一种定向钻管道穿越软弱堤基的防治补救方法与流程

本发明涉及管道穿越堤基的防治补救方法，尤其是涉及一种定向钻管道穿越软弱堤基的防治补救方法。

背景技术：

输水输油输气管道一般长达几十几百甚至上千千米，途中必然经过河道。定向钻施工可实现管道从河底穿越河道。与河底明挖管槽、水上架桥缚设方法相比，定向钻施工方法具有施工快捷、不需要设置围堰、投资较小、对河道不利影响较小、不阻碍行洪等优点，在管道经过河道时日益受到广泛应用。

穿越管道对附近地层产生很大的扰动破坏作用，对堤防渗流、抗滑稳定等均产生不利影响。

现有的处理方法是，在定向钻入土点、出土点及工作井处回填粘性土。这种简单的处理方式对穿越岩石地基尚可。当穿越的堤基为软弱的淤泥或淤泥质土时，如处理不当，将对堤防安全稳定产生严重危害。这主要体现在渗流、稳定、不均匀沉降变形等方面，因此，需要考虑周全的防治与补救方法。

为此，提出一种定向钻管道穿越软弱堤基的防治补救方法，具有事先加固预防、全过程监测、事后补救、使用到期后妥善报废等优点，确保管道所穿越堤防的安全稳定。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提出一种定向钻管道穿越软弱堤基的防治补救方法，具有事先加固预防、全过程监测、事后补救、使用到期后妥善报废等优点，确保所穿越堤防的安全稳定。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

施工前堤身堤基整体加固、施工期渗流与沉降变形监测、拖管后对管道外周环空部位灌浆、拖管后沿管道两侧充填灌浆、施工后对钻入出土点及工作井回填粘土防渗、运行期渗流与沉降变形监测、使用到期时管道内灌浆报废。

本发明具有事先加固预防、全过程监测、事后补救、使用到期后妥善报废等优点，确保管道所穿越堤防的安全稳定。

一种定向钻管道穿越软弱堤基的防治补救方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1施工前堤身堤基整体加固

对于堤身填土较为松散、填土质量不满足规范要求，以及堤基分布淤泥或淤泥质土等软弱土层的堤段，应在管道穿越施工前采取整体加固措施，使管道在整体加固后的地层中穿越。提前加固还有一个好处就是：当若干年后堤防需要达标加固时，不会因为堤防建基面以下的埋管而影响堤防加固方案的设计与实施。

优选的，施工前堤身堤基整体加固，在平面上的范围为：堤前至临水侧常水位或至加固施工时的河水位，堤后至背水侧堤脚线，沿管道轴线两侧5-10倍管径。

优选的，立面上的加固深度为：进入设计管底高程以下5m。加固措施为：水泥土搅拌桩，满堂红布置，桩径0.5m，桩距2.0m。

s2施工期渗流、沉降变形监测

施工期泥浆压力可能造成地表冒浆、地面隆起，存在地面变形、集中渗漏隐患。因此，需布置沉降、位移、渗流监测点。发现异常情况时应及时采取合适的处理措施。

优选的，监测点布在堤顶及临背水侧堤坡，范围为管道上下游50m范围内。

s3拖管后对管外周环空部位灌浆

定向钻拖管后对管道外周环空部位进行压力灌浆，将能有效减小空洞体积，对保证堤防安全是行之有效的补救措施。灌浆范围包括穿越堤防及其管理范围之间的管段，以及穿越强透水层的管段，条件许可时，最好全段灌浆。

优选的，在管道回拖前，将灌浆管绑扎在管道外周，仅在灌浆管底部2-4m长度范围内开设灌浆孔。为提高灌浆效果，可将灌浆管分成4-6条，均匀布置在管道外壁，沿管道分组分段开设灌浆孔。灌浆材料为水泥砂浆。

s4拖管后沿管道两侧充填灌浆

在管道拖管施工完成后，在地表沿管道两侧进行充填灌浆。

优选的，平面上的灌浆范围为：从钻入点至钻出点的陆域；立面上的灌浆深度为管道底部以下5m。

优选的，加固措施为：膨润土灌浆，沿管道布置2排，桩径0.5m，桩距2.0m。

s5施工后对钻入出土点及工作井回填防渗

钻入出土点、工作井是渗透破坏的薄弱环节，应在施工后采取适当的加固措施。在工作井及钻入出土点，先放坡到设计断面，在管道外周浇筑混凝土截水墙，在管与混凝土之间设置橡胶圈垫防渗。填筑粘土至设计高程，回填原状土，压实度不小于0.95。整平地表恢复至原样。

