燃气管道定向穿越施工技术

城镇在建设过程中会在地下敷设各种各样的管线，燃气管道正是其中之一。燃气管道施工难度较大，传统的施工技术无法满足其实际要求，而定向穿越施工技术的出现使得许多问题迎刃而解。本文首先对定向穿越施工技术进行了简介，其次阐明了燃气管道定向穿越施工技术的应用原则，再则介绍了燃气管道定向穿越施工技术的应用流程，之后分析了燃气管道定向穿越施工技术的具体应用要点，最后提出了燃气管道定向穿越施工质量优化和控制措施。

文｜牛勤赟（太原天然气有限公司）

当今时代，随着我国城镇化建设进程的不断加快，城镇中的燃气管道敷设规模也正越来越大。燃气管道施工对施工技术要求较高，而自定向穿越施工技术问世以来，给燃气管道的施工工作带来了极大便利。当前，定向穿越施工技术已在我国得到了广泛应用，并展现出了较高价值。而在实际燃气管道定向穿越施工中，为切实保证施工质量，需把握好各个环节的施工要点，不漏放任何一个环节的细节问题。

1 定向穿越施工技术简介

定向穿越施工技术是现代燃气管道施工的一项新技术，也是一项常用技术。燃气管道施工本身是一项系统复杂、风险较大、专业性强、影响因素较多的工作，若想保证施工作业的顺利开展及施工质量达标，就必须要采取一些先进、科学、合理的施工技术，其中就包括定向穿越施工技术。定向穿越施工技术的基本原理是：依托于预先优化设计的燃气管道铺设路线，利用专业钻机设备进行钻进，钻进过程中绕过地下各种障碍物而直接到达设计目的地，再通过对轨道内的导向孔进行相关处理以使之满足铺管直径要求，最后牵引管线从钻孔进入到轨道，完成燃气管道铺设工作。在实践应用中，定向穿越施工技术无需挖掘即可完成地下复杂管线的铺设、探测、修复及更换等作业。总的来说，定向穿越施工技术主要具有施工精度高、环境污染小、不阻碍交通、安全性高以及工期短等优势。

2 燃气管道定向穿越施工技术的应用原则

2.1 标准原则

定向穿越施工是燃气管道施工的最重要环节，其施工质量直接关系着燃气管道整体施工质量，所以在燃气管道定向穿越施工技术的应用中，应充分遵循标准原则，切实保证各个施工步骤都符合相关标准要求，并确保严格按照设计图纸来进行施工，不断提升施工标准化水平。

2.2 安全原则

无论在开展任何工作中“安全”二字都永远是第一位的，施工工作更是如此。因此，在燃气管道定向穿越施工技术的应用中，应充分遵循安全原则，最大化保障施工安全，避免各种事故的发生。为切实保障施工安全，在施工前应先做好全面的勘探调查，根据地质资料、环境资料、水文资料等提前针对这些问题制定有效的预案，切实做好安全防范。

2.3 质量原则

燃气管道质量直接关系着人民的生命财产安全及城镇可持续发展，故而在燃气管道定向穿越施工技术的应用中，应充分遵循质量原则，全面保证施工质量达标，杜绝任何施工质量问题的出现。尤其要关注细节方面的质量问题，因为往往细节决定成败，只有确保了每处细节都质量达标，才能够确保整体施工质量达标。再者，一些施工薄弱处也是重点的质量监控对象，应尽量减少这些地方出现质量隐患，以更好地保障施工质量。

3 燃气管道定向穿越施工技术的应用流程

燃气管道定向穿越施工技术流程具体为：① 测量放线：进行准确的测量放线以合理确定水准点位置及相关数据信息；②了解地下管线情况：通过全面调查和实地勘测来充分了解施工区域地下管线的情况；③核实管线位置：根据施工设计图和相关资料核实管线的具体位置；④设备进场就位：将相关施工设备送入施工现场；⑤设备固定调试：对相关施工设备进行固定和调试；⑥钻导向孔：开展有效的钻导向孔作业；⑦扩孔：开展有效的扩孔作业；⑧管道回拖：开展有效的管道回拖作业；⑨清场撤离：将施工现场彻底清理干净并安全撤离。

