市政燃氣管道定向鉆進穿越施工技術(shù)

張瑩瑩

摘要：隨著人口規(guī)模的增長以及城市化進程的推進，現(xiàn)代城市的發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出規(guī)模化，集中化的趨勢。為了更妥善的解決人口集中帶來的城市能源供應(yīng)問題，必須確保相關(guān)配套基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)格能夠滿足未來可能增長人口的剛性需求。而提供足夠的能源供應(yīng)則需要市政燃氣管道網(wǎng)絡(luò)足夠發(fā)達才能支撐起大規(guī)模燃氣供應(yīng)需求，因此，本文就市政燃氣管道定向鉆進穿越施工技術(shù)進行簡要的分析和論述。

關(guān)鍵字：市政燃氣管道網(wǎng)絡(luò);水平定向鉆進技術(shù);管道定向鉆進穿越施工

通過改革開放歷程，我國經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展和幾代人不懈努力追求，終于逐漸邁進了工業(yè)門檻并追趕上世界主流國家的步伐。然而根據(jù)國情，國家戰(zhàn)略計劃的落實和民族工業(yè)復(fù)興離不開對能源的依賴，而以石油、天然氣等化石燃料為代表的油氣資源被稱為“工業(yè)血液”，是保障工業(yè)生產(chǎn)和社會體系正常運行的關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源。所以，做好能源開采和運輸?shù)募夹g(shù)積累是關(guān)乎興衰存亡的“死生之地”。

1、定向鉆進施工技術(shù)的主要特點

1.1有效規(guī)避環(huán)節(jié)干擾因素

定向鉆進的穿越施工技術(shù)最早成熟并廣泛應(yīng)用于石油鉆探、隧道發(fā)掘等野外大型施工。其原理是由鉆機驅(qū)動帶鉆頭事先鉆好軌道導(dǎo)孔，再通過鉆桿按著設(shè)計軌跡鉆出的導(dǎo)向孔道將管材回拖并擴孔，然后固定穿管最終完成施工。這種新型施工方法一經(jīng)問世，便凸顯出其對于傳統(tǒng)施工方法的巨大優(yōu)勢。城市地區(qū)的施工往往外界不可控因素較多，行人及社會車輛出入頻繁，部分咽喉路段的施工甚至無法做到封閉式施工。而定向鉆進穿越施工技術(shù)的鉆孔所需施工場地較小，使其具備更高的靈活性，便于因地制宜的調(diào)整，在城市地區(qū)施工時更能適應(yīng)其復(fù)雜多變的施工環(huán)境，尤其充分的體現(xiàn)出其技術(shù)優(yōu)越性。除此之外，采用定向鉆機穿越施工跨越河流時，不需要考慮水上、水下作業(yè)對江河通航的影響，更不會破壞江河兩側(cè)堤壩、河床結(jié)構(gòu)以及自然環(huán)境，施工不受季節(jié)限制，可以做到用更低的資金成本、更少的人員投入、最高的安全效率和施工效率，達到預(yù)期施工效果。

1.2、大幅減少施工工期

眾所周知，各種土建施工工程，往往會大面積、長時間的占用施工用地。而在城市市區(qū)內(nèi)施工，則不可避免的影響到城市正常的交通運轉(zhuǎn)，造成大面積交通阻塞。因此很多施工項目在其招標階段會嚴格考量施工工期和施工占地面積。與需要挖掘溝渠、吊裝管道然后回填夯實的傳統(tǒng)管道敷設(shè)施工方法相比較，以導(dǎo)向孔進出施工場地的速度更快，大幅縮減了施工流程，對于施工的工藝要求也相對較低，從客觀上降低了施工難度，不但提供了更多的施工強度冗余，也削減了施工工期的要求。另一方面，由于傳統(tǒng)施工方法露天面積較大，受到溫度及氣候變化因素的影響較多，降雨降雪、氣溫降低都會一定程度上左右其施工效率，特別是我國東北高寒高緯度的凍土帶施工，這一問題尤其明顯。而定向鉆進施工技術(shù)由于露天施工場地較小，可以通過一定程度的保溫、防水措施降低氣候因素對施工工期的影響。

2、市政燃氣管道的鉆進施工所應(yīng)用的主要技術(shù)

2.1、導(dǎo)向孔鉆探技術(shù)

