浅谈燃气管道工程非开挖定向穿越技术应用

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摘 要：文章重点探讨的是燃气管道工程非开挖定向穿越技术应用，分析了定向钻施工的相关问题、开挖施工与非开挖施工方法的比较以及非开挖导向钻进技术的经济优势等，总结出在燃气管道施工中，采用非开挖定向穿越技术具有良好的效果。

关键词：燃气管道；非开挖；定向钻

中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0163-02

燃气管道是非常重要的基础设施，在城市公共事业中占有举足轻重的地位，它可以使城市环境得到改善，还能减少大气污染，因此燃气项目建设在城市建设中具有重要作用。但是，燃气管道的发展与城市道路的开挖之间存在着很大的矛盾，城市规划发展日渐完善，而道路开挖手续变得越来越复杂。如果在已经建好的城市道路挖掘燃气管道必然会带来很大的困难，并且开挖费用也会相应提升。因此，本文主张采用非开挖穿越技术，以减少成本费用。

1 非开挖定向钻施工的相关问题

1.1 机械性能和参数

沟神7020型钻机的钻进性能非常好，与辅助助力装置结合在一起，可以达到45 t的回拖力，而扭距最大可以达到12 000 NM。另外，加上优越的液压系统以及良好性能的发动机，使燃气管道工程可以顺利完成。

1.2 泥浆配比

孔要想成功就一定不能出现塌方的情况。因此，在钻导向孔的时候，根据地质结构来制定泥浆的配比，地址结构不同，泥浆配比也不一样，然后还要考虑到穿越距离的长短，避免出现钻具被泥土包裹，因此，在化学聚合物中根据比例配制出专用的凯斯防糊钻液，可以使钻孔中的阻力减小很多。

1.3 定向钻施工方法

导向钻管法的主要施工程序为：首先进行地质勘探，然后设计穿越曲线，再测量出磁方位角，将钻机放在合适的位置，进行钻导向孔，接着扩孔和回拖，最后保护环境、恢复地貌。

水平导向钻机在施工的时候主要根据设计好的钻孔轨迹，首先在地表钻一个水平的导向孔，然后再换大直径的钻头和小直径的钻头为管线的铺设做好准备。接着从反方向扩孔，然后将待用的管线拉回到钻孔之中，把钻杆全部拉回来的时候也就完成了铺管工作。

1.3.1 设备就位、安装与调试

首先将钻机施工的场地进行平整，然后把钻机放到合适的位置，以便设备可以顺利进出场地。在放置材料和设备的时候要高出地面15 mm，然后还要设施30 cm×30 cm的边沟。轴线打好之后，依照入土的地点和角度，将钻机放在合适的位置。当各种设备安装完成以后，进行检查、调试和测试，以保证设备顺利运行。控向设备安装完成之后，进行调试，主要作用是保证导向孔的深度。

1.3.2 钻导向孔

为了使预扩孔工作顺利开展，本文主要采用的是沟神7020型导向钻机。在钻导向孔的时候，澡斜段主要根据设计的曲线来钻进。对钻机位置和曲线进行检查和核准，在各方面工作准备就绪以后进行钻进工作。

1.3.3 预扩孔和磨孔

①采用沟神7020型导向钻机进行预扩孔，一边进行扩孔工作一边加入泥浆，根据旋压力和回拉力慢慢增加扩孔的级别。

②根据钻机回转压力和回拉压力来决定扩孔的次数。扩孔的级别主要如下：使用φ380 mm螺旋扩孔钻头扩一遍；使用φ480 mm螺旋扩孔钻头扩一遍。在扩展之前还要把泥浆循环系统的工作做好，沟神7020型导向钻机专用的泥浆搅拌机每一个小时的工作流量大约为15 m3，而泥浆泵的每个工作日流量正常情况下为120 m3。在入土与出土点都挖一个泥浆坑，并使用专门的配套设备，主要目的是保证施工现场的清洁。

