摘要：目前，燃气的使用逐步普及，燃气管道的建设成为重点工程。在燃气管道工程施工中，非开挖施工技术相对于传统的开挖施工具有很大的优势。为推动燃气管道工程施工的进步，本文简要分析了非开挖水平定向穿越施工技术的原理，并通过燃气管道工程应用的实例，就施工过程中的技术要点进行了分析，为相关工程提供参考。
关键词：燃气管道；非开挖；水平定向穿越；技术要点
随着我国经济的快速增长，人们生活水平的日益提高，人们对于燃气能源的需求也是越来越高，民用燃气行业也得到了飞速发展，城市燃气管道工程建设活动日益增多。然而，燃气管道的设计施工作为一项专业性较高，复杂性较强的工作，其设计施工水平的高低直接影响城镇燃气管道建设质量水平的高低。在燃气管道工程施工中，传统的开挖施工不仅成本高，而且对周边环境和其它地下管道也有负面影响。非开挖管线施工技术是指在不开挖地表的条件下，铺设、更换、修复地下管线的施工方法，与传统的开挖施工相比，非开挖施工技术具有开挖工作面小、施工工期短、不断路等诸多优点，可以有效的解决问题，推动燃气事业的发展。
1 非开挖定向穿越施工技术概述
非开挖定向穿越施工技术与定向钻施工法为基础，利用水平定向钻机可控钻进轨迹的方式在不同地层和深度钻进，通过定位仪导向抵达设计位置，并进行管线铺设。
主要工艺流程包括地质勘探、设计穿越轨迹、磁方位角测量、钻机定位、钻导向孔、扩孔、回拉铺管及清理恢复现场等。其中地质勘探主要方法包括电磁法、红外辐射法及地震波法等。钻导向孔、扩孔及回拉铺管共同构成了水平定向钻铺管工艺，具体来说，在起点位置，将水平导向钻机下钻进入地下，以设计的钻孔轨迹钻进，在到达终点位置后，钻机斜向钻出地表，形成两端翘起、中间接近水平的导向孔，之后进行反向扩孔，将管线回拉到钻孔内，最终完成管线铺设工作。
相较于水网及热网等基础设施来说，燃气网的发展滞后，燃气管道管径一般在1m以下，适合采用非开挖定向穿越施工技术，尤其对于PE材质的燃气管道铺设施工来说，开挖定向穿越施工技术是理想选择。
2 城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用
2.1 工程概况
以某燃气管线工程为例，其管线全长3824m，采用PE100管道，管径为315mm，设计压力为0.7MPa。考虑到管线经过区域为新铺装路面，计划采用非开挖方式。
管道为PE材质，因此采用水平定向钻施工技术。在地质勘探过程中发现东侧地段地下为流沙区，难以形成稳定的钻孔，因此采用开挖和非开挖两种施工方式，两种施工方法比较如表1和表2所示。
表1 施工方案对比
由表1和表2可知，相较于开挖施工方案来说，采用非开挖定向穿越施工方案施工简单，投入的人力、物力较少，且工期较多，成本较低。
2.2 工程技术要点
2.2.1 泥浆配比
在钻导向孔的过程中，需要根据勘查的地质结构情况来合理的制定泥浆配比，地质结构的不同，泥浆配比也有着一定的差异性，同时需要考虑穿越距离的长短，避免出现泥土包裹钻具的情况，工程根据以上因素配制出专用的凯斯防糊钻液，减小钻孔阻力。
2.2.2 定向钻施工要点
定向钻施工主要工序如图1所示，其中设备安装、钻导向孔、扩孔和管道拉管是施工重点。
图1 定向钻施工工序
（1）设备安装与调试。
首先平整施工场地，将钻机放置在合适的位置，保证设备能够顺利进出场地，材料和设备放置要高出地面15mm左后，同时设置30×30cm边沟。打好轴线之后以入土地点和角度放置钻机，安装设备完成后进行设备调试，尤其对于控向设备来说，要做好调试工作，保证导向孔深度。
（2）钻导向孔。
为了便于开展预扩孔工作，该工程采用沟神7020型导向钻机，其有着钻进性能良好的特点，最大扭矩为12000NW。钻导向孔的过程中，以设计曲线为基础进行钻进。
（3）预扩孔和磨孔。
一边进行扩孔一边加入泥浆，以旋压力和回拉力为根据，逐渐提升扩孔级别，确定扩孔次数，分别使用φ380mm和φ480mm螺旋扩孔钻进行扩孔。在扩孔前要做好泥浆循环系统工作，出入土点分别挖泥浆坑，配置配套设备，保证施工现场清洁。
（4）拖管。
采用专门器材，一边打泥浆一边旋转回拖管线，避免管道遭到损坏，紧密连接工作管与扶正器，保证工作管理的与拉管器之间连接的牢固性和密封性，保证施工安全。
此外，选择比重小、粘度高的泥浆，适当加入润滑剂，降低回拉阻力，减小钻机工作量。启动回拖系统之后，要保证速度均衡，控制在0.08m/s，并实时观察回拖压力的变化，一旦出现异常，要及时处理。回拖过程中可循环使用泥浆，需要挖两个坑来存放泥浆。
3 结论
总之，我国城市化建设步伐进一步加快，城镇燃气管道设计与施工建设水平也在不断上升，为使城镇拥有良好的环境，应加强对燃气管道施工技术的重视程度。综上，在城市燃气管道工程建设的过程中其技术突破最为明显的莫过于定向穿越技术的成功实践，它不污染环境、不影响交通、建设周期短、综合成本低，具有良好的效果，应加大推广与应用。
参考文献
[1]何雪玲.城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用[J].建设科技，2015（19）：95-96.
[2]侯宇刚，郑振华.探析城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的运用[J].工程技术：文摘版：2-3.
论文作者:李淑萍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/29
标签：燃气论文; 管道论文; 施工技术论文; 泥浆论文; 钻机论文; 管线论文; 导向论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;