燃气管道工程建设中的水平定向穿越施工要点

发表时间：2020-07-14T01:32:00.061Z 来源：《建筑细部》2020年第9期 作者： 陈海春

[导读] 随着城市化建设的快速推进，使得燃气管道工程建设日趋增多。燃气管道工程建设中的水平定向穿越技术是利用与地面呈一定角度的入射角而钻入地层的钻孔设备形成先导孔后再根据施工的实际需要调整先导孔直径的大小来铺设燃气管道的一种技术。与传统的燃气管道穿越技术相比，水平定向穿越技术不需要进行管沟开挖的施作，利用具有钻掘以及排土功能的相关机械设备就可以对燃气管道的敷设施工进行有效的控制。陈海春

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摘要：随着城市化建设的快速推进，使得燃气管道工程建设日趋增多。燃气管道工程建设中的水平定向穿越技术是利用与地面呈一定角度的入射角而钻入地层的钻孔设备形成先导孔后再根据施工的实际需要调整先导孔直径的大小来铺设燃气管道的一种技术。与传统的燃气管道穿越技术相比，水平定向穿越技术不需要进行管沟开挖的施作，利用具有钻掘以及排土功能的相关机械设备就可以对燃气管道的敷设施工进行有效的控制。基于此，以下就燃气管道工程建设中的水平定向穿越施工技术进行探讨。 关键词：水平定向穿越施工；燃气管道；特点；施工准备；施工要点

在常规燃气管道施工安装过程中，多采用开挖技术施工，往往导致道路等设施破损，给人们的生产、生活带来诸多不便.而采取水平定向穿越施工可以克服施工困难、降低施工成本、避免和减少燃气管道工程施工对市政设施及自然环境等的破坏。基于此，本文阐述了燃气管道工程水平定向穿越施工的工作原理及其特征，对燃气管道水平定向穿越施工进行了分析。 一、水平定向穿越施工技术的概述

1、水平定向穿越施工技术的原理。燃气管道工程建设中的水平定向穿越施工技术原理：首先，导向孔的生成，利用具有导航功能的相关设备将钻头和钻杆按照正确的方向引入到地层，从而形成导向孔。其次，利用地面接收到的来自地下钻头处发出的电磁信号来对钻孔的轨迹进行有效的控制，然后结合实际的施工需求，从水射流式、切削式以及挤压式三种成孔方式中选择一种合适的方式进行成孔操作；最后，燃气管道的铺设，在管道铺设施工之前，需要根据施工的实际需求在钻杆的顶端连接一个扩孔钻头，使用它来扩大导向孔的直径，然后选择使用比导向孔直径较小的铺设管线，并将其引入钻孔，完成燃气管道的铺设。

2、水平定向穿越施工系统构成的分析。燃气管道工程建设中的水平定向穿越施工系统是由钻机、电动机、钻头方向控制设备、泥浆以及钻机辅助设备组成的：（1）钻机。钻机主要用来完成燃气管道穿越过程中的钻进以及回拖过程。为了能满足不同作业的作业需求，要求使用的钻机具有改变转盘转速和转向的功能。（2）电动机。电动机主要是用来为钻机提供动力。（3）钻头方向控制设备。钻头方向控制设备主要是用来正确引导钻机的钻头方向。（4）钻机辅助设备。钻机辅助设备主要用于钻机的钻孔和扩孔的施工。（5）泥浆。泥浆主要是为钻机的施工需要所准备的。

3、水平定向穿越施工技术特点的分析。与传统燃气管道的穿越施工技术相比，水平定向穿越施工技术的特点主要体现在以下几方面：（1）施工占地面积比较小，对人们的日常生活和城市的交通影响较小；（2）是施工精度准确；（3）是施工过程中所消耗的人力和财力资源比较少，经济效益比较显著；（4）是施工过程中对周围的环境污染比较小，而且能够有效保护施工现场的绿地。 二、燃气管道工程建设中的水平定向穿越施工准备工作

