燃气管道水平定向钻穿越线路设计

浅谈天然气管道水平定向钻穿越设计和施工摘要：随着天然气管道在城镇使用率增加，水平定向钻穿越以其破坏面积小、安全、环保、相对经济性等优越性得到工程人员的普遍赞同。

该文章主要阐述了天燃气管道水平定向钻穿越设计需要注意点等问题，并以工程测量和地质钻探为基础，对天然气管道水平定向钻穿越设计进行了探讨。

关键词:天然气管道；水平定向钻;曲率半径；防腐；回拖拉力。

引言：随着我国技术的不断发展，天然气管道水平定向钻技术也在不断发展，如何做好天然气管道水平定向钻的穿越设计，成为工程中人们经常面对、讨论的一个问题，根据笔者多年的工作经验，下面对天然气管道水平定向穿越设计进行阐述：一、基本原理水平定向钻是穿越管段按照设计轨迹，通过障碍物的一种非开挖管道安装施工方法。

施工中，需利用控向系统，采用扩孔、回拖附以注浆等工艺措施实现穿越。

二、工程测量、地质钻探的要求1）工程测量单位应提供的资料（1）平面地形图(1∶500或1∶1 000)。

（2）断面图(竖向1∶100或1∶200，纵向1∶500或1∶1 000)。

（3）地下管道的物探资料，物探结果要求反映到平面、纵断面图上。

一般要求物探的范围是穿越管段四周50～100ｍ范围。

地下管道物探主要需了解有关地下已有管道和其他埋设物的位置及标高，为设计钻进轨迹提供依据。

物探方法按定位原理分为电磁法、直流电法、地震波法和红外辐射法等。

三、水平定钻穿越障碍物类型水平定向越穿越主要穿越铁路、公路、河流、桥梁等，以上穿越时，在满足相关规范要求的情况下，需征得相关行政管理部门的批准方可施工。

穿越通航河流时，在取得水文资料的同时，需考虑疏浚、船舶抛锚、河流改造等因素。

穿越管段距离桥梁墩台冲刷坑边缘外不宜小于10m，并不应影响桥梁墩台安全。

特别针对穿越河流等水域（《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423—2007中2.0.3：天然形成或人工建造的河流、湖泊、水库、沼泽、鱼塘、水渠等区域）时，穿越管段管顶埋深应在河流最大冲刷线2.5M以下，且穿越管段管顶到河床底部的最小距离宜大于穿越管径的10-15倍，且不小于6M。

高压输气管道水平定向钻穿越工程设计摘要：目前常用的非开挖穿越方式有水平定向钻穿越、盾构穿越、顶管穿越等[1]。

本文以某条输气管道穿越南水北调水利工程为例，通过比较几种常用的穿越方式的优缺点，结合工程实际情况，介绍了水平定向钻的穿越方案设计，为今后类似的工程设计提供了借鉴经验。

关键词：输气管道定向钻穿越轨迹设计计算校核0前言随着能源结构的调整，天然气在国家能源结构中的比例不断提高。

在当前，天然气输送管道建设正在如火如荼的进行。

由于大部分输气管道位于野外场所，所经地区地理位置复杂，通常需要穿越湖泊、河流、铁路、高速公路、建筑物等各种障碍物。

在遇到障碍物或重要设施，需要采用穿、跨越方式规划、设计管道，而穿越通常更有利于管道长期安全稳定隐蔽美观运行，且在河流湖泊等跨越距离较长区域，穿越成为必然选择。

根据工程实际情况，综合选择穿越方案、合理设计穿越方案就显得尤为重要。

1穿越方案比选输气管道穿越障碍物可以采取开挖和非开挖两种方式，非开挖方式主要有水平定向钻穿越、盾构穿越、顶管穿越等。

盾构穿越是一种全机械化施工方法，具有工艺安全、高效、无公害的特点，使用条件广泛，但是施工周期长，费用较高。

顶管穿越不需要开挖面层，适合穿越土质较软的地层，受顶进力和钢管强度、刚度的限制，穿越长度一般不宜太长。

定向钻在非开挖领域中占主导地位，是发展最快的成熟的新技术，与其他穿越方式相比较有以下优点：(1)对地面的干扰很小，对周围环境没有影响，不破坏地貌和环境。

即使是在河床冲刷严重、水流湍急、截流或围堰存在的情况下，技术也可以确保管道埋设在稳定层以下，适应环保的各项要求[2]；(2)施工期间需要的工作人员少，施工占地少，所消耗的工程造价低，施工安全可靠，成功率比较高。

