定向钻进穿越施工技术在燃气管道工程中的应用

定向钻进穿越施工技术在燃气管道工程中的应用

宋桂莲

青岛新奥燃气设施开发有限公司 山东青岛 266000

摘要：燃气是现代城市发展中非常重要的能源，因此，城市燃气工程数量逐年增加。然而在城市燃气工程施工中如果采用“明挖”的施工方式，那么必然会导致一系列的问题，比如交通堵塞、环境污染等。定向钻进穿越施工技术在燃气管道工程中的应用能够降低对环境的破坏，避免对交通造成影响，因此，对该技术在燃气管道工程中的实际运用进行研究非常必要。

关键词：燃气管道；定向钻进穿越；施工技术

对于现代城市来说，各种市政管线遍布在地下，纵横交错，盘根错节，常规的管道施工安装通常会对建筑、交通、植被等造成影响，给人们的生活带来了许多不便。并且施工成本也逐渐变高，难度越来越大。为了克服这些问题和减少施工带来的影响，诞生了一项新的非开挖技术,这项技术不仅对周围环境和交通运行影响性小，还能节约成本,与传统的施工方案相比操作也是更加简便。该技术的特点完全顺应时代的发展和进步，更能满足现阶段所需的要求。

1 市政燃气管道与定向钻进技术

1.1 市政燃气管道

1.1.1 市政燃气管道建设

市政燃气管道建设是一项民生性的工程建设，通过这项工程建设可以满足城市内所需的燃气问题。它不仅对城市化建设的进程起着至关重要的作用，还发挥着城市功能。这项工作需要正确的科学统筹规划和相关的能源管理协调，做到服务民生、优化环境、共同推进城市化转变的目的。

1.1.2 市政燃气管道的发展形势

随着工程建设技术的高速发展，当前的市政燃气管道建设的安装与施工正处在一个临界的转型阶段，相较于原来的开凿式管道设计对环境和土质的破坏，市政燃气管道急需转型。

1.1.3 市政燃气管道的设计

在市政燃气管道的设计中，首先我们先要满足对城市燃气的基本需求，其次，在设计中我们要考虑燃气管道的要求标准，在管道的轨迹中，我们尽量减少河流和其它阻碍物的穿越。最后，我们要考虑管道的选材，根据燃气的物质类型选取适宜的材料进行市政燃气管道的建设。

1.2 定向钻进技术

1.2.1 基本原理

以工程的特点地质情况为出发点，设计出适合周围环境和地质土层结构的钻孔轨迹，在一般情况下，这个钻孔轨迹呈现为曲线。首先，需要用定向钻机在土质中钻出一个导向孔。然后，在钻进的过程中，根据导向跟踪仪和计算机仪器的导向勘测，对土质下情况进行定位。最后，等待向导钻具穿过障碍物的另一端露出来后，在钻具的钻出端换上直径比原来大的扩孔钻头，回拖钻杆，将原来的钻孔扩大，与此同时，将待敷管线拉入钻孔从而完成管道穿越的铺设施工。

1.2.2 定向钻进施工的技术特点

第一，应用性广泛，对于多种不同材料的管道都适用。第二，精准性高，可以绕过障碍物。第三，技术先进，成本低，不会对地表的建筑、植被、交通造成影响，施工效率高。第四，不受施工季节环境时间的影响，且安全性比较高。

1.2.3 定向钻进施工技术的应用范围

该技术广泛应用于穿越公路、铁路、河流以及在闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等不允许或不能开挖的条件下敷设、修复、更换管道。适用于天然气、热力、电力、电信、石油、排水等领域。

2 定向钻进穿越施工技术

2.1 现场施工准备

2.1.1 测量定位

首先，要在需要打孔的区域内或者范围内进行初步的站孔确定，根据测量的中线与地面的高度，确定导向孔的具体位置和长度，以及下管的位置。

2.1.2 场前准备

在设备进场之前，最基础的一步就是要对场地做好清洁工作，将不平整的地面进行处理，推平、压整，并且设计好一定大小的排水边沟，方便施工。将施工所需的材料都准备好，并且妥善保存，对泥浆搅拌所需的供水问题设计解决方案。