s6运行期的渗流与沉降变形监测

运行期泥浆固结回缩，存在地面沉降、集中渗漏隐患。因此，需布置沉降、位移、渗流监测点并长期监测。发现异常情况时应及时采取合适的处理措施。

优选的，监测点布在堤顶及临背水侧堤坡，范围为管道上下游50m范围内。

s7使用到期时管内灌浆报废

当管道使用到期时，切断两端闸阀，向管内充填膨润土泥浆，用混凝土封堵管道端口。

有益效果

1.受影响段进行整体加固，起到事先预防作用。

2.对管外周环空部位进行灌浆补强，防止产生集中渗漏通道。

3.运行期全方位全过程监测，有助于及时掌握异常情况，并及时采取处理措施。

4.期后管道得到妥善处理。

附图说明

图1是本发明一种定向钻管道穿越软弱堤基的防治补救方法的实施方法；

图2是实施例定向钻管道穿河管道纵剖面图；

图3是实施例堤身堤基提前加固平面图；

图4是实施例堤身堤基提前加固纵剖面图；

图5是实施例提前加固堤防段横剖面图；

图6是实施例施工及运行期间的监测点平面图。

图7是实施例拖管后管道外周环空部位灌浆剖面图；

图8是实施例拖管后沿管道两侧充填灌浆平面图；

图9是实施例拖管后沿管道两侧充填灌浆纵剖面图；

图10是实施例施工后沿管道两侧灌浆堤防段横剖面图；

图11是实施例钻入出土点、工作井防渗纵剖面图；

图12是实施例钻入出土点、工作井防渗横剖面图。

附图标记说明：

1-定向钻管道，2-工作井，3-入土点，4-出土点，5-堤防，501-堤防建基面，6-堤防管理范围界线，7-堤身段管道埋深，8-河床段管道埋深，9-水泥土搅拌桩，10-河水位，11-回填粘土，12-回填原状土，13-混凝土截渗墙，14-橡胶圈垫，21-回拖管前的终孔，22-灌浆管，23-环空部位，30-监测点。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本实施例公开了一种定向钻管道穿越软弱堤基的防治补救方法（图1-图2），包括：施工前堤身堤基5水泥土搅拌桩9整体加固、施工期渗流与沉降变形30监测、拖管后对管道1外周环空部位23灌浆、拖管后沿管道1两侧充填灌浆、施工后对钻入土点3、出土点4及工作井2回填粘土11防渗、运行期渗流与沉降变形监测、使用到期时管道内灌浆报废。

在本实施例中，通过采取事先加固预防、全过程监测、事后补救、使用到期后妥善报废等方法，确保管道所穿越堤防的安全稳定。

包括以下步骤：

步骤1.施工前堤身堤基整体加固（图3-图5）

对于堤身填土较为松散、填土质量不满足规范要求，以及堤基分布淤泥或淤泥质土等软弱土层的堤段，应在管道穿越施工前采取整体加固措施，使管道在整体加固后的地层中穿越。提前加固还有一个好处就是：当若干年后堤防需要达标加固时，不会因为堤防建基面以下的埋管而影响堤防加固方案的设计与实施。

优选的，施工前堤身堤基整体加固，在平面上的范围为：堤前至临水侧常水位或至加固施工时的河水位，堤后至背水侧堤脚线，沿管道轴线两侧5-10倍管径。立面上的加固深度为：进入设计管底高程以下5m。

优选的，加固措施为：水泥土搅拌桩，满堂红布置，桩径0.5m，桩距2.0m。

步骤2.施工期渗流、沉降变形监测（图6）

施工期泥浆压力可能造成地表冒浆、地面隆起，存在地面变形、集中渗漏隐患。因此，需布置沉降、位移、渗流监测点。发现异常情况时应及时采取合适的处理措施。

优选的，监测点布在堤顶及临背水侧堤坡，范围为管道上下游50m范围内。

步骤3.拖管后对管道外周环空部位灌浆（图7）

定向钻拖管后对管道外周环空部位进行压力灌浆，将能有效减小空洞体积，对保证堤防安全是行之有效的补救措施。灌浆范围包括穿越堤防及其管理范围之间的管段，以及穿越强透水层的管段，条件许可时，最好全段灌浆。

优选的，在管道回拖前，将灌浆管绑扎在管道外周，仅在灌浆管底部2-4m长度范围内开设灌浆孔。为提高灌浆效果，可将灌浆管分成4-6条，均匀布置在管道外壁，沿管道分组分段开设灌浆孔。灌浆材料为水泥砂浆。

步骤4.拖管后沿管道两侧充填灌浆（图8-图10）

在管道拖管施工完成后，在地表沿管道两侧进行充填灌浆。

优选的，平面上的灌浆范围为：从钻入点至钻出点的陆域；立面上的灌浆深度为管道底部以下5m。加固措施为：膨润土灌浆，沿管道布置2排，桩径0.5m，桩距2.0m。

步骤5.施工后对钻入出土点及工作井回填防渗（图11-图12）

钻入出土点、工作井是渗透破坏的薄弱环节，应在施工后采取适当的加固措施。在工作井及钻入出土点，先放坡到设计断面，在管外周浇筑混凝土截水墙，在管与混凝土之间设置橡胶圈垫防渗。填筑粘土至设计高程，回填原状土，压实度不小于0.95。整平地表恢复至原样。

步骤6.运行期的渗流与沉降变形监测（图6）

运行期泥浆固结回缩，存在地面沉降、集中渗漏隐患。因此，需布置沉降、位移、渗流监测点并长期监测。发现异常情况时应及时采取合适的处理措施。

优选的，监测点布在堤顶及临背水侧堤坡，范围为管道上下游50m范围内。

步骤7.使用到期时管内灌浆报废

当管道使用到期时，切断两端闸阀，向管内充填膨润土泥浆，用混凝土封堵管道端口。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。