定向钻在天然气管道穿越永定河工程的应用2011-10-28龚明李永威孙明烨高慧明分享到：QQ空间新浪微博开心网人人网摘要：比较了围堰法、顶管法和定向钻法穿越河流的施工工艺及优缺点，探讨了天然气管道穿越永定河方案的比较及选择、对GB50286—98《堤防工程设计规范》相关条文的理解，提出了为进一步提高安全性采取的技术措施。关键词：定向钻；非开挖；天然气管道；穿越河流；围堰法；顶管法ApplicationofDirectionalDrillingTechnologytoNaturalGasPipelineProjectCrossingYongdingRiverGONGMing，LIYongwei，SUNMingye，GAOHuimingAbstract：Theconstructiontechnologyaswellasadvantagesanddisadvantagesofcofferdammethod，pipejackingmethodanddirectionaldrillingmethodforcrossingriversarecompared.ThecomparisonandselectionofnaturalgaspipelinecrossingYongdingRiverschemesaswellastheunderstandingontherelevantarticlesinCodeforDesignofLeveeProject(GB/T50286—98)arediscussed.Thetechnicalmeasuresforfurtherimprovingsafetyareputforward.Keywords：directionaldrilling；trenchless；naturalgaspipeline；crossingriver；cofferdammethod；pipejackingmethod1概述水平定向钻技术[1～2]是在不开挖地表面的情况下，敷设、修复和更换地下管道的一种施工工艺，广泛应用于天然气、煤气、供水、电力、电信、石油等管线的敷设施工中，适用于沙土、粘土、粉土等多种地质情况。我国大部分非硬岩地区都可采用这种技术，具有施工速度快、精度高、成本低、对环境影响小等优点。本文对某天然气管道工程穿越永定河方案的比较、选择、论证实施进行探讨，并分析定向钻技术在该工程的适应性及采取的技术措施。2天然气管道穿越河流的主要方法天然气管道穿越河流按照敷设方式可以分为开挖穿越和非开挖穿越[3]。开挖穿越即沟埋穿越，在河床上采用各种方式成沟、敷设、回填，根据成沟方式分为围堰法、爆破法、挖泥船挖沟法、气举法、液化法。非开挖穿越主要包括定向钻穿越和隧道穿越，隧道穿越通常有顶管法、盾构法、钻爆法等[4]。几种穿越方式的施工工艺、优缺点比较如下。①围堰法施工工艺：在待穿越河流管道的两侧，堆筑临时堤坝阻挡水流，选择合适的导流方法。然后开挖沟槽，敷设管道，回填土。最后拆除围堰。优点：成沟容易，能保证埋深，不需牵引设备，适用于穿越小型和季节性河流。缺点：需要围堰，工程量大，对河道扰动大，不适用于水流量大、通航的河流。②顶管法施工工艺：采用超长距离顶管，运用中继装置接力顶进，套管可以是钢套管或钢筋混凝土套管，管卡固定、注砂、注水泥浆固管。优点：工艺技术成熟，截面小，造价相对较低，顶进速度快。缺点：适用于1km以内的穿越，不适用于轴向弯曲的穿越。③定向钻法施工工艺：定向钻机在河底钻导向孔，当钻头在对岸出土后，在出土段连接扩孔器。扩孔器转动，配以高压泥浆冲切。同时，钻台上的活动卡盘向上移动，拉动扩孔器前行，多次扩孔，使钻孔略大于穿越管段外径。最后将穿越管段连接在扩孔器后，拉动扩孔器和穿越管段，使管段敷设在钻出的孔中。优点：工期短，造价低，施工对航行无影响，不受季节限制，管道不受水流冲刷，两岸占地少。缺点：不易检修，不适用于卵石河床、坚硬岩石河床、地质结构复杂、不具备弹性敷设条件且无回拖场地的河流。3在天然气管道穿越永定河的应用①工程概况北京市某天然气管道的设计压力为4.0MPa.管径为DN1000mm，需穿越永定河，穿越段宽约2.6km。②永定河概况及地质条件永定河是全国重点防洪江河之一，防洪地位与淮河、黄河、长江并列。虽然永定河在天然气管道穿越段的河道长年断流，河道两侧土地沙化严重，加之近些年砂石采挖猖獗，河道内沟壑遍布，河床裸露，但穿越方案仍得到管理部门的重视。根据地勘报告可知，穿越永定河段的地层分为4个主要工程地质层，自上而下分别为粉砂-细砂层，砂质粉土、粉质粉土-粉质粘土层，中砂-细砂层，粉质粘土-粉质粉土层。③穿越工程的限制条件a.场地限制。永定河左堤穿越点位于两条道路中间，宽度仅为25m，施工场地狭小，开挖无法保证道路通行安全。b.穿越段永...