4 燃气管道定向穿越施工技术的具体应用要点

4.1 测量放线

测量放线结果的准确性直接关系着燃气管道定向穿越施工的实际施工质量。测量放线的主要目的，是合理确定水准点位置及相关数据信息。通常情况下，测量放线主要采取两种方法，一种是直线段法，一种是曲线法。测量放线是一项人工工作，其难免会存在一定的误差，但必须要将测量放线的误差控制在可允许范围内。为获得更加精准的测量放线数据，在实践中应进行反复、多次测量。另外在测量放线完毕后，还需基于相关技术资料对测量数据进行反复核验，以切实保证测量放线结果的准确性。

4.2 了解地下管线情况

在燃气管道定向穿越施工前，先要进行全面调查和实地勘测，将地下管线情况了解清楚，避免在实际施工过程中对周边地下管线造成损害。在实际调查和勘测过程中，应加强细节把握， 不漏放任何一点可能会影响到实际施工作业的问题。

4.3 核实管线位置

为保证燃气管道定向穿越施工效率，并确保在实际施工过程中能够有效避开碎石层，应在施工前对管线位置进行有效核实，在明确掌握了管线具体位置的前提下，再开展实际施工作业。

4.4 设备进场就位

一般情况下，在燃气管道定向穿越施工中主要需应用的设备有定向钻机、泥浆系统、电机组等，应提前将相关施工设备送入施工现场，避免在施工过程中临时调配设备而影响到施工进度。

4.5 设备固定调试

当燃气管道定向穿越施工设备均进场就位后，还需进行有效的设备固定调试。在设备固定安装过程中，要确保规范安装，如全部电缆线都要进行埋地处理、水管线与行车路线要相互隔离等。在设备固定完毕后的调试过程中，要进行仔细、全面调试，检测设备安装质量，重点对钻具质量进行控制，及时发现并处理设备中存在的问题。

4.6 钻导向孔

4.6.1 开挖入土工作坑

开挖入土工作坑是燃气管道定向穿越施工中钻导向孔作业的一项前期作业，入土工作坑内可设置泥浆循环池，在实际开挖入土工作坑的过程中，注意要严格控制好坑深度、长度、宽度等参数，确保与施工设计相符。

4.6.2 配制泥浆

4.6.3 管线试压

在燃气管道定向穿越施工中的钻导向孔作业期间，需进行有效的管线试压，尤其是管线强度试验。在具体的管线试压过程中，应借助特定精度要求的压力表并以压缩空气作为试验介质， 先将试压管道接口与空气压缩机进行有效连接， 再在40℃温度的环境下向试压管道内加入适量压缩空气，期间需注意强度试验压力必须大于设计压力，当试验压力达到相关标准后，再维持稳压状态1h并在之后密切观察压力计半小时，如果完全无漏气情况发生，则可以证明合格，否则需先将试验压力降到大气压力再进行相应的处理。其次，还要进行有效的气密性试验，目的是验证管道的气密性是否达到相关标准。

4.6.4 导向孔钻进

在燃气管道定向穿越施工中的正式导向孔钻进过程中，注意要明确钻进轨迹（见图2），通常来说，当Dn＜75h时应将钻杆控制在R=75m，并合理选择相应塑料管，维持管道入土曲率半径在100m、出土曲率半径在120m。其次，要根据设计图纸中给出的钻孔直径以及结合燃气管道的具体型号来确定合理的最终入土角度，并在钻进全过程中充分按照设计图纸把控好钻进方向、钻孔速度以及钻孔深度等，确保所钻出的导向孔干净整洁。需注意，在钻进过程中极易发生冒浆现象， 所以应对此引起高度重视，及时采取合理措施处理冒浆问题。

