定向穿越技術在燃氣管道施工中的應用研究

陳習武

（中國核工業二三建設有限公司系統事業部，浙江 嘉興 314300）

燃氣管道作為城市建設或發達鄉村建設中必不可少的基礎設施，其直接關乎民生福祉，在實際施工過程中具有較高的復雜性、安全性和專業性要求，需要相關施工人員嚴格按照燃氣管道施工標準要求，充分考慮各種可能影響工程施工的地質地形條件、交通條件、建構筑物狀況等因素，同時將其與其它類型的管道工程或基礎設施的建設進行有機的結合，通過定向穿越技術的成功應用，確保燃氣管道的施工過程達到本質安全、本質質量成為可能。

1 定向穿越技術施工應用原理

在燃氣管道工程項目施工過程中，定向穿越技術具有顯著優勢，而現場相關施工工作人員在實際應用過程中，需要充分考慮現場地質條件、地貌特征、地上建筑以及結合地質土層結構、環境條件等等優化鉆孔軌跡設計，實際操作過程中盡可能以曲線的方式設計鉆孔軌跡，并利用定向鉆機在土體結構中形成一個導向孔，從而在鉆機鉆進過程中通過導向跟蹤儀與計算機系統對具體的導向和定位進行控制。當先導鉆具穿越障礙物露出一段后，還需要在鉆具端部位置安設大直徑擴孔鉆頭，并按照順序連接管線，保證管線直徑控制在擴孔鉆頭直徑內。當該施工環節中的參數指標達到標準后，應立即回托鉆桿，并在擴孔過程中將待敷設管線拉近鉆孔內，以此完成整個管道定向穿越施工作業。為強化定向穿越技術在燃氣管道施工中的作用效果，就需要從燃氣管道施工流程和相關要求入手，對應用在其中的定向穿越技術進行更新調整，借此保障定向穿越技術在燃氣管道施工和綜合管控中的應用價值。當然，應用定向穿越技術也能為燃氣管道施工提供一定便利支持，幫助有關部門在定向穿越狀態下進行燃氣管道施工，避免燃氣管道在具體施工過程中出現線路偏移和整體質量效果下降等問題。此外，不同區域燃氣管道施工要求存在一定差異，這就要在充分考慮各項差異表現的情況下強化現代化技術與定向穿越技術的結合力度，保證定向穿越技術更新力度，強化相關技術在燃氣管道施工中的應用力度，嚴防具體施工出現質量問題。

2 定向穿越技術在燃氣管道施工中的應用策略

2.1 做好定向穿越系統設備安裝、調試工作

將施工所需的機械設備及材料投入到施工現場后，相關施工人員應做好定向穿越系統設備安裝、調試工作，并將電纜線進行埋地處理，同時確保水管線與行車路線相分離。確定系統安裝完畢且無任何問題后，接著需要對系統進行試運行處理，以此實時觀察系統的安裝質量。在燃氣管道定向穿越施工正式開展前，還應嚴格把控鉆桿、螺旋馬達等鉆具的質量及參數指標，并對絲扣進行清理，以此保證各項機械設備無損傷或質量問題，為后續主體機械設備、輔助設備的正常運行奠定良好基礎，充分利用系統調試工作規避設備運行過程中可能潛在的安全風險[1]。此階段，施工技術人員還需要做好測量放線工作，并且將管道運送到施工現場。結合施工設計圖紙、利用專業化全站儀設備確定中心線所在位置，同時還需要科學的測量出入土點以及出土點的所在位置，對測量位置進行明顯標記處理。對入土點的環境進行清理，同時進行地錨、泥漿池的建設和安裝，在出土位置需要進行占地邊界的規劃和設置，并對托管車運行軌跡與所在位置進行標記。當施工管道運送到施工現場后，技術人員需要對管道質量進行檢查，監督管道的保護層與防腐層質量是否符合規范要求，沒有達到質量標準的施工管道不能應用到施工中去。管道吊裝過程中需要利用柔性吊裝工具進行吊裝處理，施工現場避免應用鋼絲和吊鉤對管道進行吊裝處理，實際運輸中還需要在管道容易受到損害的位置進行保護墊具的設置，每一根管道都需要進行保護處理，一般通過土墩建設進行保護，高度為0.5m，寬度需要控制在1m 左右，設置位置位于管道長度的1/3 處。

