河源市长胜建设工程有限公司
摘要：在燃气管道工程施工时，通常采用开挖埋设的方法施工，而在交通繁忙的道路、路口、河道等位置采用非开挖水平定向钻进技术则能有效防止施工对地表干扰，施工速度快，精度高，大大缩短工期、节约工程成本、降低工程风险。本文介绍了非开挖技术发展的状况及其优势，并就导向钻进法对非开挖技术作了细致阐述，对非开挖技术在燃气工程的广泛应用具有一定的指导意义。
关键词：燃气工程；施工；应用；非开挖技术
一、引言
伴随着国外很多先进技术与设备的引入，国内的水平定向钻企业也随之出现，由于定向钻技术的运用与推广，大大降低了企业中的施工成本。由于水平定向钻在我国的发展历程时间比较短，技术不够完善，再加上没有足够的经验，在其施工过程当中难免会出现一些问题。水平定向钻技术作为一项新的非开挖技术的主导技术，以其准确的导向、高效率的优势在管线施工行业中一直产生重大影响，发挥着重要作用。如今，伴随城市基础设施建设投资的不断上升，城市的规模越来越大，新建设的道路不断增多，等级也愈来愈高，交通运输量也不断增大，导致开挖方式在很多城市的管线铺设中已经无法使用。除此之外，当今的公路网、铁路网和高速公路网也要求管线铺设采用非开挖方式。
二、非开挖技术发展和特点
1、非开挖技术的概念及发展
非开挖技术指的是在不对地表进行挖槽的情况下，通过多种不用的岩土钻凿技术手段对地下管线进行铺设、更换以及修复的新施工技术。此技术把一般挖槽修复铺管的方法变为钻孔修复铺管。
非开挖技术中在线修复技术的部分试点应用成功，为燃气管道工程修复及无法传统开挖施工的工程项目，指明了方向，因此应继续加大研究力度，克服技术性的缺陷，完善长输给水管道的应用，同时探索排水管道、燃气管道、油水管道的应用。
2、开挖技术的显著优势
水平定向钻进穿越铺管技术是目前非开挖铺管技术方法中的主流方法，尤其在短距离跨道及过河铺管施工中尽显其能，该方法具有：
（1）非开挖施工可不阻断交通，不破坏道路和植被，可以避免开挖施工所带来的居民生活和交通干扰，无噪音。
（2）减少了开挖施工的地下作业工程量，避免地下作业的麻烦。加快了非开挖工程施工进度，缩短了施工工期，作业面小，可控制铺管方向，施工精度高，综合施工成本低，它带来的是地下管线施工的一次技术革命。
（3）在开挖施工难以进行或根本不允许进行的情况下，非开挖工程采用可使管线施工成为可能，并且可将管线设计在施工工程量最经济合理的地点穿过。
（4）有较好的经济效益和社会效益，特别是当埋深和管径越大时，其效益更加明显。
大量事实证明：多数条件下，特别是在大都市或管线较深时，非开挖技术的优势最为明显。在某些特殊条件例如穿过地面建筑、河流、铁路等时，非开挖技术经济效益更高。
三、非开挖技术方法工艺运用
1、构筑工作坑
工作坑分为起始工作坑以及目标工作坑。其中起始工作坑指的是设备操作及下管的地方，而目标工作坑指的是铺管及扩孔的工作场地。进行工作坑选址时，应做好地表测量以及地下勘察工作，要绕过各种地下管线和构筑物等。通常采用管线探测仪进行地下管网勘察，工作坑位置常设在路边绿化带，利用人工方法挖掘。
通常下管坑坑底的长度比管段长度长一米，宽度比管径宽一米。可将目标坑的坑底挖作正方形，该正方形边长比管径长一米。
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2、设计导向孔轨迹
导向孔设计施工为导向钻进的关键性环节。通常导向孔轨迹可分为三段：第一造斜段、第一直线段以及第二造斜段。直线长度即穿过障碍物的管线的实际长度，其中第一造斜段即钻杆钻进铺管位置过渡的那一段，而第二造斜段即钻杆在地表出露的过渡段。
所以，对特殊的导向钻进施工，导向孔轨迹是由第一、第二造斜段各自曲率半径，穿越起点、终点以及铺管深度五个参数共同决定的。
3、钻进导向孔
