天然气管道定向钻穿越公路质量控制

ＺＨＯＮＧＺＨＯＵ　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　浅谈水平定向钻技术在天然气管道穿越工程的应用　倪国威　【摘要】城市建设快速扩张，城市管道燃气项目也必须同步建设。积极发展管道燃气用户与大规模大范围城市道　路的开挖，成为燃气发展过程中的重要矛盾。随着城市建设规划目益完善，城市道路开挖的审批将更加严格，非开挖　施工技术越来越受到更多的重视。　【关键词】水平定向钻；施工原理　施工要求　１水平定向钻技术简介　１）定向钻进施工原理　钻机驱动带着楔形钻头的钻杆，地　表接收机根据探头发出的信号跟踪探头　位置、深度、倾角、楔面面向角等参　数。导向员将导向指令传递给钻机操作　员，钻机操作员根据同步显示器的指示　操控钻杆，调整楔面面向角进行旋转或　顶进操作，按指定方向沿设计轨道，绕　过地下障碍，直至达到目的地。导向孔　的施工完成后，再利用反拉扩孔的施工　方法将导向孔逐级扩大，直到达到敷管　所需的管径。随后将所需敷设的管道牵　引拖回已完成扩孔的设计敷设位置。　２）定向钻进技术主要施工步骤　定向钻施工工艺分为２个阶段：第　一阶段是按照设计曲线尽可能准确地钻　一个导向孔：第二阶段是将导向孔进行　扩孔，并将管道回拖到扩孔中，完成管　道穿越工作。具体施工步骤为：现场勘　察：开挖工作坑；设计轨迹线；导向孔　施工；各级预扩孔；清孔；回拖管道；　在牵引管施工完毕后，砌筑检查井。　３）定向钻施工的技术特点　噪声低，机械占用场地小，不阻断　交通，对影响环境小等。　４）定向钻施工技术的应用范围　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地段。　适用于天然气、热力、电力、电信、石　油、排水等领域。　２施工及技术要求　１）施工技术要求　ａ．定向钻穿越施工的管道，应严格　按设计图样要求制作，经验收合格后方　可施工。　ｂ．管道组装焊接长度应在穿越面曲　线设计长度基础上增加２０ｍ，设计长度　应与导向孔记录长度相符合。　ｃ．严禁在穿越管段上开孔焊接接　管、管嘴及其他附件，试压时只许在管　道两端加长段上开孔焊接放空阀和安装　压力表。回拖连接时，开孔的加长段应　割除。　ｄ。在穿越长度和工艺条件许可的条　件下，穿越管道曲率半径应尽量取大一　些，以管道外径的１５００倍为宜，最小曲　率半径不应小于３００ｍ。穿越管道在入　土点之后２０ｍ内应为直管段。　ｅ．穿越管道曲线纵截面的入土角和　出土角应根据穿越长度、管段埋深和弹性　敷设条件来确定，入土角宜控制在８。～　侣。，出土角宜控制在４。～１２。。　ｆ．穿越燃气管道回拖前应进行强度　和严密性试验，回拖完成后，应再进行　严密性试验。　２）前期；隹备　ａ．进行地质勘测及地下管道的排　查：收集现场交通、水源、电源、施工　运输道路、施工场地等资料：与其他部　门（通信、电力、给排水等）核对地下　管道；取得定向钻施工路线位置的地下　土层分布、地下水位、土壤和水分的酸　碱度等资料。　ｂ．对所敷设管道位置地形进行测　量，根据设计的敷设管道深度初步确定　施工段的倾斜段长度、入射点位置、敷　管长度、下管位置，复核建设单位提供　的各点标高，为钻机施工创造条件。　ｃ．开挖工作坑２个，入口工作坑尺　寸为６ｍ　Ｘ４ｍ×５．６ｍ，出口工作坑尺寸　为７０ｍ×２ｍ×５ｍ。　ｄ．进行管道连接及打压试验。钢套　管采用焊接连接，并做加强级防腐；　ＰＥ管材采用热熔连接，并按有关规范要　求吹扫合格后进行管道强度试验。　３）定向钻施工及管道敷设　ａ．设备安装。调整水平钻机与导向　Ｌ位于同一条直线，并将钻机倾角和入　射深度调整至符合设计导向轨迹要求。　ｂ．导向孔施工。将钻杆、探头及造　斜钻头安装好，采用精度为０　１。的月食　导向系统跟踪定向钻进，定向钻在钻进　过程中不断改变倾角，使导向轨迹与设　计轨迹相符。沿导向轨迹方向每３ｍ定一　个点，测出垂直深度、倾角、转角，并　做好记录。在导向过程中以倾角变化为　主，深度和转角作为参考，深度相对误　差在５％左右。　ｃ．分级回扩。在复核导向孔符合质　量要求后，方可进行回拉扩孔。本工程　采用逐级扩孔的方法进行回扩，分别采　用　３００、　４００、中５００的钻头进行回　扩，同时采用膨润土泥浆护壁。　ｄ．清孔。扩孔结束后，用清　Ｌ器清　孔。清孔时注意泥浆密度，保证泥浆质　量。根据仪表记录的数据，分析清孔的　效果如何，决定能否敷设管道。　ｅ．回拖管材。回拖前应复查管材质　量是否符合规定要求，如符合要求方能　敷设。操作人员控制钻机的拉力和速　度，确保所敷设管材不受损害。　ｆ．套管与燃气管道及导向孔间隙的　充填。满足拖管的钻孔形成后，套管和　燃气管道同时拖拽，利用套管（及燃气管　道）入土的挤压力，使套管与燃气管道及　导向孔之间的间隙充满泥浆，随后达到　一定的强度。　ｇ．做好管头保护，清理并撤出施工　场地。　４）工程质量保证措施　ａ．根据施工要求，现场施工车辆应　合理停放。现场施工车辆包括吊车、运　土车、发电机车。　ｂ。分级扩孔时采用膨润土泥浆做护　壁，保证钻孔不塌落，顺利拖管。

