城市燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用探讨

罗建添

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摘要：燃气管道工程是市政建设的基础工程，其施工的过程中难度较大，尤其涉及到开挖施工，不仅成本较高，且对周边环境有着负面影响。非开挖定向穿越施工技术因其施工周期短、适用范围广、成本低、作业面小等特点，所以广泛应用于城市燃气管道工程。本文主要分析了燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用。

关键词：非开挖定向施工；穿越施工技术；燃气管道

燃气管道是城市建设发展中非常重要的基础设施，对改善城市的大气环境及污染问题等有着积极的影响。但是，燃气管道实际施工中，时常会与既有道路、既有管道或者其他既有建筑物相交，这时采取传统的开挖技术进行施工，难度很大，且会牵扯多方利益，甚至会引起安全事故等。鉴于此，非开挖定向穿越施工技术应运而生，并逐渐广泛应用于燃气管道施工中，为了充分发挥出非开挖定向穿越施工技术的优势，有必要对其加强研究。

1非开挖定向穿越施工技术概述

1.1技术原理

非开挖定向穿越施工技术顾名思义就是不用在地面进行开挖，而是利用水平定向钻机沿着预定的方向进行钻进，从而实现地下管道铺设、修复及更换等施工技术。其中利用水平定向钻机进行钻进铺管是最为常用的施工方法，首先利用水平定向钻在地面上钻出一个导向孔，接着再换成扩孔钻头实施反向扩孔，再把所要铺设的管道拉入扩充好的钻孔内，扩孔次数主要根据现实施工的工作量及管道直径大小来确定。

具体来说，非开挖定向穿越施工的技术原理就是通过钻机提供钻机动力，再利用水平定向钻机上的可操作、可控制钻进系统，根据施工要求进行导向钻进。导向钻进过程中可以根据钻杆的旋转情况及一个特殊设计的楔形钻头实现三维控制。同时钻进过程中，若需要改变钻进方向，则只需停止钻杆旋转，并根据实际需要把楔形钻头的楔面固定到相应位置上，再开启钻杆进行钻进便能实现变向。地表的电磁接收设备可以通过接收探测仪传回的信号来确定钻头位置及钻进倾斜角度等。钻进结束回拉钻杆前，应用锥形扩孔器把楔形钻头换下来，然后进行扩孔并回拉管道。

1.2技术优势

（1）适用范围较广。非开挖定向穿越施工技术在粉土、黏土、砂土等各类地质条件下应用都能取得不错的施工效果；同时，也可以适用于管径DN40~DN2000的塑料管、钢管及铸铁管等管材铺设施工。

（2）作业操作面小。非开挖定向穿越施工技术应用过程中，只要挖一个适合作业的浅坑即可，且钻孔施工只需在预先挖好的发射坑及接收坑之间进行，整个施工过程都无须进行过多开挖，对既有建筑物等破坏小。

（3）施工周期较短。相对于传统大开挖施工技术来说，应用非开挖定向穿越技术通常可以在10d~15d完成管道施工，而应用传统的大开挖技术则通常要耗时2~3个月，显然非开挖定向穿越施工的周期要短很多。

（4）无须大量施工人员，且安全性更高。应用非开挖定向穿越施工技术时，通常需要几名施工人员便可以完成相关工作，且施工作业基本都是使用机械钻杆在地下工作，而施工人员只需在地面操作就可以，安全性更高。在大开挖施工中，会形成高切坡，安全系数比较低。再加上城市燃气管道施工的安全性直接关系着周围居民生产生活，对安全性要求比较高，因此，城市燃气管道施工必须要求采取最为安全有效的技术措施。

2非开挖定向穿越施工技术的探讨

2.1确保设备的复合实际施工的标准

现阶段在燃气管道开挖的过程中，最为常用的设备是沟神钻机，由于其具有较强的钻进性能，能够与助力设备向结合，回脱力能够达到50吨，扭矩最高能够达到15000NM。另一方面，沟神钻机本身的液压系统与发动机性能也相对较强，因此能够在城市燃气管道开挖施工中得到广泛的运用。

2.2保障泥浆合理配比，提高泥浆质量

在进行钻孔施工的时候，施工单位需要提前对施工地区的地质特征进行分析，合理的配比泥浆，确保泥浆能够符合实际施工的要求。另外在配比泥浆的过程中，还应当注意穿越距离的长短，防止泥土将钻机包裹。如果钻机被泥土包裹，不但会严重影响施工进度，更会极大的减少钻机的使用寿命。现阶段燃气管道开挖施工过程中，通常都会使用到防糊钻液，能够降低钻机孔的阻力，不仅能够有效的提高钻进效率，更能够保障燃气管道开挖工作正常进行。

