【工法講堂】1200米！徐工水平定向鑽在馬來西亞海灣的穿越之旅

徐工基礎曾收到過一封來自馬來西亞BRAS公司董事長的感謝函：
“這是我們公司曆史上最重要的項目之一……我謹代表BRAS公司對貴公司精湛的工作表示衷心的感謝！”

這封感謝信與徐工XZ5000密不可分。徐工XZ5000連續無故障工作500小時，完成馬來西亞最大的海底電纜穿越項目。

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工程概況

馬來西亞電纜非開挖鋪設工程，穿越馬來西亞盧穆特海灣入海口，鋪設Φ610mm管道，施工水平距離1250m，穿越深度為海平麵下26m。由於該區域內砂土和淤泥分布雜亂，地質條件複雜，施工方選用徐工XZ5000水平定向鑽機進行施工。

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鑽具配置

工程使用168、140鑽杆，配套172泥漿馬達進行導向鑽進。擴孔時使用Φ450mm~Φ900mm的切削式和桶式擴孔器組合進行施工。

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施工工藝

導向：導向鑽進采用雙套管輔助，首先使用16寸套管隔離入土造斜段的薄弱地層和海水滲透，隨後按照設計曲線導向鑽進到接近水平位置，將12寸套管沿鑽杆推送穿過16寸套，並直至接近水平位置。套管下放完成後繼續按設計軌跡鑽進，直至鑽頭出土。
擴孔：采用切削式和桶式擴孔器組合進行擴孔，切削式擴孔器分Φ450mm、Φ600mm、Φ750mm、Φ900mm共四級，組合使用的桶式擴孔器外徑略小50mm。
回拖：回拖時管道前端連接Φ700mm桶式擴孔器。因管道布置場地受限，管道需分五段進行回拖，期間需進行四次焊接。

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關鍵問題

複雜地層的導向鑽進

雙套管輔助措施，其中16寸大套管主要用於隔離入土段的複雜地層和海水，小套管則主要用來限製鑽杆彎曲空間，防止鑽杆斷裂。大鑽機下放套管通常可采用動力頭帶動套管旋轉推進。

與此同時，將兩種規格的鑽杆組合使用：140鑽杆在前，便於提高造斜效率；168鑽杆在後，便於保證彎曲段鑽杆的強度，防止鑽杆發生斷裂事故。

泥漿配製方案

因工程在海邊施工，地層中含有較多的鈣、鎂等離子成分，因此泥漿添加劑需要純堿和火堿，去除海水中的鈣、鎂離子；同時由於地層為沙層和淤泥層交錯，地層穩定性差，因此泥漿添加劑還需要正電膠和護壁劑，便於成孔和保護孔壁，泵送泥漿粘度不小於50S。

管道分段回拖
定向鑽在普通工程施工時，管道盡可能一次性完成回拖，若分段回拖，會增加施工的風險，尤其是在地層複雜、泥漿性能不理想時，極易發生塌孔抱管事故。
但是麵對1200多米的河流，施工方隻能選擇分段回拖，這對設備性能參數及工藝工法的要求極高。
此次管道回拖分五段進行，需要焊接四次，為保證施工安全性，在焊接期間，每間隔20~30分鍾，向孔內泵送泥漿，使鑽孔內始終充滿性能優良的泥漿，有效預防了塌孔事故的發生。

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案例小結

（1）切削式+桶式擴孔器組合使用時，通常桶式擴孔器直徑比切削式小50~150mm。
（2）在土層中使用泥漿馬達，建議采用重量輕且帶扶正的特製馬達，以便獲得更好的造斜性能。
（3）管道回拖建議一次完成，在不得不采用分段回拖時，要保證孔內充滿泥漿，並且保證泥漿性能可靠，防止塌孔抱管。