关于定向钻与管道交叉施工的风险防护措施的方案

摘要：

为避免定向钻施工伤及天然气管道，目前使用最普遍的方法是在管道两侧附近开挖观测沟。观测沟存在很多弊端，如：1、天然气管道如果埋的较深，观测沟开挖难度较大2、观测沟易塌方、出水或者雨天积水，会影响观测沟的实效3、光侧沟在施工现场也会带来深坑坠落、抽水临时用电等风险4、在无人监护和人为操作失误的情况下，钻头如果走向出现偏差仍继续向前推进，观测沟不能起到阻止和报警的作用。

通过对问题进行仔细梳理，襄阳作业区用槽钢板、震动报警器等制作一套自带报警的隔离防护屏。隔离防护屏可有效的防止定向钻施工给天然气管道带来安全隐患。

关键词：定向钻 管道交叉 施工 风险防护

一、项目背景

定向钻技术在施工作业中现已普遍运用。很多定向钻施工会进入到我方天然气管道安全界限内（如：1、在安全界限内定向钻施工与管道并行、2、定向钻出土点在管道附近、3、定向钻施工穿越管道），给天然气管道安全带来很大的安全隐患。定向钻施工下穿天然气管道时安全隐患最为突出。

定向钻对于高压天然气管道来说是一个破坏性很强的机械设备。定向钻属于地下隐蔽性施工技术，主要靠仪器的探测和人为的操控。仪器出现偏差、钻头走向和深度计算的错误、人为的操控失误、地勘不够准确等多种因素都会造成钻头的走向出现偏差。定向钻钻头一旦走向出现偏差，很容易伤及天然气管道。

二、研究及实施方案

通过对问题进行仔细梳理，襄阳作业区用槽钢板、震动报警器等制作一套自动报警的隔离防护屏。隔离防护屏可以有效的防止定向钻施工伤及天然气管道。

三、主要创新点

通过隔离防护屏的使用，可有效的防止定向钻施工给天然气管道带来安全隐患,且该措施简单、便捷、使用期长。

四、应用情况

模拟实验效果较好，操作便捷，并且计划在定向钻施工项目里进行投入试用。

五、投资成本及效益分析

隔离防护屏措施简单，防护效果好，且可自动监测报警，可有效的防止定向钻施工给天然气管道带来安全隐患。 六、推广价值及建议

第1篇

一、工程概况

忠武输气管道工程是我国西部地区重要的天然气输送工程，该管道起始于忠县，途经湖北省、湖南省，终点至武穴市，全长约1000公里。本工程输气管道采用双管并行设计，单管直径为1016mm，设计压力为10MPa。为确保输气管道安全、高效地穿越忠武沿线复杂地质环境，特制定本施工方案。

