水平定向钻技术在高压燃气管道施工中应用

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1、水平定向钻技术在高压燃气管道施工中应用［摘要］随着人们对环境保护和文明施工的日渐重视，非开挖地下管线铺设技术逐渐被人们所接受，并且取得了巨大发展。目前，非开挖技术己经被国际建筑行业公认为一个很有发展前景的分支。本文正是选择了目前非开挖技术领域内应用效果和发展前景比较好的水平定向钻进技术在高压燃气管道施工中的应用作为研究对象，运用理论分析与案例分析相结合的方法，对其在复杂地层条件下的应用进行了系统的分析研究。［关键字］水平定向钻高压燃气管道施工应用［中图分类号］P634［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-4-284-11引言随着我国经济的发展，绿色环保的理

2、念愈加突出，天然气和煤炭、石油相比更加有利于环保，属于清洁能源，所以对于天然气的研究越来越多，而高压燃气管道的穿越技术自从20世纪70年代引入我国，已经有了快速的发展，并且广大学者和技术人员一直在不懈努力的研究穿越技术，目前，在湖泊、铁路、高等级公路、河流、建筑物等地面阻碍物的穿越施工方面已经得到了十分广泛的应用，并且穿越技术还可以应用于冶金、石油、地矿等领域，我国的穿越技术已经日渐成熟。但是穿越技术还存在着一定的施工重点和难点，本文正是选择了目前非开挖技术领域的水平定向钻进技术在高压燃气管道施工中的应用作为研究对象，针对施工重点和难点，运用理论分析与案例分析相结合的方法，

3、对其在复杂地层条件下的应用进行了系统的分析研究。2.水平定向钻穿越施工技术难点2.1影响定向钻穿越成功的因素影响定向钻穿越成功的因素主要有两方面，一方面是场地环境条件，另一方面是工程地质条件。本节将对这两方面因素进项详细分析。(1)场地环境条件以水平定向钻穿越河流为例，在水平定向钻穿越河流时，应该选择在河床相对稳定、河道顺直、河床断面较规则、施工便利、交通方便的地带。因为水平定向钻机设备较大，如果没有条件较好，地势较为平坦的施工场地进行安装，可能进行施工，即使强势施工也必将影响施工结果。(2)工程地质条件影响水平定向钻施工的地质条件有很多，包括地层的构成、强度、颗粒组成、均

4、匀性、稠度等，如下表2-1所示的三种情况都属于复杂地质条件。可以说工程地质条件具有决定性的作用。工程所说的复杂复杂环境条件是指施工场地比较狭小，地下管线分布较多或穿越区域内存在地下建筑物，早证钻孔轨迹的施工具有较大的难度。2.2复杂地层穿越难点分析(1)岩石地层岩石地层可能造成钻进较慢、钻头磨损严重，排钻屑较难，但是由于岩层坚硬，钻孔相对稳定，不容易出现踏空现象。(2)卵砾石地层卵砾石地层容易造成偏离设计钻头方向，钻进困难，钻进过程出现踏孔，钻屑无法排出等现象。(3)砂土地层砂土地层主要难以解决踏孔问题，一般采用泥浆护壁的方法，但是对于比较松散的地层泥浆的护壁作用较差，另一

5、种方法是下套管，但是对于水平定向钻施工来说下套管成本高，工艺复杂，难以实现。3水平定向钻技术在高压燃气管道施工中的应用某穿越工程的穿越距离为498m,工程管线为直缝双面弧焊钢管为2813X19.lmm+(b114,管道设计压力4.4Mpa,光缆管(拟拖管道直径927mm),工程依次穿越人工填土层、砂层、含砾粘土、中风化、强风化花岗岩及全风化花岗岩。3.1施工概况该工程的水平定向钻施工从导向孔施工开始，到逐级预扩孔，到管道回拖铺设及铺设管道防腐层的保护措施，到水平定向穿越作业控制程序，到风险控制、应急预案的制定，到强化各施工过程泥浆性能调整，经过泥浆外运、设备撤离和场地还原，

6、最终到竣工验收。其中钻机主要参数和施工主要流程如下表3-1和下图3-1所示。2.2关于水平定向钻施工的几点改良(1)预制管道防腐层的改进本文采用美国瑞侃公司的预制管道防腐层，改公司在其常规补口用热收缩带的基础上，研制出了专门用于定向钻穿越的补口专用热收缩带，并在全世界得到了广泛的应用。(2)增加辅助机具本次回拖增加了5台25T规格吊车，每台吊车相隔约80-100m,管道回拖时，吊车将管道吊起，随着回拖转杆匀速将管道送进孔内，最大限度的减少管道在孔中的摩擦力，并加快了回拖速度。(3)回拖管增加膨润土垫层在施工过程中，本次施工综合考虑自然因素，考虑到防腐层不受影响，在回拖前在每

7、隔10米堆置袋装膨润土做垫层。不但保护管道防腐层，而且能减少回拖时的摩擦阻力。参考文献[1]颜纯文，D.Stein.非开挖地下管线施工技术及其应用•北京：地震出版社，1999.[2]张朝晖.水平定向钻工程应用范例清华大学出版社，2006.[2]刘全林，杨敏.埋地管与土相互作用分析模型及其参数确定•岩土力学,2004,26(5)728〜731.