2.2 管道焊接與質量檢測

施工技術人員利用對口設備對管道進行對口處理過程中，在對對口設備進行撤離前必須保證對口處管道焊接程度在50%以上，焊接焊道每一處長度相似，同時確保焊道為均勻分布，而并非集中在某一處。焊接要求平整性良好，背面成型處沒有突出問題。相鄰管道進行焊接過程中技術人員需要對環境溫度進行測試，環境溫度控制在20℃左右適合焊接作業，其目的在于降低外界環境溫度應力對焊接質量的負面影響。焊接操作完成后要由專業人員及專業設備對焊接質量進行檢測，首先需要檢測外觀質量，了解外部是否存在漏焊、缺焊、夾渣等的不良問題，特別是焊縫位置質量檢測非常關鍵，檢查前技術人員需要對表面的熔渣以及飛濺物質進行有效處理，經檢查焊縫不能存在裂紋、夾渣及氣孔等缺陷，以及咬邊深度需控制在0.5mm 范圍內，否則代表焊接質量不合格。當焊縫表面質量達到相應規范后，需接著對焊接質量進行無損檢測，無損檢測需嚴格結合《油氣長輸管道工程施工及驗收規范》要求進行審核與檢驗，檢驗過程中可以利用100%超聲波以及100%X 射線進行質量檢驗，整個過程需要嚴格質量無損檢驗操作標準，超聲波檢測最終結果為1 級別，X 射線照射最終檢測結果為2 級，則可判定焊接質量符合規范要求與當前應用標準[2]。

2.3 控制定向穿越系統工作坑挖掘作業的參數

在燃氣管道定向穿越施工技術應用過程中，必須保證工作坑挖掘作業的質量。在實際挖掘過程中，必須按照特定的設計標準及要求來控制工作坑的挖掘深度、長度以及寬度等指標，確保挖掘后的工作坑投入現場使用時，可以為后續各項施工作業的順利推進帶來極大的便利，并在此工作坑中安設相應的泥漿循環池。穿越系統工作質量控制是非常關鍵的，此階段工作人員可以利用先進的計算機軟件進行輔助施工管理，將打孔計算的穿越軌跡輸入到計算機軟件中，利用計算機軟件對整體軌跡進行進一步調整，避免施工中穿越規律脫離理想狀態。施工中一定要結合巖土勘察數據進行施工工作開展，保證施工的科學性與周密性。鉆孔工具的選擇需要結合巖土實際情況，同時進行跟蹤測量與檢測，對獲得的信息數據進行全面、精準記錄，通過采集數據的分析來加強對導向孔鉆孔的控制。由于燃氣管道施工過程中可能會受到諸多不合理因素干擾，這就應針對燃氣管道參數以及施工環境現實狀態對應用到其中的各項技術進行有效處理。充分發揮定向穿越技術在燃氣管道施工和相關參數實際控制中的作用效果，有效調整具體施工過程中可能出現的各項問題。同時還需要保證燃氣管道工作坑挖掘流程和具體施工的有效性，避免相應施工因為相關參數不夠準確合理而出現問題。進行燃氣管道施工工作坑測量時，必須保證各項參數信息歸納收集效果。借助準確參數信息對燃氣管道工作坑開展有效的挖掘工作，保證各項參數信息的準確性，確保燃氣管道定向穿越工作坑參數控制和現存問題處理效果有所提升[3]。

2.4 保證泥漿配制效果及實時監控泥漿壓力

保證泥漿配置效果有助于推動定向穿越施工的順利進行，因此相關工作人員在泥漿配制過程中應嚴格把控水和膨潤土等物質的配比，盡可能保證配制比例的科學性與合理性。在前期準備工作中，相關技術人員還需要結合工程項目的實際施工要求落實試配工作，以此找出最適合的泥漿配比，保證配置出的泥漿具備基本的動切力、靜切力、潤滑度。但需要注意的是，在此施工環節極容易發生冒漿現象，需要施工單位逐一排查產生這種現象的根本原因，制定科學有效的解決措施。與此同時，在實際施工過程中還需要實時檢測泥漿壓力，確保泥漿壓力在正常施工條件下保持在300Pa 之內。在此過程中，一旦發現泥漿壓力急劇增長，就需要立即終止鉆進作業，并在回撤過程中使其保持5～10min 的螺旋狀態，直至其緩慢前行到泥漿壓力急劇增長的位置，從而再次緩慢開展鉆進作業，確保泥漿壓力下降到正常指標后才能在短時間內快速鉆進該區域，直至進入泥漿壓力穩定區，以此有效避免泥漿冒出地層現象的風險發生。按照燃氣管道施工要求進行泥漿配制時，必須按照燃氣管道規模形態和定向穿越技術應用情況對應用在其中的泥漿材料進行有效調整，保證泥漿材料調配和基礎原料質量效果達到合理狀態。當然，在燃氣管道施工時也需要避免泥漿進入到相應管道當中，保證燃氣管道聯通效果和質量水平，控制具體施工受到不合理因素干擾。另外，定向穿越技術可以在監控泥漿壓力的同時保證相關材料在燃氣管道施工中的作用，借此推進燃氣管道施工良性開展，改善定向穿越技術應用缺陷和相應施工問題，借此滿足相應施工整體要求[4]。

