2025年06月27日19:43夜幕降临时分,位于香港新界沙田污水厂的华元科工的项目地盘,一片欢腾,巨型横幅上大书——“热烈庆祝香港渠务署DC/2021/07沙田定向钻管道安装一次性回拖成功!”
这是华元集团在香港基建行业,再一次创造的非开挖项目佳绩!
项目背景
DC/2021/07项目合约,是为配合香港的可持续发展,香港特别行政区政府渠务署在广泛咨询公众意见后, 开展的搬迁沙田污水处理厂往岩洞项目。整个项目预期在2031年完成,到时,现有沙田污水处理厂迁往岩洞后,污水处理厂现址及周边环境将可大为改善;另一方面,项目完成后可腾出约28公顷土地,发展作有利民生的用途以满足公众需求(例如兴建房屋或其他有利民生的用途),为沙田的小区和环境带来长远效益。
其中,华元科工中标的“沙田污水厂-上游污水收集系统前期工程项目-采用HDD水平定向钻安装加压污水管道(分包合约编号2209/6001)”,即为DC/2021/07合约前期项目中的重要组成部分:工作范围是使用HDD水平定向钻方法,在沙田污水泵站建设一条1.9km长度的DN800内径 (外径1000mm)加压污水管道。DC/2021/07项目总包商,正是华元公司在香港多年的合作伙伴:利基土木工程有限公司 (Build King)。
而为了如期地、高质量地完成这项HDD水平定向钻穿越项目,满足总包合同规范要求,达到总包商及业主香港政府的满意,华元科工克服了很多巨大的困难和项目挑战。
项目特点和施工难点
香港地区的非开挖穿越项目施工,其主要难点是在于地质条件:香港地区的地质条件一般多为异常坚硬的火成岩(花岗岩),最大硬度甚至达到140MPa;而且在有些区域,还有地质构造多变的回填层,含有淤泥的沉积层 ,以及含有泥沙、砾石、卵石、漂石的冲积层等等。
导向孔阶段:首先,在坚硬的岩石层中,完成导向孔对接穿越,这对导向精度控制要求是非常高的。因为,如果对穿导向过程中稍有误差,即可能造成曲率半径达不到设计要求。偏小的曲率半径,会对未来扩孔、修孔和管道回拖造成巨大麻烦。然而,华元公司凭借多年的岩石孔导向对穿经验,采用公司自主研发的对接导向系统,顺利地完成了一条漂亮贯通的对穿导向孔。
扩孔阶段:接下来,在扩孔阶段,项目遭遇整个穿越过程的最大挑战。因为,在坚硬的花岗岩地层中,完成1.25m直径的总长1960m的巨大岩石孔,这在全世界定向钻行业内,都是非常罕见的。
华元科工自主研发的扩孔器,从500mm直径,到700mm直径;到900mm直径,再到1000mm直径;最后到1250mm直径!一批一批,从华元总部,源源不断地运抵香港沙田地盘。因为地层太过坚硬,随着钻孔逐渐扩大,扩孔器磨损的问题也越来越突出,甚至发生牙轮脱落的极端情况——这些,在定向钻行业都是致命的风险。
为了延长扩孔器使用寿命,华元的研发中心不断修改扩孔器的设计细节,例如牙轮、耐磨层、泥浆喷嘴等等,都经过反复改进,并在华元自己的重型工厂,加班加点地完成制造;之后即刻运抵香港地盘。新的钻具经过试用后,再根据现场回馈情况,进一步改进扩孔器设计。
这样,扩孔的功效逐渐提高了;意外掉落孔底的牙轮等,也因为使用了华元自己设计加工的打捞钻具,出色地完成打捞。
修孔、回拖阶段:在胜利完成岩石层内1250mm分级扩孔后;在随后的修孔、洗孔和试回拖阶段,也采用了华元多年积累的岩层水平定向钻项目经验,并逐步达到了可以放心回拖的程度。
经过仔细的技术评估,考虑业主和总包对项目质量和工期的预期,于2025年6月16日开始回拖,并于6月27日傍晚时分,高质量地完成了回拖任务!整个近2km的直径1m的HDPE管道,在回拖过程中出奇的顺利,而且HDPE管道外壁,几乎未发生任何磨损。
本项目是目前香港定向钻工程回拖管道直径最大的项目。这必将成为华元在大孔径岩石层完成长距离管道HDD定向钻穿越的经典案例!