1、水平定向穿越施工前的准备工作。水平定向穿越施工准备工作主要有地下已有燃气管道的检测以及燃气管道材料的选择两方面。（1）地下已有燃气管道的检测。燃气管道施工之前需要做的一项最为重要的准备工作就是地下已有燃气管道的检测以及燃气管道线路位置的确定，并依据检测的最终结果来合理设计管道铺设施工的钻孔轨迹。（2）燃气管道材料的选择。燃气管道材料的选择是水平定向穿越施工前的一项非常重要的准备工作，由于燃气管道材料的物理性能的好坏在很大程度上决定燃气管道的最终施工质量。其中物理性能比较好的燃气管道材料多采用三层结构分别是外覆盖层、伞线涂层以及焊口采热缩套层，三层结构的采用可以有效保证管道的物理性能。 2、水平定向穿越施工中的施工装备准备。水平定向穿越施工中的施工装备主要包括水平定向钻机的选择、施工设计参数的确定以及地质勘查。（1）水平定向钻机的选择。在水平定向钻机的选择中需要考虑的技术指标有钻机的最大扭矩、最大给进力、最大回拖力。另外机型的型号有大型、中型和小型机之分，机型的选择需要根据施工的实际需求来合理选择。（2）施工设计参数的确定。待确定的施工设计参数主要有曲率半径、钻近角、覆盖层的厚度等。（3）地质勘查。燃气管道铺设施工的地质勘查主要用来确定探孔的数量以及探孔钻探的深度。

三、燃气管道工程建设中的水平定向穿越施工要点

燃气管道工程建设中的水平定向穿越施工一般分为两个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将管道沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。

1、导向孔施工要点。导向孔施工是成孔的关键，根据已设计轨迹线确定导向孔的入土点和入射点角度。认真测量和科学选取穿越轴线的方位角，使钻孔接近设计轨迹线。导向孔钻进过程中，注意井眼的返浆情况并做好记录，以准确判断钻进过程中的地质情况，为预扩孔提供可靠数据，导向孔的施工是否符合设计要求，直接影响工程质量。根据钻进过程中记录的数据仔细分析所钻进的线路中是否存在回填土，以便及时调整施工工艺及应对措施。另外，在导向孔施工过程中，导向技术人员要确保曲线偏移不能超越规定设计范围，每根钻杆间的角度变化也要得到严格控制，确保导向孔高质量完成。

2、各级预扩孔要点。导向孔完成后，技术人员应根据操作人员的原始记录并与原设计轨迹线相核对，再次复核导向孔的质量。在导向孔符合质量要求的情况下，取下导向钻头，接上反扩钻头和分动器，即可进行回拉扩孔。增加扩孔级数，更能保证成孔的质量。扩孔时应视地层的不同选择不同类型的反扩钻头。同时根据地层情况选择泥浆配方，一般情况下，地质粘质成份多，可用清水和刮刀钻头扩孔，自然造浆，保持孔壁稳定。如果所穿越地层中含沙量高，责必须选择优质泥浆，用膨润土进行泥浆护壁处理。扩孔直径符合铺管要求时，扩孔即告结束。

3、清孔要点。扩孔结束后，用清孔器清孔。清孔时注意泥浆比重，保证泥浆质量。机械操作人员应注意仪表的变化，以此判断孔内情况。并作好记录，技术人员根据记录的数据，分析清孔的效果如何，决定能否铺设管材。

4、回拖管材要点。当钻孔清孔达到铺管要求后，需进行回拖前准备。复查管材质量以及搬运过程中有无损伤，管材焊接是否符合规定要求，检验完毕后，方能铺设。操作人员控制钻机的拉力和速度，确保所铺设管材不受损伤。回拖管材时，先将扩孔工具和管线连接好，然后开始回拖作业，并由钻机转盘带动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖，高密聚乙烯燃气管道在回拖过程中是不旋转的，由于扩好的孔中充满泥浆，所以管线在扩好的孔中处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样即减少了回拖阻力，又保护了管线防腐层。 四、结束语

综上所述，城镇化建设的不断推进，使得市政管道在地下纵横交错、层叠密布，地面上的市政建筑也越来越多。在常规燃气管道施工安装过程中，采用开挖技术施工，往往导致道路等设施破损，给人们的生产、生活带来诸多不便。而采取水平定向穿越施工技术可以克服施工困难、降低施工成本、避免和减少燃气管道工程施工对市政设施及自然环境等破坏，因此必须加强对其进行分析。

参考文献：

[1]龙飞泉.城市燃气管道水平定向穿越施工技术探讨[J].化工管理，2019，（19）：187-188. [2]陈哲.城市燃气管道水平定向穿越施工技术[J].建筑工程技术与设计，2016，（20）：319-319.