分析城市燃氣管道水平定向穿越設(shè)計

1、<p>　　分析城市燃氣管道水平定向穿越設(shè)計</p><p>　　摘要：本文從對水平定向穿越技術(shù)的介紹談起，然后詳細介紹了水平定向穿越設(shè)計施工中的關(guān)鍵技術(shù)，最后就水平定 </p><p>　　向穿越設(shè)計施工中常見問題及解決方法進行了系統(tǒng)的分析和說明。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：城市;燃氣管道;水平定向穿越;設(shè)計 </p><p>

2、;　　Abstract: In this paper, starting from the horizontal directional drilling technology is introduced, and then introduces the directional key technology in the design and construction of horizontal directional crossing

3、, the common problems in the design and construction and the solving methods are analyzed and explained the system. </p><p>　　Key words: city; gas pipeline; directional; design </p><p>　　中圖分類號：T

4、H138.23文獻標(biāo)識碼A 文章編號 </p><p><b>　　1、定向鉆穿越 </b></p><p>　　定向鉆穿越是采用水平定向鉆機將穿越管段按照設(shè)計軌跡通過障礙物的一種非開挖管道安裝施工方法。定向鉆主要由鉆機系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、控向系統(tǒng)和鉆具等部分組成。管道定向鉆穿越施工過程主要分三步：鉆導(dǎo)向孔、預(yù)擴孔和管道回拖。影響定向鉆穿越施工的因素主要有穿越長度、管道管

5、徑、場地以及工程地質(zhì)狀況等。 </p><p>　　2、燃氣管道定向鉆穿越設(shè)計要求 </p><p>　　2.1穿越管段的位置應(yīng)選擇兩側(cè)場地寬敞、交通方便的地段，出、入土端外側(cè)各預(yù)留保持不少于10米的直管段。 </p><p>　　2.2定向鉆穿越設(shè)計應(yīng)選擇的地質(zhì)條件為砂土、粉土、粘土、亞粘土。對穿越兩岸有一定厚度的卵石層時，可采取加套管、固結(jié)、開挖等有效措施以實現(xiàn)

6、管道定向穿越。 </p><p>　　2.3水平定向鉆穿越一般采用彈性敷設(shè)，穿越管段曲率半徑不宜小于管道外徑的1500倍，且不應(yīng)小于管道外徑的1200倍。 </p><p>　　2.4水平定向鉆敷設(shè)穿越管段的入土角宜為8°～18°，出土角宜為4°～12°，實際設(shè)計時應(yīng)根據(jù)穿越長度、管段埋深和彈性敷設(shè)條件確定。 </p><p>

7、;　　2.5在設(shè)計穿越管段的埋深時，除了應(yīng)考慮地質(zhì)條件與沖刷深度外，還應(yīng)保證在施工過程中不出現(xiàn)泥漿外冒，最小埋深應(yīng)大于設(shè)計洪水沖刷線以下6米。 </p><p>　　2.6燃氣管道定向鉆穿越水域時，穿越管段與橋梁墩臺沖刷坑邊緣的距離不應(yīng)小于10米，并不應(yīng)影響到橋梁墩臺的安全。 </p><p>　　2.7燃氣管道定向鉆穿越河流堤壩時，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件采取措施控制堤壩和地面的沉陷，防止穿

8、越管道處發(fā)生管涌，不得危及堤壩的安全。水平定向鉆入土點距大壩坡腳宜大于50米。 </p><p>　　3、水平定向穿越技術(shù)概述 </p><p>　　3.1 水平定向穿越系統(tǒng)的構(gòu)成 </p><p>　　城市燃氣管道水平定向穿越系統(tǒng)是由鉆機、電動機、鉆頭方向控制設(shè)備、泥漿以及鉆機輔助設(shè)備組成的，其中各組成單元的詳細說明如下： </p><p>

9、;　?。?）鉆機。鉆機主要用來完成燃氣管道穿越過程中的鉆進以及回拖過程。為了能滿足不同作業(yè)的作業(yè)需求，要求使用的鉆機具有改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的功能。 </p><p>　　（2）電動機。電動機主要是用來為鉆機提供動力。 </p><p>　　（3）鉆頭方向控制設(shè)備。鉆頭方向控制設(shè)備主要是用來正確引導(dǎo)鉆機的鉆頭方向。 </p><p>　?。?）泥漿。泥漿主要是為鉆機的