再者，在导向孔钻进过程中，应实时详细记录泥浆压力、扭矩、泥浆流量等各项钻进参数信息。一般来说，要求将泥浆压力控制在300psi以下，一旦发生了压力剧增问题应立即停止 钻进并回撤1-2m，然后保持旋转状态一定时间， 之后再缓慢前行到之前位置，重新进行钻进；而一旦发生了压力剧降问题则应急速钻进突破此区域，并在最短时间内进入到泥浆压力稳定区域；另外，若在钻进期间出现了潜在的泥浆憋出地层情况，应及时采用相关泥浆堵漏剂来优化泥浆的性能，从而改善该问题。最终的导向孔钻进成功与否可根据实际钻孔轨迹来进行判断。

4.7 扩孔

扩孔是燃气管道定向穿越施工中比较容易被忽视的一项作业环节。在钻导向孔完毕后，即需要进行有效的扩孔。通常情况下，扩孔的方式宜采取分级多次扩孔，目的是最大程度保证扩孔效果。需注意，在实际扩孔过程中，要始终保持各道工序之间衔接的紧密性与协调性，期间如若遇到了扩孔不畅的情况则应立即进行清孔处理，也就是将孔眼内的泥沙清理干净，从而起到修正孔眼的作用。一般来说，宜在扩孔完毕后、开展管道回拖作业前进行2次清孔处理。需确保最终确定的扩孔直径充分满足地质条件、管径以及穿越长度等各方面的要求。

4.8 管道回拖

在燃气管道定向穿越施工过程中，管道回拖作业是至关重要的一项作业。在开展管道回拖作业前，先要保障扩孔器的各个通道、泥浆喷嘴的通畅性，确保连接处理有效。在实际管道回拖过程中，需先摆放好托辊，使每个托辊间的距离保持适宜，并还要借助吊车来进行配合作业，将托辊置于湿润的泥土或沙包袋上，从而在回拖过程中用于保护管道外壁。其次，要通过反复校对来保持拖管线路与燃气管道同轴，从而最大程度减小拖管过程中的扭矩，进而减小回拖阻力，防止引起燃气管道摩擦损坏。再者，要保证扩孔器是以匀速旋转和匀速回拖开展作业，并控制回拖使其连续性开展作业，避免受各种外界因素的影响而中断回拖。

4.9 清场撤离

在燃气管道定向穿越施工完毕后，需对施工现场进行彻底清理，将各种施工遗留的杂物、垃圾等打扫干净，将相关设备运离现场，然后安全撤离。

5 燃气管道定向穿越施工质量优化和控制措施

5.1 合理选择管道材料

在燃气管道定向穿越施工中，管道材料是最重要的施工材料，需合理选择管道材料，切实保证管道材料质量、性能等达标，才能够保证施工质量。一般来说，要求管道材料具有完善的三层结构，即外覆盖层、伞线涂层以及焊口采热缩套层，同时，管道的长度、壁厚等参数也需达标。

5.2 加强管道外防腐层防护

管道外防腐层是指设置在管道外部专门用于防腐蚀的涂层，若管道外防腐层遭到了损坏，则必然会增加管道的腐蚀风险并缩短管道的使用寿命，因此在燃气管道定向穿越施工中，应加强管道外防腐层防护。具体来说，加强管道外防腐层防护主要有：确保穿越管位和深度的合理性、对主管与套管的焊口采取3PE加强级防腐补口、在主管与钢套管的管口周围充填柔性材料、设法降低发送沟内石块和杂物的影响、强化特殊地质段的清孔作业等。

5.3 采取全过程质量控制模式

传统的施工质量管理模式只重视事前、事后管理而忽视了事中管理，其无法有效满足燃气管道定向穿越施工质量控制要求。为此，应改进施工管理，采取全过程质量控制模式，把施工质量管理工作贯穿于各个阶段，包括设计阶段、采购阶段、施工阶段、竣工验收阶段等，并对施工期间所涉及的人力、物力、财力以及制度等各种质量影响要素均进行有效强调，实时关注各要素的具体情况变化，协调好不同环节和工序之间的矛盾，从而真正有效地保证施工质量。

6 结束语

综上所述，燃气管道定向穿越施工工作需在标准原则、安全原则以及质量原则下进行实施， 在实践中，需严格按照科学规范的施工流程来开展施工作业，确保把握好各个环节的施工要点， 并采取有效的施工质量优化和控制措施，以切实保证施工质量。

来源：天然气智库Plus