不必考虑水流速度和深度，也不会受到汛期影响；(3)较易于调整施工过程中实际的敷设方向和埋深，更适用于管线弧形敷设距离长等各项要求[3]。

由于水平定向钻具有其穿越方案难以比拟的优点，因此在穿越湖泊、河流、铁路等障碍物时往往成为工程设计的首选方案。

燃气设计中水平定向钻设计的轨迹优化探讨摘要：改革开放以来，我国经济发展迅速，燃气逐渐成为城市建设和居民日常生活中常用能源。

燃气设计中一旦出现一些不可控的失误会给人们带来生命以及财产的威胁。

为此如何做好燃气工程的设计工作十分重要。

其中水平定向钻的情况会经常出现在燃气设计工作中。

本文通过探讨在进行水平定向钻设计时如何对轨迹进行优化，从而得到相对合理的设计轨迹，以期燃气施工工程提供合理的参考。

关键词：燃气设计；水平定向钻；轨迹；优化；探讨1燃气设计中水平定向钻设计的轨迹优化方法图1为某燃气工程（管径为D508*9.5）定向钻穿越河流的纵断面轨迹方案图。

从图上，我们可以看到同一项目，可做出多种方案。

本文仅列其中四个方案进行说明：方案一：假设为原始方案（基准方案）。

不可变参数为：底部直线段长度d=12米、曲率半径R=762米。

可变参数为出、入土角度（α2、α1）（主控因素1），出、入土端斜直线段长度（L2、L1），出、入土弧线段长度（S2、S1），底部直线段距离河床底部的高度（H1）（主控因素2），跨距（L）。

出、入土角度均为8°，出、入土端斜直线段长度为54.9米，弧线段长度为106.4米，底部直线段距离河床底部的高度为10.85米。

跨距L=332.7米。

在方案一的基础上，改变出、入土角（主控因素1），不改变底部直线段距离河床底部的高度（主控因素2）。

得出方案二，具体参数如下：方案二：出、入土角度均为10°，出、入土端斜直线段长度为20.0.米，弧线段长度为133.0米，底部直线段距离河床底部的高度为10.85米。

跨距L=317.9米。

在方案一的基础上，改变底部直线段距离河床底部的高度（主控因素2），不改变出、入土角（主控因素1）。

得出方案三，具体参数如下：方案三：出、入土角度均为8°，出、入土端斜直线段长度为69.2米，弧线段长度为106.4米，底部直线段距离河床底部的高度为12.85米。

燃气管道水平定向钻穿越的设计要点1.水平定向钻穿越技术概述及优势1.1水平定向钻敷管技术概述水平定向钻敷管技术是管道敷设中的一种新型技术，采用非开挖方式，利用水平定向钻机在不同深度以及不同地层的环境下进行钻进，并结合导向仪达到精准的设计位置。

在施工中可按照预先设定的轨迹钻取一个导向孔，再将扩孔器安装在导向孔出口端的钻杆头部，进行扩孔处理。

扩孔达到一定的标准后，将管道、旋转接头以及拉管头连接在扩孔器的后端，进行回拉敷设地下管道。

1.2水平定向钻敷管技术的优势该项技术较传统的管道敷设技术有以下几点优势：①缩短了施工进度，运用该技术进行管道敷设可实现较长的穿越长度和较大的深度，施工速度较快。

②提高了施工质量，导向精准，不仅具有较高的效率，还对施工的质量具有一定的保障。

③确保了施工的安全性，运用该技术规避了传统施工过程中施工难的问题，也有效降低了施工中安全事故的发生率。

④不损坏地面构筑物，不影响交通、航运，减少环境污染，而且工程造价低，有显著的社会效益和经济效益。

2.燃气管道水平定向钻设计前期的相关要求在水平定向钻设计前期，设计单位应严格按照《城市燃气设计规范》、《输气管道设计规范》、《岩土工程勘察规范》等提出工程测量及地质钻探方面的相关要求。

1）要求提供的平面地形图的比例为1：500或1：1000，断面图的竖向比例为1：100或1：200，纵向比例为1：500或1：1000。

2）要求提供管线穿越段的地质勘探报告，包含水文地质、岩土力学指标、地质断面图、柱状图等资料。

在给地勘单位布置勘测钻孔点时，一般可取管道中心两侧约20～30cm处，每50m交叉布置。

若遇到环境复杂的土质条件，可适当增加钻探孔的密度。

勘探钻孔分为控制钻孔及一般钻孔，控制钻孔一般占勘探钻孔总数的1/2～2/3。

勘探钻孔的深度一般可取河床底或路面下20m，确保大于管道敷设深度的10m。

3）要求提供管线穿越段的物探资料，例如已建管道和其他埋设物的位置及标高等，物探结果需反映在平面图及纵断面图上，为定向钻的穿越轨迹提供设计依据。