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摘要：随着人口规模的增长以及城市化进程的推进，现代城市的发展逐渐呈现出规模化，集中化的趋势。为了更妥善的解决人口集中带来的城市能源供应问题，必须确保相关配套基础设施规格能够满足未来可能增长人口的刚性需求。而提供足够的能源供应则需要市政燃气管道网络足够发达才能支撑起大规模燃气供应需求，因此，本文就市政燃气管道定向钻进穿越施工技术进行简要的分析和论述。
关键字：市政燃气管道网络;水平定向钻进技术;管道定向钻进穿越施工
通过改革开放历程，我国经过了数十年的发展和几代人不懈努力追求，终于逐渐迈进了工业门槛并追赶上世界主流国家的步伐。然而根据国情，国家战略计划的落实和民族工业复兴离不开对能源的依赖，而以石油、天然气等化石燃料为代表的油气资源被称为“工业血液”，是保障工业生产和社会体系正常运行的关键性战略资源。所以，做好能源开采和运输的技术积累是关乎兴衰存亡的“死生之地”。
1、定向钻进施工技术的主要特点
1.1有效规避环节干扰因素
定向钻进的穿越施工技术最早成熟并广泛应用于石油钻探、隧道发掘等野外大型施工。其原理是由钻机驱动带钻头事先钻好轨道导孔，再通过钻杆按着设计轨迹钻出的导向孔道将管材回拖并扩孔，然后固定穿管最终完成施工。这种新型施工方法一经问世，便凸显出其对于传统施工方法的巨大优势。城市地区的施工往往外界不可控因素较多，行人及社会车辆出入频繁，部分咽喉路段的施工甚至无法做到封闭式施工。而定向钻进穿越施工技术的钻孔所需施工场地较小，使其具备更高的灵活性，便于因地制宜的调整，在城市地区施工时更能适应其复杂多变的施工环境，尤其充分的体现出其技术优越性。除此之外，采用定向钻机穿越施工跨越河流时，不需要考虑水上、水下作业对江河通航的影响，更不会破坏江河两侧堤坝、河床结构以及自然环境，施工不受季节限制，可以做到用更低的资金成本、更少的人员投入、最高的安全效率和施工效率，达到预期施工效果。
1.2、大幅减少施工工期
众所周知，各种土建施工工程，往往会大面积、长时间的占用施工用地。而在城市市区内施工，则不可避免的影响到城市正常的交通运转，造成大面积交通阻塞。因此很多施工项目在其招标阶段会严格考量施工工期和施工占地面积。与需要挖掘沟渠、吊装管道然后回填夯实的传统管道敷设施工方法相比较，以导向孔进出施工场地的速度更快，大幅缩减了施工流程，对于施工的工艺要求也相对较低，从客观上降低了施工难度，不但提供了更多的施工强度冗余，也削减了施工工期的要求。另一方面，由于传统施工方法露天面积较大，受到温度及气候变化因素的影响较多，降雨降雪、气温降低都会一定程度上左右其施工效率，特别是我国东北高寒高纬度的冻土带施工，这一问题尤其明显。而定向钻进施工技术由于露天施工场地较小，可以通过一定程度的保温、防水措施降低气候因素对施工工期的影响。
2、市政燃气管道的钻进施工所应用的主要技术
2.1、导向孔钻探技术
导向孔的钻探施工是燃气管道的钻进施工的基础，也是决定施工工程量及后期管道引导质量的关键环节。根据施工设计阶段勘探的地形地质特性所做出的施工方案，由导向孔确定设计具体路线。钻导向孔时，钻机采用泥浆通过钻杆的孔辅助钻头钻进，钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有斜面或斜节，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。传感器（探头）可以安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度，也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接，将信号传送至操作台，以便于及时调整造斜器的位置以保证导向孔符合设计曲线。
2.2、管道回拖及安装固定技术
