赵小强
佛山市南海燃气发展有限公司 广东佛山 528000
摘要：本文主要针对定向钻施工技术在燃气管道穿越工程中的应用展开了探讨，详细阐述了定向钻孔技术在燃气管道穿越施工中的各项施工，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：定向钻孔；穿越施工；应用
随着我国经济社会的持续发展和城市化进程的不断加快，人们对燃气的需要也越来越大，但是由于各种市政管道在地下纵横交错，再加上燃气管道施工的危险性，因此，对定向钻孔施工技术在燃气管道的穿越施工中的应用，我们需要有特别高度的重视。基于此，本文就定向钻施工技术在燃气管道穿越工程中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定帮助。
1 施工程序
施工程序见图1。
图1 施工程序
2 测量放线
根据穿越设计图纸位置，用全站仪确定管道中心线，入土点、出土点位置，并用白石灰做标记。
在入土点一侧测定钻机安装位置，地锚、泥浆池、占地边界位置；在出土侧测定管道预制场地、泥浆池、占地边界，标出拖管车进出位置。
3 运管布管
运管布管应该特别注意管道外防腐层的保护工作和管口的保护，避免防腐层和管口受损。管道吊具使用柔性吊具，不得使用钢丝绳和易损坏管口的吊钩。运输中要在容易受损处垫上草捆、皮带等柔性垫具，每根管子一个土墩，土墩高度为0.5m，宽度为1m，位于管子1/3处。
4 管道组对
工序流程图见图2。
图2 工序流程
（1）等壁厚管子组焊时，应做到内壁齐平，内壁错边量不超过管壁厚度的10％，且不大于1mm。
（2）在连接面的焊缝边缘上，不得有尖锐的缺口或划槽，组装前应对管子用清管机具清扫，管内不得有石头、泥沙等杂物；管子组对时，两管直缝错开的距离不得小于100mm，两个环焊缝之间的直管段长度不应小于700mm。
（3）管口如有轻度变形可用专用工具校正，不得用锤直接敲击管壁，校正后的管口周长差不超过管径的1％，错口误差小于管径的0.3％，如有损坏，应将变形部分管段切掉，并重新加工坡口。
（4）管线组焊时，为防止焊接出现裂纹及减少内应力，不得采用任何方式强行组对，弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯管之间以及弹性弯管和人工弯管之间应用直管段连接，直管段长度不应小于600mm。
5 管道焊接
（1）用外对口器对口时，撤离外对口器前根焊道必须焊完50％以上，方可撤离外对口器，根焊道每段长度应近似相等，且均匀分布。
（2）根焊必须熔透，背面成型良好。
（3）当相邻两施工管段连接（碰死口）焊接时，宜将施焊时的环境温度控制在20℃左右，以减少温差应力。
6 管道焊缝的质量检查
（1）管道焊缝在强度试验和严密试验之前均须作外观检查和无损探伤检查。
（2）管道焊缝表面质量应在焊后及时检查，检查前应清除熔渣、飞溅物等杂物。表面质量合格后方可进行无损检测。
（3）管道焊缝表面质量检验应符合下列规定：焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣和根部收缩等缺陷，咬边深度不得大于0.5mm，在任何长300mm焊缝中两侧咬边累计长度不得大于50mm，焊缝余高以0.5mm～2.0mm为宜，个别部位（管底部处于时钟5～7时位置）不得超3mm，且长度不超过50mm，焊缝宽度宜按坡口宽度每侧增加0.5mm～2.0mm为宜。
（4）本工程对接焊缝外观检查合格后方可进行无损检测，外观检查质量标准应符合《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369—2006第10.3.1的规定。
（5）本工程所有焊缝均应进行100％的超声波和100％的X射线检验，焊缝的超声波、X射照相探伤检验按《石油天然气钢质管道无损检测》（SY/T4109—2005）标准执行，超声波Ⅰ级为合格，X射照相探伤Ⅱ级为合格。
7 管道防腐和试压
管道检测合格后，立即对焊口进行防腐补口以及电火花检漏，发现漏点应及时进行修补，补口、补伤具体操作方法要符合设计及施工规范要求。
穿越处管线必须进行强度试验，试验以水为介质，强度试验压力为6MPa，稳压时间为4h，严密性试验为4MPa，稳压时间为24h，压降不大于1％为合格，具体按照《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424—2007、《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369—2006执行。
8 穿越准备