二、施工范围及内容

1. 施工范围：本施工方案适用于忠武输气管道穿越区域，包括穿越河流、湖泊、铁路、公路、建筑物、地下管线等。

2. 施工内容：

- 穿越河流、湖泊的定向钻穿越施工；

- 穿越铁路、公路的顶管施工；

- 穿越建筑物、地下管线的开挖保护施工；

- 穿越区域的地质勘察与风险评估；

- 穿越施工过程中的安全监控与应急处理。

三、施工组织与人员配置

1. 施工组织机构：

- 成立忠武输气管道穿越施工项目部，负责整个穿越施工的组织、协调、指挥和管理工作。

- 项目部下设工程部、技术部、安全部、物资部、财务部等部门。

2. 人员配置：

- 项目经理：负责整个穿越施工的全面管理。

- 技术负责人：负责施工方案、技术标准的制定和执行。

- 安全部：负责施工现场的安全管理和事故处理。

- 工程部：负责施工进度、质量、成本的控制。 - 物资部：负责施工材料的采购、供应和管理。

- 财务部：负责工程资金的管理和使用。

四、施工方案

1. 穿越河流、湖泊的定向钻穿越施工：

- 前期准备：对穿越区域进行地质勘察，确定钻进参数和钻具组合。

- 施工步骤：

1. 钻前测量：确定钻进方向、深度和轨迹。

2. 钻进施工：采用泥浆钻进技术，逐步推进钻头穿越河流、湖泊。

3. 管道铺设：在钻头到达预定位置后，铺设输气管道。

4. 封堵施工：对钻头进行封堵，确保管道密封性。

- 质量控制：严格控制钻进参数、泥浆性能和管道铺设质量。

Road & Bridge Technology

138 2021·1 《华东科技》 管道穿越既有高速公路安全性分析

林 露

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

摘要：本文以遂溪大道污水管道、天然气管道顶管穿越高速公路为例，主要从穿越位置、穿越角度、管道埋置深度、套管强度验算几

个角度对管道穿越高速公路的设计方案及施工方法对高速公路可能产生的影响进行分析，并提出相应的建议，为类似项目提供借鉴。 关键词：管道；穿越；顶管；高速公路

本文以遂溪大道污水管道、天然气管道顶管穿越高速公路为例,

针对管道穿越高速公路的设计方案及施工方法对高速公路可能产生

的影响进行分析,主要从穿越位置、穿越角度套管强度验算几个角度进行论述,并对存在安全隐患的情况提出相应的建议,为类似项目提

供借鉴。 1 管道穿越概况

1.1 污水管道

根据设计图纸：

（1）管道采用水平定向钻法进行施工，管顶标高约为12.67m，高速地面标高约为15.67m，距离路面净距约3m。穿越段地质为黏土。

（2）拖管管材采用聚乙烯PE100管，管径500mm，公称压力

PN=1.6，标准尺寸比SDR=11，设计应力最大允许值为8Mpa。

1.2 燃气管道

（1）天然气管道材质为聚乙烯燃气管DE250，顶管专用混凝土

管，管径为DN1200，套管管顶标高约为11.12m，高速地面标高约为15.6m，距离路面净距约4.5m。穿越段地质为黏土。

（2）顶管工作井和接收井距高速红线垂直距离为35m，出土点

距离高速红线垂直距离为38.47m。管道与高速公路夹角为73°。 2 管道安全分项评估

2.1 穿越位置

拖管井与高速公路用地线最小距离为29.94m，位置选择合理。 2.2 穿越角度

参照《公路路线设计规范》第 12.5.4 条，公路与原油、天然

气等管道相交，以垂直交叉为宜。必须斜交时，其交叉的锐角应不

小于 60°；受地形条件或其他特殊情况限制时，应不小于45°。