10、施工需要所準(zhǔn)備的。 </p><p>　?。?）鉆機輔助設(shè)備。鉆機輔助設(shè)備主要用于鉆機的鉆孔和擴孔的施工。 </p><p>　　3.2 水平定向穿越技術(shù)的原理 </p><p>　　燃氣管道水平定向穿越技術(shù)是利用與地面呈一定角度的入射角而鉆入地層的鉆孔設(shè)備形成先導(dǎo)孔后再根據(jù)施工的實際需要調(diào)整先導(dǎo)孔直徑的大小來鋪設(shè)燃氣管道的一種技術(shù)。與傳統(tǒng)的燃氣管道穿越技術(shù)相比，水

11、平定向穿越技術(shù)不需要進行管溝開挖的施作，利用具有鉆掘以及排土功能的相關(guān)機械設(shè)備就可以對燃氣管道的敷設(shè)施工進行有效的控制。 </p><p>　　燃氣管道水平定向穿越設(shè)計的施工原理如下：首先，導(dǎo)向孔的生成，利用具有導(dǎo)航功能的相關(guān)設(shè)備將鉆頭和鉆桿按照正確的方向引入到地層，從而形成導(dǎo)向孔。其次，利用地面接收到的來自地下鉆頭處發(fā)出的電磁信號來對鉆孔的軌跡進行有效的控制，然后結(jié)合實際的施工需求，從水射流式、切削式以及擠壓式

12、三種成孔方式中選擇一種合適的方式進行成孔操作；最后，燃氣管道的鋪設(shè)，在管道鋪設(shè)施工之前，需要根據(jù)施工的實際需求在鉆桿的頂端連接一個擴孔鉆頭，使用它來擴大導(dǎo)向孔的直徑，然后選擇使用比導(dǎo)向孔直徑較小的鋪設(shè)管線，并將其引入鉆孔，完成燃氣管道的鋪設(shè)。 </p><p>　　3.3 水平定向穿越技術(shù)的優(yōu)勢 </p><p>　　與傳統(tǒng)燃氣管道的穿越技術(shù)相比，水平定向穿越技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方

13、面：一是施工占地面積比較小，對人們的日常生活和城市的交通影響較??；二是施工過程中對周圍的環(huán)境污染比較小，而且能夠有效保護施工現(xiàn)場的綠地；三是施工精度準(zhǔn)確；四是施工過程中所消耗的人力和財力資源比較少，經(jīng)濟效益比較顯著。 </p><p>　　4、水平定向穿越設(shè)計施工說明 </p><p>　　4.1 水平定向穿越設(shè)計施工前的準(zhǔn)備水平定向穿越設(shè)計施工前的準(zhǔn)備工作主要有地下已有燃氣管道的檢測以及

14、燃氣管道材料的選擇這兩個方面。 </p><p>　?。?）地下已有燃氣管道的檢測。燃氣管道施工之前需要做的一項最為重要的準(zhǔn)備工作就是地下已有燃氣管道的檢測以及燃氣管道線路位置的確定，并依據(jù)檢測的最終結(jié)果來合理設(shè)計管道鋪設(shè)施工的鉆孔軌跡。 </p><p>　?。?）燃氣管道材料的選擇。燃氣管道材料的選擇是水平定向穿越設(shè)計施工前的一項非常重要的準(zhǔn)備工作，由于燃氣管道材料的物理性能的好壞在很

15、大程度上決定燃氣管道的最終施工質(zhì)量。其中物理性能比較好的燃氣管道材料多采用三層結(jié)構(gòu)分別是外覆蓋層、傘線涂層以及焊口采熱縮套層，三層結(jié)構(gòu)的采用可以有效保證管道的物理性能。 </p><p>　　4.2 水平定向穿越設(shè)計施工中的施工裝備 </p><p>　　水平定向穿越設(shè)計施工中的施工裝備主要包括水平定向鉆機的選擇、施工設(shè)計參數(shù)的確定以及地質(zhì)勘查三個方面的內(nèi)容。 </p>&l

