周海洋(中國石油天然氣管道局第三工程分公司 河南 中牟 451450)

一、前言

定向鉆是非開挖技術(shù)中一種常見的施工工藝，它廣泛應(yīng)用于供水、電力、電訊、天然氣、煤氣、石油等管線鋪設(shè)施工中，適應(yīng)于軟土到硬巖多種土壤條件及復(fù)雜地形施工。通常情況下，設(shè)計(jì)穿越的管線出入土點(diǎn)位于同一高程或者相差不大，定向鉆施工時(shí)泥漿能夠在孔內(nèi)均勻分布，施工容易控制，回拖過程中由于泥漿產(chǎn)生的浮力及其自身的潤滑作用，能夠很好的保護(hù)管道防腐層，確保防腐管質(zhì)量。然而在現(xiàn)實(shí)施工中，由于受復(fù)雜的施工環(huán)境及地勢(shì)等地理?xiàng)l件限制，定向鉆穿越的出入土點(diǎn)并不在同一高程上，經(jīng)常出現(xiàn)穿越的出入土點(diǎn)高差過大的情況。

出入土點(diǎn)高差過大會(huì)給施工帶來很大風(fēng)險(xiǎn)。

其一，高程低的一側(cè)泥漿壓力過大，有可能出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，泥漿泵壓力過大也給擴(kuò)孔、洗孔帶來不便；

其二，孔內(nèi)泥漿分部不均勻，較高的一側(cè)泥漿含量少，在回拖過程中管道無法懸浮在孔內(nèi)，管底和孔壁發(fā)生硬性摩擦，導(dǎo)致管道防腐層刮傷引發(fā)質(zhì)量問題。

二、施工方法簡介

1.現(xiàn)場(chǎng)勘察工藝

（1）首先對(duì)施工工程已有相關(guān)資料進(jìn)行查閱，認(rèn)真研究圖紙，確定出入土點(diǎn)高差。此外，還要檢查工地的進(jìn)場(chǎng)路徑、穿越地質(zhì)條件、地表地形、有無障礙物、地下管線分布、交通狀況、跟蹤定位系統(tǒng)的干擾源(如鐵軌、埋地電纜等)、供水條件等情況。

（2）詳細(xì)查看施工圖紙中有關(guān)參數(shù)，如：開孔傾角、最小深度、最小造斜距離等。

（3）與其它公用管線公司聯(lián)系，讓其對(duì)地下現(xiàn)有管線進(jìn)行定位并做上標(biāo)記。

2.鉆進(jìn)軌跡設(shè)計(jì)

導(dǎo)向是定向鉆穿越成功與否的關(guān)鍵，在施工過程中務(wù)必嚴(yán)格控制，確保導(dǎo)向曲線平滑，符合曲率半徑要求。尤其在地勢(shì)較高的一側(cè)，曲率半徑應(yīng)該夠大可以保證回拖時(shí)預(yù)制管所受阻力較小，保證回拖能夠順利進(jìn)行，

3.擋墻制作

為了更好的控制導(dǎo)向、鉆孔及洗孔等一系列工序，通常將入土點(diǎn)設(shè)置在地勢(shì)較低的一側(cè)。為了防止在施工過程中泥漿由于自身重力而回流，在入土點(diǎn)鉆孔周圍設(shè)置一道混凝土擋墻。擋墻的大小和厚度可根據(jù)出入土點(diǎn)兩側(cè)的高差及擴(kuò)孔器的最大尺寸確定。

以DN300的擴(kuò)孔器尺寸及10米高差為例，擋墻通常設(shè)置為2m*2m*0.5m，即可起到較好的封堵作用。擋墻中間以塑料管進(jìn)行孔洞預(yù)留，預(yù)留的孔洞為鉆桿旋轉(zhuǎn)空隙，大小與鉆桿直徑吻合，孔洞兩側(cè)以膨潤土編織袋封堵，以油麻輔助，可以起到更好的防止泥漿回流效果。

由于擋墻的制作與安裝后，整個(gè)定向鉆施工過程中都處于封閉狀態(tài)，因此，在更換擴(kuò)孔器時(shí)，只能選擇在出土點(diǎn)更換。

4.各施工過程泥漿性能調(diào)整

（1）斜孔段：泥漿的流動(dòng)性能要好，結(jié)構(gòu)性要強(qiáng)，保證鉆屑攜帶和孔眼清潔；控制泥漿的失水，防止塌孔。需增大固壁劑、降失水劑含量。

（2）水平孔段：要及時(shí)提高潤滑劑劑量，適當(dāng)降低粘度和切力，保證泥漿的流變性能良好，使鉆屑順利返出地面；增強(qiáng)泥漿的潤滑性，減小鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)及推進(jìn)阻力。

（3）擴(kuò)孔段：增強(qiáng)泥漿的造壁性能，防止孔壁塌陷；需增大固壁劑、降失水劑劑量。

（4）回拖段：提高泥漿的潤滑性，降低摩擦阻力，增強(qiáng)攜屑效果；需提高潤滑劑量。

5.防腐層保護(hù)

由于孔內(nèi)泥漿分部不均勻，管道回拖時(shí)在地勢(shì)較高的一側(cè)缺少泥漿浮力，會(huì)出現(xiàn)管道硬性拖地的情況，造成噶U能到防腐層刮傷。必須對(duì)管道防腐層做好防護(hù)措施。通常情況下使用比主管道稍大的PE管套進(jìn)行保護(hù)，回拖前將PE套管安裝在主管道外，管道前端在PE管和主管道上同時(shí)鉆孔用螺絲固定，管道后端在主管道上焊接一塊直徑較大，強(qiáng)度夠大的鋼板作為盲板，以防止PE管與主管道脫離，該方法可有效保護(hù)管道防腐層。安裝示意圖如下：

PE套管的安裝是對(duì)混凝土擋墻措施的有效補(bǔ)充，PE套管安裝在預(yù)制管外層，防止預(yù)制管直接接觸孔壁，此方法可以更好的保護(hù)管道防腐層不受刮傷。

三、結(jié)論與展望

本文在現(xiàn)有的定向鉆施工基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)出入土點(diǎn)高差較大的定向鉆穿越，創(chuàng)新性的采取了混凝土擋墻的切實(shí)有效措施，防止泥漿回流，確保泥漿能夠在孔內(nèi)均勻分部，防止預(yù)制管與孔壁硬性接觸，同時(shí)，為預(yù)制管增加PE套管防止回拖過程中預(yù)制管發(fā)生硬性摩擦，更好的保護(hù)管道防腐層。在保證質(zhì)量的前提下順利完成了管道回拖。

[1]《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50423—2007.

[2]閆相禎，丁鵬《長距離復(fù)雜地層水平定向鉆穿越管道施工技術(shù)》油氣儲(chǔ)運(yùn) 2007（4）.

[3]蔡亮學(xué)，何利民，呂宇玲，薛振興《水平定向鉆管道穿越孔底泥漿的力學(xué)特性》油氣儲(chǔ)運(yùn)2011(1).

[4]朱波，呂建鋒，張永高《管道水平定向鉆穿越技術(shù)的特征分析》油氣儲(chǔ)運(yùn)-2005,24(3).

[5]盧垠，駱福全《水平定向鉆穿越工程過程控制》煤氣與熱力2012(2).

[6]蔡亮學(xué)，何利民，呂宇玲，王丙奎，于德軍《水平定向鉆回拖載荷預(yù)測(cè)模型》油氣儲(chǔ)運(yùn)2012(2).