，孔道容易發(fā)生垮塌壓住管道。造成孔道阻塞。三是泥漿因素。鉆進(jìn)中泥漿有助于孔道的穩(wěn)定，選擇適當(dāng)?shù)你@進(jìn)泥漿將是防止孔道垮塌的基礎(chǔ)。鉆進(jìn)泥漿的一個作用是懸浮和運(yùn)送鉆屑。如果泥漿不流暢，就可能導(dǎo)致鉆屑不能通過孔道排出，這些鉆屑會沉積在管道周圍，進(jìn)而阻塞孔道，阻礙泥漿流動，并最終導(dǎo)致泥漿阻塞或路面冒漿。四是泵量泵壓。優(yōu)質(zhì)鉆進(jìn)泥漿能夠促進(jìn)運(yùn)送固體顆粒的能力在一定程度上取決于鉆進(jìn)泥漿的流速。當(dāng)流速較小時，固體顆粒容易從懸浮狀態(tài)下沉并阻塞孔道。司鉆手在鉆進(jìn)松散、砂層等裂隙發(fā)育的地層使用大泵量時可能會導(dǎo)致孔道坍塌，阻塞。五是覆蓋土厚度。在導(dǎo)向孔施工中，如果施工條件允許一般在考慮擴(kuò)孔直徑的6～10倍以上作為覆蓋土厚度。

二、工程實例分析

1．施工案例。在福州市南二環(huán)施工電力管，穿越長度270米、鋪設(shè)管線為6×180m電力管，當(dāng)擴(kuò)孔直徑為直徑至Φ600mm時，路面發(fā)現(xiàn)100mm的隆起，面積約1平方米，同時伴有黃色泥漿冒出路面。

2．事故原因分析。為了不影響交通，使施工能夠正常進(jìn)行，經(jīng)市政部門、業(yè)主單位同意，在隆起處開挖一個3m×3m的坑。在開挖時發(fā)現(xiàn)在水泥瀝青路面40cm一下存在原老房子地基、碎石且有較松散的的粘土，從導(dǎo)向孔覆土厚度分析，在路面冒漿處導(dǎo)向孔深度為7500mm，且此時擴(kuò)孔直徑為600mm，7.5＞600×6-10倍。從泵量泵分析，事后了解施工工藝參數(shù)，從護(hù)臂泥漿角度分析，本工程地質(zhì)為粘土，本身就會造漿，在加上優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)臂，從導(dǎo)向孔曲線來分析由于南二環(huán)人行道是曲線平面，所以導(dǎo)向孔也跟隨帶有曲線，綜合上述因素，此次造成路面隆起冒漿的原因是：地層因素是主要，上部有老房子地基、碎石、松散有裂隙，導(dǎo)向孔是雙向曲線且孔道長，排渣也存在困難等次要因素。

三、結(jié)論

非開挖技術(shù)在我們的發(fā)展歷史雖然不長，但在我國廣大工程技術(shù)人員的共同努力下，使它在我國得到粒高速度的發(fā)展和廣泛的引用。我們需要繼續(xù)進(jìn)行研發(fā)，一方面研制出技術(shù)更先進(jìn)。性能更可靠、自動化更高的施工設(shè)備和器具；另一方面，要善于總結(jié)施工中的經(jīng)驗教訓(xùn)，提高應(yīng)用技術(shù)水平，才能使非開挖事業(yè)更加壯大。