定向鉆穿越在管道工程中的應(yīng)用

李銀平(陜西化建工程有限責(zé)任公司,陜西楊凌712100)

定向鉆穿越在管道工程中的應(yīng)用

李銀平(陜西化建工程有限責(zé)任公司,陜西楊凌712100)

隨著當(dāng)前社會地飛速發(fā)展，我國管線通道的分布也日益密集起來，而定向鉆穿越在管道工程中，也有很高的利用價值。管道穿越水域的主要方法包括：溝埋敷設(shè)、裸露敷設(shè)、無溝敷設(shè)，而定向鉆穿越則屬于無溝敷設(shè)的一種。這種方式不光適用于水域敷設(shè)，在公路、鐵路的穿越上，也被廣泛利用。尤其是在地面情況較為復(fù)雜，施工周期要求較短，且需要穿過河流軌道的情況下，定向鉆穿越無疑是不二之選。本文則從定向鉆穿越的施工過程出發(fā)，深入探討了定向鉆穿越在管道工程中的作用。

定向鉆穿越;管道工程;優(yōu)勢;應(yīng)用

1 定向鉆穿越的優(yōu)勢與適用范圍

上個世紀(jì)七十年代初，定向鉆穿越技術(shù)開始興起，由于其操作簡單方便，施工設(shè)計要求容易達(dá)到，施工管道更為穩(wěn)定，且受惡劣天氣與環(huán)境的影響較小，不受季節(jié)限制等特點，定向鉆穿越技術(shù)在興起的同時也開始廣泛流行起來。同時，定向鉆穿越技術(shù)對于河流運航方面不會造成影響，對生態(tài)環(huán)境有著一定的保護(hù)作用。與其他技術(shù)相比，施工周期短、人力需求小，從很大程度上減少了人物力資源的消耗浪費。正確地選擇穿越路線，保證穿越路線最短，可以有效地節(jié)省施工材料，降低成本的投入，施工波及范圍較小，對周圍附屬物的影響也相對較小。

定向鉆穿越的優(yōu)勢巨大，使得其近些年來，在我國發(fā)展迅猛。

對于定向鉆穿越技術(shù)的使用，首先需要對經(jīng)濟狀況進(jìn)行科學(xué)地對比、評估，畢竟定向鉆穿越工程的施工成本較高，所以對于一些施工路線較長且較為繁瑣的地段，并不建議使用。另外，因為鉆機適宜穿越含有粘土、亞粘土、粉礫的地段，對于部分巖層較為松軟，卵石礫直徑不超過20mm，且含量小于百分之二十的地質(zhì)地段，施工起來就比較困難，并不適合定向鉆穿越的進(jìn)行。因此，對于將要進(jìn)行定向鉆穿越施工的路段，應(yīng)提前進(jìn)行地質(zhì)勘測，確保定向鉆穿越工作能夠合理有效地開展。最后，定向鉆穿越手段也不適用于一些施工周期較長，且對鉆頭要求較高的工程。

2 定向鉆穿越施工過程

定向鉆穿越施工過程主要包括：前期準(zhǔn)備工作、測量施工現(xiàn)場、道路整修、檢驗試壓、設(shè)備進(jìn)廠組裝調(diào)控、校準(zhǔn)控向系數(shù)、試鉆、穿越管道發(fā)射溝就位、預(yù)擴孔、管線回拖、設(shè)備離場、地貌復(fù)原。綜上，不難看出定向鉆穿越工程步驟較多且復(fù)雜的特點。

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

2.1.1 整修場地，測量放線

施工前，應(yīng)修建相應(yīng)的通道，供鉆機入場。同時要對施工場地進(jìn)行一定的整修，待土地壓實之后，按照從上到下的順序，依次鋪設(shè)土工布和道板，確保施工場地土地的平整。按照施工圖紙的要求，將管線中心軸線放出。另外，對于鉆機的安置位置，泥漿池占地面積都需要進(jìn)行精準(zhǔn)地測量。要根據(jù)穿越管線地的大小、長度以及其地質(zhì)狀況，來確定最佳的安裝位置與尺寸面積。

2.1.2 鉆機安裝調(diào)試

在整修場地，測量放線任務(wù)按照圖紙順利進(jìn)行之后，應(yīng)保證鉆機中心線與出土點、入土點在一條直線上，且鉆機的軌道和地面的夾角要比設(shè)計圖紙中的入土角大。另外，在施工過程中，應(yīng)該根據(jù)其施工場地的地質(zhì)情況，采取相應(yīng)的挖掘措施。要對地錨坑的尺寸進(jìn)行合理的測算，在把地錨放入場地之后，應(yīng)采取相應(yīng)的加固手段，確保回拖管線時鉆機的穩(wěn)定性。之后，便是對機器設(shè)備以及相應(yīng)運作系統(tǒng)進(jìn)行安裝調(diào)試，這里主要指的是鉆機、泥漿系統(tǒng)、控向系統(tǒng)等。根據(jù)不同的地質(zhì)情況，采取不同量的泥漿進(jìn)行噴射。相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)該及時檢查鉆機的各個部位，各個零件其運行情況，在各項數(shù)據(jù)都正常且準(zhǔn)確無誤的情況下，才能進(jìn)行定向鉆穿越工作。施工中任何問題的出現(xiàn)，都應(yīng)該及時進(jìn)行解決。

2.1.3 泥漿的配置情況與作用

在定向鉆穿越工程中，泥漿的配置是不可缺少的步驟之一?？梢哉f，泥漿的配置，直接關(guān)乎著施工成果的好壞。一旦配置得不正確，鉆導(dǎo)向孔將不能有效成型使得回拖過程中的拖力增加，導(dǎo)致回拖工作無法順利進(jìn)行。其實，泥漿配制的作用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些：

