南水北调东线一期济宁市续建配套工程定向钻穿越G327国道设计施工浅析
2018-03-02王亚峰安月兰黄雪芬
王亚峰,安月兰,黄雪芬
(1.济宁市水利工程施工公司,山东 济宁 272000;2.济宁市黄淮水利勘测设计院,山东 济宁 272000)
1 施工概况
南水北调东线一期济宁市续建配套工程(第二期)施工中,曲阜支线需穿越国道G327。原设计中,使用定向钻穿越327国道,管径为630,管材为钢管,设计桩号14+100~14+258,设计长度158 m。根据《油气输送管道穿越工程设计规范》(GB 50423-2007),穿越铁路或二级及二级以上公路时,应采用在套管或涵洞之内敷设穿越管段,经计算,需在道路下部增加800的钢管作为套管,套管长度60 m,增加套管后部分定向钻穿越管径变更为800,穿越段长度延长为238 m。
2 套管及定向钻长度计算
根据施工现场测量,定向钻斜穿过国道G327,国道正下方直线长度为52.7 m,考虑到定向钻弯曲通过及安全延伸长度,800的套管长度定为60 m。
根据中国非开挖技术协会编制的《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》第4.1.2.2轨迹设计参数:“铺设钢管的最小允许弯曲半径可用下列公式计算。但是,为了利于铺管,最小弯曲半径应尽可能大。”

式中:Rmin为最小弯曲半径,m;206 为常数(Nm/mm)2;D 为管子的外径,mm;S为安全系数,S=1~2;K2为管子的屈服极限(N/mm2)。
因入土端有高压线及高压线杆,高压线埋深约1.0 m,高压线杆深度1.5~2 m,800钢管最终扩孔孔径1.1 m,故此该处应达到3.3 m。以入土点为基准点高程为0.0 m,穿越最低点高程为-9.0 m。因327国道与入土点高差为1.5 m,故此327国道与管道高差为10.5 m。变更后800穿越长度计算如下:
入土端直线段水平长度a1=b1÷tgθ入=3.3÷tg10°=18.8 m
入土端曲线水平长度a2=Rmin×sinθ入=785×sin10°=136.3 m
入土端曲线水平长度c1=Rmin×sinθ出=785×sin7°=95.7 m
入土端直线水平长度c1=d1÷tgθ出=3.1÷tg7°=25.2 m
穿……