1.3.4 拖管

主要包括以下几方面：

①主要采用专门的回拖器材，一边打泥浆一边旋转回拖的方法。这样可以使成品不会损坏。

②旋转分动器运用特别制作的结构。

③要将工作管与扶正器进行紧密连接，另外，拉管器与工作管之间的连接要牢固、安全、密封，保证安全性。

④泥浆的选择主要为比重小黏度高的泥浆，并且加入一些恰当的泥浆处理剂和管孔剂，这样可以降低回拉的阻力，使钻机工作量减小。

⑤在φ315×28PE管回拖以前，检查孔内是不是还有剩余的泥浆，以促使回拖过程中有护壁的作用产生。

⑥在煤气管的焊接方面重点检查气管的拖入端与回拖器之间是不是紧密连接，看回拖系统是不是可以安全运行。

⑦在回拖以前，在还没有回拖煤气管的情况下，在每隔10 m的地方放上一个托辊，以吊车紧密配合，避免回拖过程中造成煤气管外壁受到损坏。

⑧回拖系统启动之后，要采用均衡的速度，将回拖的速度控制在每秒0.08 m。在具体操作的时候要严密观察回拖压力的变化情况，然后上报，这样可以及时采取措施，使回拖工作顺利进行。

⑨在拖管的时候，很多泥浆可以循环使用，因此需要有两个坑来存放泥浆。

1.4 采用非开挖穿越技术的注意事项

1.4.1 重视地勘的作用

每一项非开挖工艺都存在不确定的因素，但是，如果我们将地质勘探工作做好就能有效避免很多风险因素。根据所做的地质勘探报告，采取相应的措施，就能有效规避风险。物质勘探方法根据定位原理主要包括：直流电法、红外辐射法、地震波法和电磁法等。根据所收集的资料，设计合理的管道钻进方案，可以使管道钻进更加具有科学性。

1.4.2 有效管理，规范操作

非开挖穿越工艺的技术含量比较高，但是，施工人员的经验也非常重要。主要将工程的每一环节都安排好，才能保证工程的顺利实施，因此，在现场勘察、设计曲线、制作钻进方案、确定钻孔方位等方面都要严格、细致，规范每一个操作环节，保证工程的顺利进行。

2 开挖施工与非开挖施工的施工方法比较

开挖施工工艺的主要流程为：首先进行地面勘察，然后采用挖沟机和反铲车从事开挖工作，还涉及到一些排水和防护工作，接着进行管线的铺设、回填和压实工作，最后修复地面。它的主要缺点在于阻碍正常交通，对环境造成一定破坏，给人们的正常生活带来阻碍。

非开挖施工与开挖施工进行比较，主要优势在于：不会对人们的正常生活造成影响，也不会影响交通以及破坏环境。在不允许采用开挖施工的时候，我们可以使用非开挖施工技术进行地面以下管道铺设。另外，非开挖技术可以精确地控制铺设的方向与埋深，绕过很多障碍，因此，不管是经济效益还是社会效益都非常高。

3 非开挖施工的风险分析

新的技术虽然有很高的利润，但是也存在着很高的风险。非开挖技术是一种新型的管道施工技术，因此，也会遇到很多问题。其中存在的主要风险如下：

①可控制和可以预测的风险。可能产生回拖失败与扩孔报废的现象。产生这些现象的主要原因在于：钻机的力度不足，导向孔与要求不符，塌方，设备出现故障。

②不可控制和没有办法预测的损失。例如山体滑坡，遇到雷电，战争，地震等因素都是不可预测的，也控制不了。

③间接损失，由于项目更换人员造成工程中断；经济出现通货膨胀；企业的经营管理出现问题，造成损失。

在燃气管道工程中，存在的风险很多，特别针对那些不可控制的和没有办法预测的风险要及时做好防范措施。首先对风险要有一定的人事，建立风险评估体系，其次要有保险的观念，使风险降到最低，以保证工程的经济效益。

综上所述，城市化进程正在不断加快，建筑项目也越来越多，同时，人们对于建筑施工也提出了更高的要求。非开挖定向穿越技术是一种新型的管道钻进技术，可以保证人们的生活不受影响，并且具有良好的经济效益，因此，我们在燃气管道工程中大力推广这一技术。但是该技术的使用同时也存在一些风险，需要我们对此有正确的认识，以保证燃气管道工程的顺利实施。

参考文献：

[1] 何宜章.我国非开挖行业之现状[J].非开挖技术，2003，（5）.

[2] 牛松山，章寅国.艰巨富有挑战的非开挖施工[J].非开挖技术，2003，（4）.

作者简介：李建生，广州燃气集团有限公司。