【工法讲堂】1200米！徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

徐工基础曾收到过一封来自马来西亚BRAS公司董事长的感谢函：
“这是我们公司历史上最重要的项目之一……我谨代表BRAS公司对贵公司精湛的工作表示衷心的感谢！”

这封感谢信与徐工XZ5000密不可分。徐工XZ5000连续无故障工作500小时，完成马来西亚最大的海底电缆穿越项目。

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工程概况

马来西亚电缆非开挖铺设工程，穿越马来西亚卢穆特海湾入海口，铺设Φ610mm管道，施工水平距离1250m，穿越深度为海平面下26m。由于该区域内砂土和淤泥分布杂乱，地质条件复杂，施工方选用徐工XZ5000水平定向钻机进行施工。

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钻具配置

工程使用168、140钻杆，配套172泥浆马达进行导向钻进。扩孔时使用Φ450mm~Φ900mm的切削式和桶式扩孔器组合进行施工。

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施工工艺

导向：导向钻进采用双套管辅助，首先使用16寸套管隔离入土造斜段的薄弱地层和海水渗透，随后按照设计曲线导向钻进到接近水平位置，将12寸套管沿钻杆推送穿过16寸套，并直至接近水平位置。套管下放完成后继续按设计轨迹钻进，直至钻头出土。
扩孔：采用切削式和桶式扩孔器组合进行扩孔，切削式扩孔器分Φ450mm、Φ600mm、Φ750mm、Φ900mm共四级，组合使用的桶式扩孔器外径略小50mm。
回拖：回拖时管道前端连接Φ700mm桶式扩孔器。因管道布置场地受限，管道需分五段进行回拖，期间需进行四次焊接。

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关键问题

复杂地层的导向钻进

双套管辅助措施，其中16寸大套管主要用于隔离入土段的复杂地层和海水，小套管则主要用来限制钻杆弯曲空间，防止钻杆断裂。大钻机下放套管通常可采用动力头带动套管旋转推进。

与此同时，将两种规格的钻杆组合使用：140钻杆在前，便于提高造斜效率；168钻杆在后，便于保证弯曲段钻杆的强度，防止钻杆发生断裂事故。

泥浆配制方案

因工程在海边施工，地层中含有较多的钙、镁等离子成分，因此泥浆添加剂需要纯碱和火碱，去除海水中的钙、镁离子；同时由于地层为沙层和淤泥层交错，地层稳定性差，因此泥浆添加剂还需要正电胶和护壁剂，便于成孔和保护孔壁，泵送泥浆粘度不小于50S。

管道分段回拖
定向钻在普通工程施工时，管道尽可能一次性完成回拖，若分段回拖，会增加施工的风险，尤其是在地层复杂、泥浆性能不理想时，极易发生塌孔抱管事故。
但是面对1200多米的河流，施工方只能选择分段回拖，这对设备性能参数及工艺工法的要求极高。
此次管道回拖分五段进行，需要焊接四次，为保证施工安全性，在焊接期间，每间隔20~30分钟，向孔内泵送泥浆，使钻孔内始终充满性能优良的泥浆，有效预防了塌孔事故的发生。

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案例小结

（1）切削式+桶式扩孔器组合使用时，通常桶式扩孔器直径比切削式小50~150mm。
（2）在土层中使用泥浆马达，建议采用重量轻且带扶正的特制马达，以便获得更好的造斜性能。
（3）管道回拖建议一次完成，在不得不采用分段回拖时，要保证孔内充满泥浆，并且保证泥浆性能可靠，防止塌孔抱管。