（1）泥漿的配置影響著鉆導(dǎo)向孔的形成，而鉆導(dǎo)向孔的作用則是將孔內(nèi)的泥沙帶出來，是孔內(nèi)壁的情況維持穩(wěn)定，同時，也減小了推進(jìn)的摩擦力。

（2）配置優(yōu)良的泥漿，可以起到保護(hù)孔壁的作用，從而預(yù)防地層的破壞坍塌。

（3）泥漿除了有保護(hù)孔壁的功能外，還是很好的潤滑劑，具有較強的潤滑能力，可以使施工過程中機械、孔壁的消耗磨損情況大大減少。

泥漿的構(gòu)成主要分為兩個部分：加了泥漿添加劑的膨潤土和潔凈的淡水。若配置材料中的礦物離子，如鈣、鎂、鉀等含量較多的話，那么，配置泥漿的工作，則應(yīng)該轉(zhuǎn)移到實驗室進(jìn)行，可加入適量的NaOH或NaCO3對水質(zhì)進(jìn)行凈化處理。泥漿與水的比例，要根據(jù)地形地質(zhì)的不同進(jìn)行相應(yīng)的改變。常見的泥漿添加劑有降失水劑、提粘劑、防塌潤滑劑等。添加劑的使用應(yīng)嚴(yán)格遵守環(huán)保局相關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行把控，確保周圍環(huán)境不會受到污染。應(yīng)給予膨潤土足夠的水化時間，以保證泥漿性能的穩(wěn)定，而針對黏土層，因為其遇水膨化過于強烈，所以應(yīng)采取如加入一定量改性淀粉等措施，來保證其不會失水。而在具體的施工過程中，相關(guān)施工人員應(yīng)定時對泥漿的粘度進(jìn)行檢測，確保在它失水干掉之前，能夠及時采取相應(yīng)的補救手段。而針對回流的泥漿，施工隊也應(yīng)該建立相應(yīng)的收集設(shè)施，使泥漿能夠被有效地回收利用。泥漿的循環(huán)利用，在保護(hù)環(huán)境的同時，也大大降低了定向鉆穿越工程的成本投入，是一件一舉兩得的工作。

3 導(dǎo)向孔與管線的相關(guān)工作

3.1 導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)

如果條件允許，施工人員可以將定向鉆穿越管的曲率半徑盡量取大一些，1500D左右最為合適。這樣的做法，可以使得在管線回拖過程中，阻力降到最小。而穿越管的入土角度，應(yīng)保持在9°至12°左右，出土角度則是4°到8°。定向鉆穿越工程中，導(dǎo)向管的鉆進(jìn)是核心環(huán)節(jié)之一，需要對其進(jìn)行嚴(yán)格地把關(guān)，確保其不存在任何質(zhì)量問題。鉆桿的折角應(yīng)隨著穿越管段的不同，而發(fā)生相應(yīng)地改變，對于這些改變，施工人員也應(yīng)該做好相應(yīng)的記錄。折角過大過小，都會使管線超出相應(yīng)的彈性系數(shù)范圍，從而增加了在管線回拖時的所需拉力。另外，要對地面信息進(jìn)行追蹤，保證出土、入土位置的準(zhǔn)確。在開鑿工作進(jìn)行之前，要認(rèn)真地對施工場地的地質(zhì)進(jìn)行分析探討，從而確定科學(xué)合理的控向方案。

3.2 管線的回拖工作

作為定向鉆穿越工程的最后一個環(huán)節(jié)，管線回拖工作同樣至關(guān)重要。在對管線進(jìn)行回拖之前，應(yīng)先檢查各個部位連接是否牢固；在對管線進(jìn)行回拖之時，應(yīng)確保回拖工作能夠一氣呵成，避免長時間停工而導(dǎo)致回拖阻力增大。若發(fā)現(xiàn)回拖力波動或異常，應(yīng)該立馬停止作業(yè)進(jìn)行檢查，從而采取相應(yīng)解決方案。

4 “幾接一”在定向鉆穿越工程中的應(yīng)用

在定向鉆的出土端，有時候可能會出現(xiàn)管線焊接長度不夠的問題，針對這一問題，我們可以在提前制作焊接管線的時候，對焊接管線進(jìn)行分段，然后依次按段焊接。但這樣的操作手段同樣也存在著一定的問題，例如不能保證施工進(jìn)行的連續(xù)性，使其停頓時間過長，導(dǎo)致管線回拖過程中的阻力增大。因此這樣操作的風(fēng)險也是極大的。想要合理對該技術(shù)進(jìn)行操作，首先要確保泥漿的良好配置，增長孔成型后所維持的時間；其次是保證管道的曲率半徑夠大，安全系數(shù)夠高；最后則需要各個部門以及相關(guān)技術(shù)人員之間的配合協(xié)作。另外，要在開鉆工作實施之前，做好相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，使施工隊在遇到困難時，能夠及時采取應(yīng)對方案，從而確保工作的后續(xù)開展。

5 結(jié)語

社會在進(jìn)步，時代在發(fā)展。管線的布控在我們的生活環(huán)境中也越來越密集，其管道工程也處于蓬勃發(fā)展的勢態(tài)。而定向鉆穿越技術(shù)，由于其擁有操作簡單方便，施工設(shè)計要求容易達(dá)到，所施工的管道更為穩(wěn)定，且受惡劣天氣與環(huán)境的影響較小，不受季節(jié)限制等特點，因此可以廣泛地運用于管道工程的施工中去。

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