导向孔钻进、扩孔、洗孔、回拖……近日,银川都市圈中线供水工程项目部喜讯频传。
8月4日早上,在经历了一夜鏖战后,银川都市圈中线供水工程黄沙古渡泵站内钢管管头浮出水面,黄沙古渡泵站35KV供电线路钻越黄河施工中最重要的工序管道套管回拖顺利结束。
8月6日下午2点50,在历经了近六小时后,长达860米的7回PE管道从套管中被牵引而出,宁夏首例35KV供电线路钻越黄河取得重大突破,标志着本工程35kV供电线路钻越黄河已无技术性难题,银川都市圈中线供水工程又攻克一新的关键节点。
过关斩将 “钻”越黄河
2020年10月,银川都市圈中线供水工程建设大幕正式拉开,作为宁夏黄河流域生态保护和高质量发展标志性工程之一,它承载着银川市、石嘴山市黄河以东地区生产生态取水、巩固当地脱贫攻坚成果、助力区域高质量发展的使命。
工程前期设计中,根据黄沙古渡泵站附近国家电网变电站分布及出线间隔情况,工程初步选定黄沙古渡泵站供电电源点为宁东黄冈变电站和贺兰纺织城变电站。
“我们对两处电源点与黄沙古渡泵站实际情况进行调查复核,宁东黄冈变电站电源点距离黄沙古渡泵站距离较远,线路压降过大,进线电压不能良好满足黄沙古渡泵站用电要求,随确定电源点为贺兰县纺织城110kV变电站。”尽管确定了电源点,但是因电源点与黄沙古渡泵站分别位于黄河两岸,实现供电,线路必须跨越黄河。
“我们组织行业专家、参建单位多次研究钻越线路、反复论证施工方案,确保在技术层面做到万无一失”。在经历了一系列方案的制定、调整、优化、完善后,最终确定采用非开挖水平定向钻技术进行35kV供电线路钻越黄河施工。
此次供电线路钻越黄河施工在宁夏尚属首例,在砂岩层进行长距离非开挖水平定向钻施工在国内外可借鉴施工经验较少。
“想要顺利钻越,最重要的就是要详细掌握钻越地层的地质结构、获得地质参数,才能确定最佳的钻越方案。”宁夏水利工程建设中心银川都市圈中线供水工程项目部顶着巨大的压力,根据设计图纸及地勘报告组织开展一系列前期施工准备工作。因钻越地层地质参数成孔性较差,直接回拖PE管一旦发生塌孔、缩径等情况,将会造成施工无法进行。为确保此项工程顺利进行,最终研究决定采用钢管作为套管,降低塌孔、缩径造成的施工风险,确保黄河拉管一次性成功。
7月13日,在经历了22日昼夜奋战后,黄沙古渡泵站35kV供电线路黄河定向钻钻越工程一次性顺利完成,成功横穿黄河,导向钻在既定位置顺利出土,也为回扩洗孔打好了基础。
“回扩洗孔是这项施工中的重要环节,因为钻越的黄河地层为不胶结砂岩层,成孔性差、极易塌孔,施工钢套管管径为704mm,孔洞最终成孔直径为1060mm,孔洞直径较大,为保障扩孔顺利,减少对黄河河床地层扰动,我们采用500mm、700mm、900mm、1060mm的岩石扩孔器分四次逐级扩孔,两次清孔,为管道回拖打好基础。”回想起这一工序多次被叫停、连夜优化方案的场景,银川都市圈中线工程项目经理部供电分部负责人史峰仍心有余悸。
8月3日晚,经过回扩洗孔后,孔洞数值达到最佳,为确保钢管套管顺利回拖,40余名一线建设者连夜奋战,成功将钢管套管“钻越”黄河。6日,在非开挖水平定向钻机和多台吊机的相互配合下,7回PE管道进入钢管套管,再次成功“钻越”黄河。
从方案确定到管道回拖成功,近百名建设者面对“拦路虎”,顶压力、想对策,关关难过关关过。
目前,在黄沙古渡泵站的东西两端,7回管道敷设工程已经完成,待泵站主体完工,35KV电缆线路将通过它们钻越黄河河底进行供电,为银川都市圈中线供水工程的顺利完成再助强力。
技术创新 铸造精品
黄沙古渡泵站35kV供电线路钻越黄河施工作为中线项目的咽喉工程。该工程钻越黄河施工,要钻越的不仅是468米的宽度,还有不胶结砂岩层的地质。
“首次尝试供电线路钻越黄河,必须通过更好的技术确保工程质量。”建设中心中线项目部负责人对于质量,从不懈怠。
在基础工序——导向钻进施工中,项目部通过采用非开挖定向领域最先进、成熟的有线磁导向结合人工磁场,满足了管道及设计曲线要求,减少了外界因素对导向数据的影响及误差,确保了导向数据的准确性。
同时,在回扩洗孔施工中,通过采用泥浆混配技术,制定合理的泥浆配比,保障了该项工序的顺利进行。
“因为黄河地质复杂不稳定,为了保障扩孔顺利,我们采用了四个不同直径的岩石扩孔器分四次逐级扩孔,并根据扩孔情况进行两次清空,确保钻杆在空洞内的扭矩、回拖力达到管道回拖的理想值。”项目负责人介绍,新技术的使用让施工逐渐步入正规。
管道回拖过程中,为了减少钢管套管与PE管道的摩擦,施工采用Φ704壁厚12mm的螺旋钢管,钢管总重为176.1t,为确保管道回拖顺利进行,管道回拖采用牵引力为360t的非开挖水平定向钻机。为减少管道回拖过程中管道与地面之间的摩擦力,管道回拖需采用15台25t吊车及2台70t吊车将管道起吊离开地面,与钻机相互配合完成管道回拖。
随着管道回拖的完成,黄沙古渡泵站35kV供电线路钻越黄河施工完成重要一步。在没有任何案例和经验的情况下,项目部通过将石油天然气行业技术、无线遥感技术、泥浆混配技术、地质地层分析技术、水利水电施工技术、电力电缆敷设技术、非开挖水平定向钻技术有机结合,顺利解决了地质问题、曲线与泵站防冲撞位置交叉、导向技术缺陷等问题,成为国内首例。
“多项技术的‘强强联合’既符合黄河复杂的地质条件,让35kV供电线路钻越黄河施工有了更大的突破,也能使我们的工程质量得到更好地保证。”项目组技术负责人对于新技术的应用感到欣慰。
同时,此次供电线路钻越黄河施工为中线供水项目节省投资500余万元,缓解了泵站电源引入困难,也为后期的建设压缩近一个月的工期。
铸精品在于创新。多项技术的创新不仅开创了宁夏首例,也为长距离供电线路钻越提供了经典案例及宝贵的施工经验技术及资料。
在一个又一个“首例”中,他们勇于创新,为打造精品工程不遗余力。
2021年,新的水利“巨轮”已经起航,建设中心将以科技为戎、以实干为力,全力将银川都市圈中线供水工程打造成国内一流扬水工程,达到对黄河水的高效、集约、精细利用,为党的百年华诞再谱新章!
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