16、t;p>　?。?）水平定向鉆機的選擇。在水平定向鉆機的選擇中需要考慮的技術(shù)指標(biāo)有鉆機的最大扭矩、最大給進力、最大回拖力。另外機型的型號有大型、中型和小型機之分，機型的選擇需要根據(jù)施工的實際需求來合理選擇。 </p><p>　?。?）施工設(shè)計參數(shù)的確定。待確定的施工設(shè)計參數(shù)主要有曲率半徑、鉆近角、覆蓋層的厚度等。 </p><p>　?。?）地質(zhì)勘查。城市燃氣管道鋪設(shè)施工的地質(zhì)勘查主

17、要用來確定探孔的數(shù)量以及探孔鉆探的深度。 </p><p>　　4.3 水平定向穿越設(shè)計施工中的關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　（1）水平定向穿越軌跡的設(shè)計。水平定向穿越軌跡的設(shè)計是水平定向穿越設(shè)計施工中的核心環(huán)節(jié)，它對水平定向穿越設(shè)計的施工具有重要的指導(dǎo)作用。 </p><p>　　（2）導(dǎo)向孔的設(shè)計。在設(shè)計導(dǎo)向孔時需要考慮管道線路、管道材料、管道長度以及管道附近

18、的地質(zhì)狀況等因素對導(dǎo)向孔的影響。 </p><p>　?。?）回拖管道的施工?；赝瞎艿朗┕ね瓿傻臉?biāo)志是成晶管道自鉆機和擴孔器的一側(cè)露出管道為止。另外回拖管道施工中還要考慮鉆機的扭矩及其回拖力的變化等因素。 </p><p>　　5、水平定向穿越設(shè)計施工中常見問題及解決方法 </p><p>　　水平定向穿越設(shè)計施工中常見的問題及其解決方法主要體現(xiàn)在如下兩個方面：第一

19、、為了有效迎合施工的實際需求，當(dāng)前水平定向鉆機的設(shè)計日益大功率化，致使鉆機的體積也日益增大給施工造成了不便。為了能有效解決這一問題，在施工時要充分考慮根據(jù)施工場地的條件以及施工的要求來選擇合適的鉆機尺寸。第二、在水平定向穿越施工的過程中，由于施工場地的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，以至于在鋪設(shè)管道時，容易出現(xiàn)管道表面劃破的現(xiàn)象。為了能很好的解決這一問題，要適當(dāng)?shù)脑龃髮?dǎo)向孔的直徑，從而可以很好的避免孔壁對管道表面的破壞。 </p>&l

20、t;p><b>　　6、總結(jié)： </b></p><p>　　隨著科技進步及經(jīng)濟實力的增強，非開挖定向鉆穿越技術(shù)是非開挖技術(shù)領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位并且發(fā)展最快的高新技術(shù)之一，與傳統(tǒng)開挖施工相比，定向鉆穿越施工不阻礙交通，不破 </p><p>　　壞植被，減小了傳統(tǒng)開挖施工對居民生活的干擾，以及對交通、周邊建筑物的破壞和不良影響。更先進的穿越技術(shù)將不斷應(yīng)用，水平定向鉆

21、技術(shù)會越來約趨于完善，油氣田和管道工程建設(shè)中將越來越多的應(yīng)用這項技術(shù)，總結(jié)已建成的定向鉆穿越工程的設(shè)計經(jīng)驗，吸取教訓(xùn)彌補不足，不斷總結(jié)和提高，是這項技術(shù)將會得到推廣，體現(xiàn)出它的優(yōu)越性。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 丁鵬,閆相禎,楊秀娟.水平定向鉆管道穿越中力學(xué)參數(shù)研究[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報. 2007(05) &

22、lt;/p><p>　　[2] 郭瑩,李長春,任洪智.水平定向鉆解決了Pemex油田管道安裝過程中遇到的問題[J]. 國外油田工程. 2009(05) </p><p>　　[3] 張穹.管道水平定向鉆穿越長江的技術(shù)分析[J]. 管道技術(shù)與設(shè)備. 2008(05) </p><p>　　[4] 陳明生.燃氣管道中水平定向鉆進技術(shù)應(yīng)用研究[J],他山之石,2011(06)