道路和场地对于定向钻穿越至关重要，穿越前要做好道路和场地的修建工作，对其他准备工作进行复查工作，检查有没有漏项。泥浆池的开挖出入土点各设一个，位置在设备停放场地之外，根据地形选择均设置在出入土点的前方附近。泥浆池的大小为长5m×宽5m×高3m的矩形池。
9 钻机就位和调试
钻机及配套设备就位，按施工布置图及规范要求将钻机及附属配套设备锚固在预定位置。钻机必须安装在入土点与出土点的连线上，左右误差不超过1m，钻机安装后，应进行试运转，各参数正常后钻进1～2根钻杆后检查各部分运转情况，各参数正常后按照要求钻进。
10 钻孔导向
（1）钻进时的入土角度分别为8°、6°，导向钻孔根据设计曲线钻进。
（2）施工过程中，谨慎处理控向数据，并适当控制钻进速度，保证导向口光滑。
（3）由于每根钻杆方向改变量小，为保证左右方向，在出土钻点之间每隔20m设一明显标记。每钻进一根钻杆，方向至少探测2次。对探测点要做好标记。认真记录钻进过程中的倾角角度、深度等。
（4）钻孔工艺根据土质情况采用3级反拉旋转扩孔成孔，分别采用不同型号的挤扩式扩孔器，反扩成孔，在实际的钻孔导向过程中，做好实时跟踪测量，并且做好记录，每隔一根钻杆设置数据控制点，以此控制导向钻钻孔的钻进。
（5）导向孔完成后，根据钻孔轨迹和数据记录，确定此导向孔是否可用，根据《建设工程质量检验评定标准》（管道穿跨越工程）（SY4104—95），出土点纵向偏差≤2％L且＜2m；导向孔完成后卸掉钻头安装好扩孔器，泥浆喷孔没有堵塞后开始扩孔，岩石扩孔器与钻杆必须确保连接到位方可回扩，防止发生脱扣事故，扩孔数据表见表1。
表1 扩孔数据表
11 管道回拖
完成扩孔后，立即进行管道回拖。回拖是穿越的最后一步，也是最为关键的一个施工过程，管道回拖时管段与钻具连接前应该检查切割刀和扩孔器内各通道及泥浆喷嘴是否畅通，合格后开始连接，其连接顺序为：动力头—动力保护短接—钻杆—岩石扩孔器—旋转接头—U型环—拖拉头—管线，管段回拖应该连续进行，除发生不可抗拒原因严禁在施工中无故停拖，回拖管段过程中记录好回拖中的数据，设专人观察沿线是否有异常现象并及时报告。特别加强对燃气管防腐层的保护，在滚筒上抹上黄油，减少摩擦。在管子下垫上轮胎或加上套管或减少摩擦的辅助道具。燃气管拉管完毕后，取下拉管头，将管头堵牢，防止杂物进入管内。
回拖力的计算：长度（1200）×直径（508）×壁厚（10）×密度（7.89）×3.14＝151t
151×回拖系数0.7＝105.7t。拟采用200t钻机。
管道回托过程中的受力因素主要包括：管道与发送沟壁、管道与孔壁之间的摩擦力、管道与泥浆之间的阻力。
12 关键环节的控制
（1）导向孔的保证措施。钻向孔要严格按照设计图纸的要求进行施工，测量放线必须使用全站仪，对出、入土点进行详细的测量，使两点之间成一条直线；打导向孔时先计算好穿越轨迹输入电脑，两点直线段间设置2～3个人工磁场线圈这样能对钻杆行走的轨迹进行实时监控和及时纠正，确保穿越轨迹不会超出设计范围。
（2）预扩孔的保证措施。根据地质勘察报告，可以采用岩石扩孔器进行5级扩孔和至少一次清孔，在实际施工中每级扩孔的极差不允许大于200mm，根据不同土质更换不同的扩孔器，扩孔器在扩孔时要保持高速运转，同时放慢钻杆的行走速度。
（3）管道回拖的保证措施。拖管前认真检查分动器、U型环、连接销是否灵活结实，检查各个部件是否满足抗拉力的要求，检查各个螺母是否拧紧。因为布管现场地势高低不平，而且不直，若采用滚轮支架的方法发送管道，由于无法固定支架所以管道在回拖时支架很容易被拉倒，造成防腐层损伤现象，本段拖管施工我们采用常规的搭建土台垫管；做法是先将细粉土装袋每隔10m搭设一个2m×2m×0.5m高的土台，回拖前用水将其浇湿，土台能起到保护防腐层的作用，两台吊车配合即可。
13 结语
综上所述，燃气管道的合理布局施工，将直接关系到人民生命财产安全和社会稳定发展，因此，在实际的施工过程中，我们需要重视对定向钻孔施工技术的应用，并做好质量监控的工作，以提高定向钻孔的施工质量，从而保证城市燃气管道的安全施工。
参考文献：
[1]赵鹏.水平定向钻施工技术在燃气管道穿越工程中的应用[J].科技视界.2013（11）.
[2]尹东莉、刘丽妍.水平定向钻技术在天然气管道穿越工程的应用[J].煤气与热力.2009（12）.
论文作者:赵小强
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/28
标签：管道论文; 钻孔论文; 钻杆论文; 燃气论文; 钻机论文; 导向论文; 泥浆论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;