2.3非开挖定向穿越施工技术施工流程分析

使用定向穿越技术通常需要经过以下步骤：首先，施工单位需要对施工现场的地质结构进行调查分析，根据调查结果合理的设计施工曲线；然后，对磁方位角进行检测，在恰当的区域进行钻孔，钻孔完毕之后将设备回托；最后，将施工现场复原。施工人员在使用水平定向钻机进行施工的时候，必须要严格遵照提前制定的钻孔轨迹，在地面中钻出导向孔，然后再使用大直径的钻机进行施工，为后续燃气管道的铺设创造有利条件。钻孔完毕之后需要立即进行扩孔，扩孔需要反方向进行，把管线放置在孔中。

2.3.1完善施工前的准备工作。在开始钻孔施工之前，需要提前将施工区域平整，将钻孔机部署到合理的区域，便于后续设备进出施工现场。在存放施工材料、施工设备的时候，需要确保二者能够高于地面20mm。然后需要修建长宽各45cm左右的边沟，打好轴线，然后根据实际位置和角度，将钻机放置在合理的区域，将设备安装完成之后，需要对设备进行调试，确保定向孔深度能够符合实际要求，为后续穿越施工奠定基础。

2.3.2合理开展钻导向孔作业。例如在使用沟神6028导向钻孔机，开展扩孔作业的时候，为了能够保障扩孔工作正常进行，在钻导向孔的时候，必须要按照特定的曲线来开展钻孔作业。在开展钻孔作业之前，需要对钻孔曲线以及钻机的位置进而二次检查，检查合格之后才能开始钻孔作业。

2.3.3科学进行扩孔施工。在实际扩孔的时候，需要同步开展泥浆灌注作业，结合钻孔的实际旋压力，合理的控制扩孔级别。在实际施工过程中，施工人员需要结合实际会拉压力来制定扩孔的次数，在进行扩孔之前需要提前准备好泥浆循环工作。例如，在施工沟神6028钻孔机泥浆搅拌机25m3/h。泥浆泵每日计划工作量为180m3。施工单位需要提前在入土点与出土点开挖出合理深度的泥浆坑，在开挖过程中，需要使用专业的开挖设备，确保泥浆坑深度合理，保障施工环境洁净。

2.3.4拖管作业分析。A.施工人员使用回拖器材的时候，需要将打浆与旋转会回拖同时进行，防止成品遭到破坏。B.采用指定结构来安装旋转分离器。C.在连接扶正器与工作管的时候，必须要保障其连接的紧密型。另外，保障工作管与拉管连接足够牢固，具有较强的密封性，进而提高实际安全性能。D.在筛选泥浆的时候，应当注意使用粘度较好的泥浆，并向泥浆中添加泥浆处理剂以及工作管润滑器，降低机械回拉的阻力。E.在将设备回拖以前，施工人员需要提前对钻孔进行检查，如果孔中有泥浆，必须要第一时间进行清理，确保润滑剂能够发挥出实际效果。F.在焊接燃气管道的时候，施工人员需要对回拖管与燃气管的连接部位进行检查，确保二者紧密连接，保障回拖系统稳定运行。G.在回拖的过程中，需要均衡控制回拖速度，通常需要将速度控制在0.12m/s，同时需要对回拖压力进行监测，并做好记录工作，第一时间向管理人员汇报，待管理人员作出判断之后才能进行进一步的措施，保障回拖施工正常进行。H.在实际进行回拖作业的过程中，许多施工材料能够实现二次循环利用。

3燃气管道进行非开挖穿越施工时需注意的细节

（1）在使用穿越施工技术时，必须要重视地质勘查工作的重要性，对施工现场的地质情况进行深入的调查分析，为后续施工奠定基础。管理人员需要根据施工现场的实际情况合理的制定施工方案，严格规范施工流程，制定完善的质量安全监督管理制度，要求施工人员严格遵守制度，对施工中的每个环节进行严格的监督管理，进而提高城市燃气管道施工的整体质量，充分发挥出非开挖穿越施工的优势。

（2）施工人员需要提高自身作业的规范性，保障穿越施工的质量，这就需要施工人员在进行施工时，严格遵守相关标准开展施工作业，确保每一步施工步骤都能符合穿越施工的要求。施工单位应当定期对施工人员进行专业技能培训，并对其进行考核，以此来提高整体施工的质量，保障施工安全，提高自身专业水平。

结束语：

综上所述，非开挖定向穿越施工技术在燃气管道工程中应用较广，尤其是在交通繁忙、人流量较大的施工环境中有着明显的优势。但是该技术在实际应用中也存在一定的风险，因此在实际应用时，要充分调查现场施工环境及地质条件等情况，并编制合适的非开挖定向穿越施工方案，严格落实每项施工，保证燃气管道施工安全、稳定、高效完工，为社会及经济发展提供保障。

参考文献：

[1]尹凡.城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的应用[J].消防界(电子版).2017.

[2]刘西亚.探析城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术的运用[J].中国石油和化工标准与质量. 2017.