城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用分析

城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用分析

宗明

泰山燃气集团有限公司山东泰安271000

摘要：简单阐述了采用水平定向钻技术在城镇燃气施工的应用发展及其施工过程中注意的几点事项。

关键词：城镇燃气障碍；非开挖水平定向钻导；向孔回拖发射坑；接收坑

1非开挖定向钻技术简介

非开挖定向钻施工法一也称为往复式潜钻施工法，是指无法以传统开挖，推进及作业人员无法进入}一作区，须用机械方法来操作钻掘、排土、清济及方向控制，并同时一在扩孔后将各种管材理入地卜的施}一方法。大多数定向钻机采用钻进液辅助碎岩，钻头钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有一个斜面，所以钻头连续回转时一，则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方向不回转加压时一，则使钻孔发生偏斜。探测器或探头可以安装在钻头内，也可以安装在紧靠钻头的地方，钻头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位，深度和其它参数。在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或囚钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接

1.1敷设城镇燃气管网，在施工过程中不可避免会遇到人工或天然的障碍，增加燃气管网敷设的难度。

1.2笔者工作过的燃气公司，采用水平定向钻穿越施工为公司和当地政府减少了许多麻烦。

1.3气管线与正常开挖作业相比，具有明显的优点。但是，水平定向钻完全是地下施工，地下情况复杂多变，常常会给定向钻施工带来想不到的困难和风险。

2水平定向钻穿越施工中的控制难点

采用水平定向钻施工，外界的不确定因素主要来自以下两个方面:一方面，地质条件多变，土层松散易塌，软硬不一，可能遇到岩石、卵砾石或其它的障碍物;另一方面，城市下方已有的管线纵横交错，这些管线重、乱、密，形成人为的地下障碍。为此，施工前必须充分做好难备工作，弄清地下土层的变化和已有管线的分布情况，精心设计钻孔轨迹，并制订合理的工艺和技术措施，以便安全顺利钻进。笔者所在的公司，正致力于铺设城镇管网，结合本地施工的经验谈谈水平定向钻穿越中需注意的几点。①施工前的测量，为确保安全、优质的完成水平定向钻穿越管道，施工第一步，就是测量，这是关键到水平定向钻工程能否顺利完成的关键要点。测量主要有两步，第一,测量穿越路段的地质成分，探明该路段岩土成分;第二,测量穿越路段已铺设的各种管线。水平定向钻穿越完全是地下施工，测量及探明地下管线的分布情况和岩土层的变化，是该穿越成败的关键。根据调查显示，在市区穿越中，定向钻施工单位最担心的就是对地下管线的准确定位。查明地下管线和岩土层分布的方法通常有:向市政管理部门咨询，根据地上已有的标志请相关单位到现场指认各种管线的实际位置和提供竣工图纸，采用电子仪器实地探测和真空挖土揭露以及委托专业单位提供岩土工程勘察报告等。②穿越轨迹的掌控，在定向钻导向完成后，有关人员含施工方、监理方以及业主一定要重新复核该穿越轨迹是否与原设计有无偏差。此时发现问题，还可以采取措施补救。在实地施工中，若遇到地下岩石土层的不均匀分布，常会导致穿越轨迹有一些变化，此时，需组织设计及相关单位对穿越轨迹取得认可后，方可进行下一步的扩孔步骤。施工前对地下情况的探测，施工中对钻孔轨迹的监控，是水平定向钻施工成败的关键。③穿越管线场地的选择，为便于预制成品管道，管道一侧要有足够长度的施工现场，这也是施工设计前要重点考虑的事情。现场宽度应满足管道施工的需要(一般为12米至18米)，总长度以能够摆放下所预制的管道为准(场地的总长度一般为穿越管道长度再加上30米)，在回拖前，要将管道预制完成。

3概述

3.1非开挖铺设地下管线施工技术,国外称TT技术，即TrenchlessTechnology,是指利用岩土钻掘手段在地表不开挖的情况下,铺设、修复及更换地下管线的施工技术。采用水平定向钻施工，其钻孔轨迹可以是直的，也可以是逐渐弯曲的(在铺设管道允许的曲率半径内);其特有的导向装置，可导向绕过障碍物，钻孔过程可在预先挖好的发射坑和接受坑之间进行。近年来，水平定向钻穿越施工技术在市政建设的各个领域都得到了很大的运用，如天然气、自来水、电力及通信等领域。结合当地的实际情况，编者统计了如下两点外界因素客观上推动了水平定向钻穿越在燃气行业的应用:①随着城市建设的大规模发展，各地的燃气公司都相应的进行新旧管网敷设或改建工程。在管网建设中，会遇到天然和人工形成的障碍，如河流、湖泊、铁路、高速公路等，限制了开挖铺设管道。②在城市市政建设的同时，城镇居民对生活环境质量提出了更高的要求，因开挖造成的交通问题和环境污染等问题，给市民的工作、生活带来许多不便。各级政府都对开挖报批控制的相到严格，一些市区重要路段，政府明令限制开挖施工。

水平定向钻穿越施工有如下几个优点可供参考:施工不影响交通、不破坏周围环境，对城区的交通、噪音、粉尘的危害和影响大大降低。

3.2球、试压防腐等工序，在回拖过程中，不能再进行管道的连接工作，因为回拖过程是要连续进行的，管线放置的场地，在野外施工一般是容易满足的，但在市区内施工，放置管线的位置相对难找，因此在不具备条件下，采用“二接一”便成了最优的选择。所谓“二接一”是指将需穿越的管道分成两截焊接、试压，在回拖的过程中，拖入一段之后，再将另外一根焊接拖入。在这里，风险在于在规定的时间之内，可否将一个接口焊接、探伤检查、防腐完成;特殊情况下，停止回拖时间不宜超过4小时，停止回拖时间过长可能造成泥浆对管段形成握裹力，增大回拖力，有可能导致回拖无法正常进行。

结束语

随着国民经济的高速发展和政府对环境的日益重视，我国非开挖的工程施工技术和投入的设备数量正处在高速度的增长期,伴随着天然气时代的来临,我们有理由相信水平定向钻穿越在城镇燃气市场上，将有着广阔的发展应用前景,经济效益和社会效益都将非常巨大。

参考文献

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