在完成管路引导的主体施工之后，就需要做好燃气管道的回拖安装固定工作。其中施工难点就在于管道回拖技术的使用。一般情况下，要先将欲回拖的管段按相应连接的管道安装的要求进行坡口准备、焊接、无损检测、防腐补口、通球、试压，安装回拖头，然后根据地形、钻杆的出土角确定开挖深度和宽度，发送沟的下底宽度要比穿越管径大500mm左右。管段放入预先挖好的管道发送沟内，并将发送沟内充满水。发送沟内的注水深度要超过穿越管段的管径1/3。一旦遇到回拖作业受阻可以采用助力回拖或重新洗孔等应急措施，如果回拖作业大部分已经完成，且回拖阻力尚在接受范围内，可采取夯管锤等回拖助力设备继续作业，如发生预测外的未知阻力因素，或存在受力位置的结构断裂，则应选择终止回拖作业，重新洗孔来完成管道的安装固定。
3、市政燃气管道的钻进施工的注意事项
市政燃气管道的钻进施工往往存在诸多影响施工安全的风险，要做好安全风险预测工作，就需要组织者从现场的施工准备工作开始抓起。首先，要提前掌握其他地下暗埋设施位置，做好市政燃气管道规划，除了规避线路可能存在的障碍，还要注意避开供暖管線等热源与燃气管道交叉的问题。其次，做好施工地段的测绘定位、土壤成分受力结构分析;对于岩石，砂土、粘性土壤结构的地质条件可以直接开展导向孔钻探施工，但对于泥地等土质松软、成孔稳定性差的地质条件，应在钻探前做好支撑准备，防止钻探孔坍塌增加回拖阻力。除此之外，还要施工场地清障平整工作，为其他施工设备的前期安装调试清理障碍。在施工过程中，处理注意有型物体的结构稳定，还要注意气压分布可能导致的隐患。例如，钻探作业会使管道内外气压差增加，促进管材结构破损。这不仅提高管材的结构强度、做好管道密封工作，还要在施工过程中随时检测管道内外气压差，并对管道密封性进行监测。
结束语
城市地下管线的敷设或更换工程需进行路面开挖施工，对社会交通和环境带来了较大的影响，日益受到社会的普遍关注。近年发展起来了一项新技术，即非开挖管线定向钻进穿越技术，在地下管线的施工中发挥了越来越重要的作用。本文以市政天然气管道施工为工程实例来阐述定向钻进穿越施工技术，希望可以为类似工程提供有益的经验。
参考文献
[1]黄俊文，周月明.市政燃气管道定向钻进穿越施工技术[J];中华建设;2019年04期
[2]龙斌.关于市政燃气管道设计施工问题的探析[J];化工设计通讯;2017年11期
（泰山燃气集团有限公司泰安阿吉斯管线工程有限公司 山东 泰安 271000）
关键字：市政燃气管道网络;水平定向钻进技术;管道定向钻进穿越施工
通过改革开放历程，我国经过了数十年的发展和几代人不懈努力追求，终于逐渐迈进了工业门槛并追赶上世界主流国家的步伐。然而根据国情，国家战略计划的落实和民族工业复兴离不开对能源的依赖，而以石油、天然气等化石燃料为代表的油气资源被称为“工业血液”，是保障工业生产和社会体系正常运行的关键性战略资源。所以，做好能源开采和运输的技术积累是关乎兴衰存亡的“死生之地”。
1、定向钻进施工技术的主要特点
1.1有效规避环节干扰因素
定向钻进的穿越施工技术最早成熟并广泛应用于石油钻探、隧道发掘等野外大型施工。其原理是由钻机驱动带钻头事先钻好轨道导孔，再通过钻杆按着设计轨迹钻出的导向孔道将管材回拖并扩孔，然后固定穿管最终完成施工。这种新型施工方法一经问世，便凸显出其对于传统施工方法的巨大优势。城市地区的施工往往外界不可控因素较多，行人及社会车辆出入频繁，部分咽喉路段的施工甚至无法做到封闭式施工。而定向钻进穿越施工技术的钻孔所需施工场地较小，使其具备更高的灵活性，便于因地制宜的调整，在城市地区施工时更能适应其复杂多变的施工环境，尤其充分的体现出其技术优越性。除此之外，采用定向钻机穿越施工跨越河流时，不需要考虑水上、水下作业对江河通航的影响，更不会破坏江河两侧堤坝、河床结构以及自然环境，施工不受季节限制，可以做到用更低的资金成本、更少的人员投入、最高的安全效率和施工效率，达到预期施工效果。
1.2、大幅减少施工工期