钻导向孔的质量控制钻孔的质量主要是指钻孔曲线的实际轨迹是否与钻孔的设计轨迹相符合。一般而言，实际钻孔轨迹越接近设计轨迹，则表明钻孔质量越好。因此，钻进前，施工单位要按照建设单位提供的地质资料和设计的钻孔轨迹图，在现场观测的基础上绘出钻孔曲线，标出钻孔曲线的入土点、出土点、相应的角度、曲线长度、最大埋深及管线的曲率半径等参数。
4、扩孔
扩孔施工是为了保障待铺设管道能顺利的穿越地层而将先导孔扩大至比管径更大的尺寸。导向施工完成后，扩孔是非常关键而且工作量最大的一道工序，此过程花费时间越短，孔道坍塌率越小，铺管效率越高，经济效益越好。扩孔的主要目的是混合钻屑和泥浆，以制成泥浆来排出孔外，使回拖的管道有进入的空间。另外，扩孔过程对导向孔还有具有一定的修正作用，能修正导向过程中的弯曲路线成直线。
5、管道材质的选择和铺设管道
由于水平定向钻在钻孔过程中会出现轨迹弯曲的部分，因此应当要选用韧性较好的管道材质，例如钢管。钢管材质中的防腐材质不仅要具有一般防腐材质的特点，还需要有足够的强度以及较好的耐磨性能。在钢质燃气管道的施工过程当中，要对使用的管道材质以及漆涂层厚度进行严格要求，使其符合行业标准。在管道施工中，所选择的管道其防腐要不能有损伤。完成扩孔后，将管下至目标坑内，再把拉管头接在旋转接头上，将第一根待铺管道实行反扩铺管。此管的前端应为尖锥状，这样可防止进入沙土，之后将U型拉耳连接到拉管头。将首根钢管拖到孔内后，焊接另一钢管并拖入。当扩孔钻头位于起始工作坑的时候，则表示铺管工作完成。套管外壁要进行同燃气管道相同的防腐绝缘。
6、安装燃气管
在钢套管铺设完成后，需开展燃气管穿管，对于套管内的管道必须用特殊方法强化防腐蚀层。在每两管焊接横断面处，每隔120°需焊接一管耳充当滑动支座支撑燃气管，这样可避免燃气管道进套管时对防腐层产生破坏。并且各焊接处圆周均需采用环氧沥青防腐。将首根燃气管拉入套管后，将管端和第二根管焊接，外观合格后需用射线探伤。合格之后，除去焊口锈。到干透后，用检漏仪检测合格之后，再继续在套内送管子。如此循环直到完成为止。
7、采用非开挖穿越技术的注意事项
（1）重视地勘的作用
每一项非开挖工艺都存在不确定的因素，但是，如果我们将地质勘探工作做好就能有效避免很多风险因素。根据所做的地质勘探报告，采取相应的措施，就能有效规避风险。物质勘探方法根据定位原理主要包括：直流电法、红外辐射法、地震波法和电磁法等。根据所收集的资料，设计合理的管道钻进方案，可以使管道钻进更加具有科学性。
（2）有效管理，规范操作
非开挖穿越工艺的技术含量比较高，但是，施工人员的经验也非常重要。主要将工程的每一环节都安排好，才能保证工程的顺利实施。因此，在现场勘察、设计曲线、制作钻进方案、确定钻孔方位等方面都要严格、细致，规范每一个操作环节，保证工程的顺利进行。
四、结语
水平定向钻穿越技术是一门新兴的技术，现如今已广泛运用在各种管道铺设的工程中。为了保证工程的顺利完成，打造出高质量、高安全性的工程，我们应该了解和掌握这门技术的各个要点。从设备组成、技术工艺、注意事项、问题的产生和解决等方面入手，加大技术研究，我们应加大力度开发此技术，从而让该技术不断完善，更好的应用到燃气工程施工中。
参考文献
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[3]范民权.浅谈非开挖管道工程设计和施工的关键技术[J].特种结构，2011，（28）
论文作者:刘伟胜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/24
标签：管道论文; 技术论文; 非开挖论文; 钻孔论文; 管线论文; 导向论文; 燃气论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;