導(dǎo)向孔的鉆探施工是燃氣管道的鉆進施工的基礎(chǔ)，也是決定施工工程量及后期管道引導(dǎo)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)施工設(shè)計階段勘探的地形地質(zhì)特性所做出的施工方案，由導(dǎo)向孔確定設(shè)計具體路線。鉆導(dǎo)向孔時，鉆機采用泥漿通過鉆桿的孔輔助鉆頭鉆進，鉆壓從鉆桿尾部施加。鉆頭通常都帶有斜面或斜節(jié)，所以鉆頭連續(xù)回轉(zhuǎn)時則鉆出一個直孔，而保持鉆頭朝某個方向不回轉(zhuǎn)加壓時，則使鉆孔發(fā)生偏斜。傳感器（探頭）可以安裝在緊靠鉆頭的地方，探頭發(fā)出信號，被地面接收器接收或跟蹤，從而可以監(jiān)測鉆孔的方位、深度和其它參數(shù)。在那些從地表不能穩(wěn)定跟蹤鉆孔軌跡的地方，或因鉆孔深度太大，用無線電頻率方法難以保證定位精度，也可采用有纜式導(dǎo)向系統(tǒng)，其纜線通過鉆桿連接，將信號傳送至操作臺，以便于及時調(diào)整造斜器的位置以保證導(dǎo)向孔符合設(shè)計曲線。

2.2、管道回拖及安裝固定技術(shù)

在完成管路引導(dǎo)的主體施工之后，就需要做好燃氣管道的回拖安裝固定工作。其中施工難點就在于管道回拖技術(shù)的使用。一般情況下，要先將欲回拖的管段按相應(yīng)連接的管道安裝的要求進行坡口準備、焊接、無損檢測、防腐補口、通球、試壓，安裝回拖頭，然后根據(jù)地形、鉆桿的出土角確定開挖深度和寬度，發(fā)送溝的下底寬度要比穿越管徑大500mm左右。管段放入預(yù)先挖好的管道發(fā)送溝內(nèi)，并將發(fā)送溝內(nèi)充滿水。發(fā)送溝內(nèi)的注水深度要超過穿越管段的管徑1/3。一旦遇到回拖作業(yè)受阻可以采用助力回拖或重新洗孔等應(yīng)急措施，如果回拖作業(yè)大部分已經(jīng)完成，且回拖阻力尚在接受范圍內(nèi)，可采取夯管錘等回拖助力設(shè)備繼續(xù)作業(yè)，如發(fā)生預(yù)測外的未知阻力因素，或存在受力位置的結(jié)構(gòu)斷裂，則應(yīng)選擇終止回拖作業(yè)，重新洗孔來完成管道的安裝固定。

3、市政燃氣管道的鉆進施工的注意事項

市政燃氣管道的鉆進施工往往存在諸多影響施工安全的風(fēng)險，要做好安全風(fēng)險預(yù)測工作，就需要組織者從現(xiàn)場的施工準備工作開始抓起。首先，要提前掌握其他地下暗埋設(shè)施位置，做好市政燃氣管道規(guī)劃，除了規(guī)避線路可能存在的障礙，還要注意避開供暖管線等熱源與燃氣管道交叉的問題。其次，做好施工地段的測繪定位、土壤成分受力結(jié)構(gòu)分析;對于巖石，砂土、粘性土壤結(jié)構(gòu)的地質(zhì)條件可以直接開展導(dǎo)向孔鉆探施工，但對于泥地等土質(zhì)松軟、成孔穩(wěn)定性差的地質(zhì)條件，應(yīng)在鉆探前做好支撐準備，防止鉆探孔坍塌增加回拖阻力。除此之外，還要施工場地清障平整工作，為其他施工設(shè)備的前期安裝調(diào)試清理障礙。在施工過程中，處理注意有型物體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，還要注意氣壓分布可能導(dǎo)致的隱患。例如，鉆探作業(yè)會使管道內(nèi)外氣壓差增加，促進管材結(jié)構(gòu)破損。這不僅提高管材的結(jié)構(gòu)強度、做好管道密封工作，還要在施工過程中隨時檢測管道內(nèi)外氣壓差，并對管道密封性進行監(jiān)測。

結(jié)束語

城市地下管線的敷設(shè)或更換工程需進行路面開挖施工，對社會交通和環(huán)境帶來了較大的影響，日益受到社會的普遍關(guān)注。近年發(fā)展起來了一項新技術(shù)，即非開挖管線定向鉆進穿越技術(shù)，在地下管線的施工中發(fā)揮了越來越重要的作用。本文以市政天然氣管道施工為工程實例來闡述定向鉆進穿越施工技術(shù)，希望可以為類似工程提供有益的經(jīng)驗。

參考文獻

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[2]龍斌.關(guān)于市政燃氣管道設(shè)計施工問題的探析[J];化工設(shè)計通訊;2017年11期

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