众所周知，各种土建施工工程，往往会大面积、长时间的占用施工用地。而在城市市区内施工，则不可避免的影响到城市正常的交通运转，造成大面积交通阻塞。因此很多施工项目在其招标阶段会严格考量施工工期和施工占地面积。与需要挖掘沟渠、吊装管道然后回填夯实的传统管道敷设施工方法相比较，以导向孔进出施工场地的速度更快，大幅缩减了施工流程，对于施工的工艺要求也相对较低，从客观上降低了施工难度，不但提供了更多的施工强度冗余，也削减了施工工期的要求。另一方面，由于传统施工方法露天面积较大，受到温度及气候变化因素的影响较多，降雨降雪、气温降低都会一定程度上左右其施工效率，特别是我国东北高寒高纬度的冻土带施工，这一问题尤其明显。而定向钻进施工技术由于露天施工场地较小，可以通过一定程度的保温、防水措施降低气候因素对施工工期的影响。
2、市政燃气管道的钻进施工所应用的主要技术
2.1、导向孔钻探技术
导向孔的钻探施工是燃气管道的钻进施工的基础，也是决定施工工程量及后期管道引导质量的关键环节。根据施工设计阶段勘探的地形地质特性所做出的施工方案，由导向孔确定设计具体路线。钻导向孔时，钻机采用泥浆通过钻杆的孔辅助钻头钻进，钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有斜面或斜节，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。传感器（探头）可以安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度，也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接，将信号传送至操作台，以便于及时调整造斜器的位置以保证导向孔符合设计曲线。
2.2、管道回拖及安装固定技术
在完成管路引导的主体施工之后，就需要做好燃气管道的回拖安装固定工作。其中施工难点就在于管道回拖技术的使用。一般情况下，要先将欲回拖的管段按相应连接的管道安装的要求进行坡口准备、焊接、无损检测、防腐补口、通球、试压，安装回拖头，然后根据地形、钻杆的出土角确定开挖深度和宽度，发送沟的下底宽度要比穿越管径大500mm左右。管段放入预先挖好的管道发送沟内，并将发送沟内充满水。发送沟内的注水深度要超过穿越管段的管径1/3。一旦遇到回拖作业受阻可以采用助力回拖或重新洗孔等应急措施，如果回拖作业大部分已经完成，且回拖阻力尚在接受范围内，可采取夯管锤等回拖助力设备继续作业，如发生预测外的未知阻力因素，或存在受力位置的结构断裂，则应选择终止回拖作业，重新洗孔来完成管道的安装固定。
3、市政燃气管道的钻进施工的注意事项
市政燃气管道的钻进施工往往存在诸多影响施工安全的风险，要做好安全风险预测工作，就需要组织者从现场的施工准备工作开始抓起。首先，要提前掌握其他地下暗埋设施位置，做好市政燃气管道规划，除了规避线路可能存在的障碍，还要注意避开供暖管線等热源与燃气管道交叉的问题。其次，做好施工地段的测绘定位、土壤成分受力结构分析;对于岩石，砂土、粘性土壤结构的地质条件可以直接开展导向孔钻探施工，但对于泥地等土质松软、成孔稳定性差的地质条件，应在钻探前做好支撑准备，防止钻探孔坍塌增加回拖阻力。除此之外，还要施工场地清障平整工作，为其他施工设备的前期安装调试清理障碍。在施工过程中，处理注意有型物体的结构稳定，还要注意气压分布可能导致的隐患。例如，钻探作业会使管道内外气压差增加，促进管材结构破损。这不仅提高管材的结构强度、做好管道密封工作，还要在施工过程中随时检测管道内外气压差，并对管道密封性进行监测。
结束语
城市地下管线的敷设或更换工程需进行路面开挖施工，对社会交通和环境带来了较大的影响，日益受到社会的普遍关注。近年发展起来了一项新技术，即非开挖管线定向钻进穿越技术，在地下管线的施工中发挥了越来越重要的作用。本文以市政天然气管道施工为工程实例来阐述定向钻进穿越施工技术，希望可以为类似工程提供有益的经验。
参考文献
[1]黄俊文，周月明.市政燃气管道定向钻进穿越施工技术[J];中华建设;2019年04期
[2]龙斌.关于市政燃气管道设计施工问题的探析[J];化工设计通讯;2017年11期
（泰山燃气集团有限公司泰安阿吉斯管线工程有限公司 山东 泰安 271000）