2.1.3 设置钻机工作区

因为钻机设备本身体积比较大，换一种说法，就是它的占地面积比较大，为了方便施工的正常运行，要为钻机设置一个专门的工作区，区域的大小要按照钻机大小和钻孔的位置决定。

2.2 基本定向钻进技术流程与注意问题

2.2.1 检查设备安装

在设备投入工作之后，要对整体系统进行安装，遵循安装的安全原则。将电缆线埋在地下，所有的管线最好避开交通路线。在安全检查之后，进行系统性的整体运行测试。在开始施工前，认真核对钻具或其它的应用工具有没有质量问题，清洗丝扣井进行检测,确保内部无损伤,检查钻头的水眼直径是否更换等等,在扩张导向孔时也到保证供水量足够和水眼通畅，环扣不变形。

2.2.2 挖入口工作坑

挖入口工作坑是施工过程中非常重要的一部分，根据钻机的大小和导向孔的大小，来确定工作坑的空间大小，深度一般不超过三米，同时对宽度长度也有一定的要求。

2.2.3 泥浆(钻液)配制

第一，泥浆指水和影响土或聚合物的混合物,应按设计要求进行现场试配,使用成品泥浆的,泥浆进场后应按设计要求进行验收并检查产品合格证。第二，泥浆用量的经验估算:施工时可根据下列经验公式进行初步计算每分钟泥浆用量，回拖时工程所用泥浆总量等相关多数。计算值为初步估算值,实际应用时泥浆用量比估算值稍大。第三，防止冒浆预案。

2.2.4 管线试压

管线试压中存在着试压的强度，那么对于不同的施工工程或者不同的土质环境所适应的强度也是不同的。所以，为了工程的顺利进行，在回拖前，要对管线的试压程度进行检测估算。在相同的实验条件下，我们测量压力时一般选用三块相同规格的压力表在相同情况下进行测量。多次测量求平均值，降低试压的误差。在测量时还有注意测量环境，是否存在漏气现象，且要进行一段时间后，进行测量。如果存在漏气的现象，要及时处理，作废本次实验，数据无效。

2.2.5 管线回拖

管线回拖是这项技术中最重要的一部分，如果管线回拖失败，那么整体的施工工程也就失败了。在确认管道通畅之后，要检测是否合格，如果合格才可以进行回拖连接，完成泥浆的冲洗。并且在回拖前，要检查管壁是否出现破损，关于回拖的速度取决于管径的大小和仪器的灵敏程度。管道回拖施工连续进行除发生不可抗拒的原因外，严禁在施工中无故停止,避免因停工造成阻力增大。如果出现了泥浆过粘的情况，我们可以在泥浆中添加聚合氯化铝或者其它的泥浆复合添加剂，来增加泥浆的流动性。

2.2.6 施工现场的清理、恢复

在定向钻进穿越施工的前后，都需要对现场进行清理和恢复。在施工前，要挖开两边的泥浆进行循环使用，这就有可能把施工现场弄得泥浆冒出，我们需要对其进行引流清理。在施工后，会剩下一些残余材料或者杂物，需要工作人员人工填挖沟渠，并且用单斗车清理垃圾。

3 结语

总而言之，目前定向钻进穿越施工技术已经成为了市政燃气管道应用的最适合的技术之一。它不仅能做到不破坏地表的建筑与植被，不阻碍正常的交通运行，还能达到燃气输送的目的，可以为今后的发展打下了夯实的基础。

参考文献：

[1]刘根诚. 水平定向钻技术在管道穿越工程中的应用研究[J]. 全面腐蚀控制, 2019(8):36.

[2]邵彬彬, 马冶辉, 王晋鲁,等. 非开挖水平定向钻在天然气长输管线穿越河流中的应用[J]. 大众科技, 2020, 246(02):22-24.

[3]李刚, 刘国柱. 输气管道工程中定向钻施工工艺应用研究[J]. 中国设备工程, 2020, (7):205-207.