一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法与流程

本发明涉及一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，属于光缆布设。

背景技术：

1、海缆是为了满足国际间大量数据传输需求而在海底建设的通讯电缆。目前除了卫星通讯以外，海缆是连接世界各地的主要方式。从20世纪60年代开始，海底通讯电缆已经逐渐普及。海缆技术将光纤通讯技术和海洋工程技术结合起来，电缆是采用多层复合材料制成的，以保证在比较恶劣的海洋环境下保持高效的通讯质量。

2、海缆敷设需要的船机设备主要有敷缆船、拖轮、锚艇、水陆两栖挖掘机、布缆机、绞磨机、发电机、定向钻机等。海缆敷设属于一个相对特殊的施工项目,且目前缺乏相应的设计规范、施工规范和质量验收规范。

3、现有的海缆敷设主要包括接缆、试航、扫海、敷设主牵引钢缆、登陆准备、始端登陆、敷埋段施工以及终端登陆这几个步骤，根据现有的海缆登陆方案，不难发现其主要适用于以地势较为平缓，且以土质地基为主的登陆段，如采用开沟掩埋、套管、混凝土栈桥等，采用非开挖定向钻的也以穿越海底的土层地基和穿越山体较为平直段为主，对于高差较大、硬质岩地基的海缆登陆，则存在较大的局限性：

4、(1)采用开沟掩埋的敷设施工方案，对于坡度较陡、高差大，且为硬质岩层的登陆段，其施工难度大、工期长、海缆登陆的保护实施难，且施工过程存在较大的安全隐患；

5、(2)浇筑钢筋混凝土栈桥，在高差大、陡峭的硬质岩层，除了工程量巨大之外，还存在栈桥施工难度大、冲刷防护困难、会改变现有海岸线的外观，可能影响后续海岸的适用等问题，在具有观景的地方，还可能存在影响景观等问题。

6、(3)采用既有的水平定向钻进施工，则受制于定向钻进的轨迹控制，无法解决大高差的问题。

7、(4)采用外露钢结构栈桥或者其他形式的架空式敷设，则存在着防盗和防灾等不利情况，同时海边钢结构的防腐和防冲刷问题突出。

8、公开号为cn116706818a的中国发明专利中公开的一种适用于基岩质海岸的海缆登陆方法，包括将海缆置于钢套管内，选择海底基岩面，将装有海缆的若干钢套管放在海底基岩面上，钢套管并排分布并通过锁扣连接；在钢套管外填充速凝混凝土层，速凝混凝土层高出钢套管600mm以上，并沿两侧以不低于1:2的比例放坡；在速凝混凝土层表面铺设沥青涂层，厚度不低于400um；钢套管前部直通海域直埋段海缆沟，后部与陆域电缆沟衔接，陆域电缆沟底部布置陆域电缆沟垫层，顶部布置陆域电缆沟盖板，陆域电缆沟内填充沙袋。

9、上述参考例适用于基岩质海岸，但是还是需要采用开沟敷设，且适用于坡度较缓的登陆点，因此急需进行改进。

技术实现思路

1、为了克服现有的海缆登陆施工方法对于高差较大、硬质岩地基适用性差、施工难度大等的缺点，本发明设计了一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其避免了在硬质岩上开沟敷设，合理的降低了施工成本，同时避免了在陡坡上搭设栈桥，减少了对岩石岸礁的景观影响，避免了冲刷、腐蚀对电缆构筑物的影响。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，包括如下步骤：