2.5 加強管線試壓和吹掃嚴格質量管控要求

對管線進行試壓時，應做好強度試驗工作，在管道焊接作業結束并檢查檢測無誤后即需要完成該項試驗工作，使其在管線回拖作業正式實施前奠定良好基礎。在管線校驗試壓前，應認真參考已明確提出特定精度要求的壓力表。在壓力試驗作業實施過程中，需要以壓縮空氣為載體，并將試驗溫度控制在40℃以內，基于試壓管道接口連接空氣壓縮機后，即可向管道內部輸入一定量的壓縮空氣，保證強度試驗壓力明確高于設計壓力。若試驗壓力已達到相應的標準，還需要維持1 個小時左右的狀態，并在30min 內實時記錄壓力表的數據。若未發現泄漏壓降現象，即可證明該環節中的施工質量已達到要求和標準。在強度試驗過程中一旦發現施工問題，相關施工人員還需要泄壓至正常的大氣壓力條件下及時處理問題，待問題解決后才能開展后續試驗工作。當強度試驗結束后，還需要進行氣密性試驗，以此有效驗證管道內的氣密性，并為管道施工質量提供良好保障。燃氣管道系統試壓完畢，需要對管道系統按照規范及上游設計既定要求開展吹掃工作，確保滿足燃氣管道系統清潔度要求，試壓和吹掃完畢，及時恢復燃氣管道系統的完整性。為保證燃氣管道施工的準確性和相應質量效果，還需要對管線試壓情況和相關參數進行有效管控。而且對燃氣管道進行壓力檢測時也需要強化現代化手段在其中的應用力度，并從定向穿越技術入手對具體施工過程中可能出現的各項質量問題進行有效處理。此外，還需要從定向穿越技術入手更新燃氣管道施工程序和相應施工技術缺陷，保證燃氣管道強度和承載能力等方面達到合理標準。通過有效試驗可以保證高質量管道在燃氣施工中的應用力度，借此滿足燃氣管道施工對定向穿越技術和綜合檢測提出的要求，使得相應管道因為實際施工不合理而出現的問題得到有效處理。

2.6 推進導向孔鉆進作業嚴控方向和入土深度

在導向孔鉆進施工作業實施過程中，相關工作人員應嚴格按照設計曲線和穿越曲率半徑要求做好鉆進施工工作。在導向孔鉆進作業過程中，需要嚴格把控每根杠桿的折角參數，并將管徑大小作為該指標的參考依據。在實際鉆進作業施工過程中，施工人員還需要科學掌控鉆進作業的入土深度，在考慮燃氣管道型號、規模、鉆孔直徑等因素的基礎上確定入土角度。在此過程中，還需要嚴格把控鉆進方向，根據前期設計方案確定鉆進速度、速率以及深度等參數，同時確保導向孔在鉆進過程中具有良好的清潔度。導向孔完成后，根據鉆孔軌跡和數據記錄，確定此導向孔是否可用，根據《建設工程質量檢驗評定標準》（管道穿跨越工程管道Y4104-95），出土點縱向偏差≤2%L且＜2m；導向孔完成后卸掉鉆頭安裝好擴孔器，確保泥漿噴孔沒有堵塞后方可開始擴孔，巖石擴孔器與鉆桿必須確保連接到位方可回擴，防止發生脫扣等安全事故。

3 結語

燃氣管道定向穿越施工技術具有明顯優勢和價值，在實際施工過程中，體現出了良好的安全性與實效性，極大地提高了燃氣管道定向穿越施工效率，從源頭上避免了施工可能對周邊環境造成的破壞，因此在燃氣管道施工中大力推廣定向穿越施工技術具有重要現實意義。這就需要有關施工單位深入研究該技術的優勢及具體應用，充分發揮定向穿越施工技術在燃氣管道工程中的作用和功能，最大限度地提高燃氣管道施工的質量和效率。