4、s1：保证定向钻机所处位置满足安全防护要求；

5、s2：设计自高处向下与竖直平面之间呈一定角度且贯穿硬质岩坡面的预设轨迹；

6、s3：控制定向钻机沿所述预设轨迹钻取导向孔；

7、s4：控制定向钻机的钻杆沿预设轨迹回拖，对导向孔进行扩孔，并且进行至少一次扩孔，最后形成导向终孔；

8、s5：在合适的位置开挖施工作业的锚固井以及与所述锚固井连通的电缆沟，并在锚固井内部安装锚固装置；

9、s6：铠装海缆到达岸边并卷绕一定圈数后，将铠装海缆的牵引绳从导向终孔中穿过至岸上；

10、s7：退潮时，在导向终孔末端出口位置至海床上的铠装海缆的引出土的位置铺设若干层沙袋；

11、s8：将铠装海缆的牵引绳拉至锚固井，然后将铠装海缆的铠装剥离并将缆线固定在锚固装置上，同时将缆线的端部与电缆沟对接；

12、s9：在沙袋顶端进行抛石进而形成堆石坝，并使得堆石坝高过导向终孔的出口处。

13、进一步的，还包括：

14、步骤s10：在若干个涨落潮之后检查堆石坝表层抛石的变化情况，并对较薄部位进行补充修缮。

15、进一步的，所述堆石坝的下层为小粒径石层，上层为大粒径石层。

16、进一步的，所述堆石坝两侧的坡度小于30°。

17、进一步的，步骤s3还包括：当需要敷设多根铠装海缆时，则钻取多个导向孔，并对多个导向孔进行扩孔形成导向终孔。

18、进一步的，相邻两个导向终孔之间的净距离大于两倍的导向终孔的外径。

19、进一步的，步骤s4中，需要在当海水处于低潮位时进行。

20、进一步的，所述导向终孔的孔径至少为铠装海缆外径的2.5倍。

21、进一步的，步骤s7中，所述沙袋铺设有2至3层。

22、进一步的，所述导向终孔为圆形孔。

23、与现有技术相比本发明有以下特点和有益效果：

24、1、本发明中，采用非开挖定向钻穿越硬质岩、大高差的海缆登陆岸礁，在岸顶设置定向钻的施工机械，采用斜向入土钻孔或者斜向入土钻孔后通过一定的曲率半径从水平向与海床部分的电缆通道对接，避免了在硬质岩上开沟敷设，合理降低施工成本。

25、2、本发明中，非开挖定向钻回拖扩孔后，不需要在孔内设置保护管，直接利用具有较高强度的岩石孔作为电缆的天然保护孔，减少了施工量，降低了施工成本，且保护效果好。

26、3、本发明中，海缆从海床进入到岩石孔洞的爬升段，采用了底部沙袋垫高加顶部抛石保护的措施，避免了在爬升段电缆悬空产生的涡激振动和冲刷等问题，且不影响岸礁的现状，实现绿色环保施工，避免了在陡坡上搭设栈桥，减少对岩石岸礁的景观影响，避免了冲刷、腐蚀对电缆构筑物的影响。

27、4、本发明中，充分利用张退潮的时间实现了悬空段的施工作业，避免电缆爬升段栈桥的大修大建。

技术特征：

1.一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：还包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：所述堆石坝(19)的下层为小粒径石层，上层为大粒径石层。

4.根据权利要求3所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：所述堆石坝(19)两侧的坡度小于30°。

5.根据权利要求1所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：步骤s3还包括：当需要敷设多根铠装海缆(17)时，则钻取多个导向孔(6)，并对多个导向孔(6)进行扩孔形成导向终孔(12)。

6.根据权利要求5所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：相邻两个导向终孔(12)之间的净距离大于两倍的导向终孔(12)的外径。

7.根据权利要求1所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：步骤s4中，需要在当海水处于低潮位时进行。

8.根据权利要求6所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：所述导向终孔(12)的孔径至少为铠装海缆(17)外径的2.5倍。

9.根据权利要求1所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：步骤s7中，所述沙袋(18)铺设有2至3层。

10.根据权利要求1所述的一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，其特征在于：所述导向终孔(12)为圆形孔。

技术总结
本发明涉及一种基于非开挖定向钻穿越硬质岩的海缆登陆施工方法，属于光缆布设技术领域，包括下列步骤：设计自高处向下与竖直平面之间呈一定角度且贯穿硬质岩坡面的预设轨迹；控制定向钻机沿所述预设轨迹钻取导向孔；控制定向钻机的钻杆沿预设轨迹回拖，对导向孔进行扩孔，最后形成导向终孔；在合适的位置开挖施工作业的锚固井以及与所述锚固井连通的电缆沟，并在锚固井内部安装锚固装置；将铠装海缆的牵引绳从导向终孔中穿过至岸上。本发明避免了在硬质岩上开沟敷设，合理的降低了施工成本，同时避免了在陡坡上搭设栈桥，减少了对岩石岸礁的景观影响，避免了冲刷、腐蚀对电缆构筑物的影响。

技术研发人员：武奋前,黄晓予,李扬森,徐晓立,陈孝湘,陈国文,邱昊茨,吴培贵,陈凌昊
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17