长输管道定向钻穿越高原地区冲沟、陡坡技术

摘 要：本文简述应用单边定向钻实施冲沟、陡坡管道穿越施工，避免了大开挖对于水土资源及原生植被带来损害，有效的保护了生态环境，取得一定的社会和经济效益。

关键词：单边定向钻;冲沟;陡坡;组焊接长

1、前言

某成品油管道工程04标段，长60Km，管道设计压力10Mpa，管线规格φ323mm、壁厚7.1+8.7mm，输送介质为汽、柴油，年输送能力为340万t。

04标段位于山区，该地段海拔高度1000m以上。由于常年雨水冲刷形成深达20～50m、沟坡坡度达到60—80°的冲沟、陡坡。在桩号SYZ076～SYZ082段管线需穿越三处大冲沟;在SYZ097～SYZ098处穿越高差60m地形犬牙交错的复杂地段;在桩号SYZ098～SYZ099处，公路一侧陡坡深达20m以上。

通过现场勘查分析，如采用大开挖穿越，将造成水土流失和原生植被的破坏，生态环境将受到损害;沟壁上开挖土方，属高空作业，施工安全隐患多;同时地貌恢复，水工保护的工作量和难度也很大。经反复研究和论证，决定采用单边定向钻实施管道穿越施工。

单边定向钻管道穿越工艺就是在冲沟两侧高地上，定向钻机分别向沟底钻孔、扩孔，起吊设备配合管段组焊接长，顺孔洞逐段下滑就位，在沟底完成连头这样一种施工方法（图1）。

图1：单边定向钻管道穿越施工示意图

2、单边定向钻管道穿越工艺及控制要点

（1）为了尽可能减少定向钻孔长度，也就是缩短入土点至冲沟沟底1.5m深处的距离。希望穿越机有较大的入土角。基于这样的考虑，可建议选用D100×120大型穿越机，其最大回拖力为45t，最大入土角为24°。利用斜坡地形安装定向钻机，实际穿越的入土角控制在20-40°。

（2） 冲沟两侧入土点，沟底出土点要保持在同一垂直面内，出土点偏差控制在10cm以内，保证沟底弯管连头自然顺畅。因此，要提高测量放线的精准度，同时严格钻孔控向。

（3）采用平地钢管二接一，完成组焊、检测、防腐作业。一台吊车、二台挖机配合起吊，顺孔洞自然下滑;挖机固定管段上端，进行第二管段的组焊接长，依次下滑就位。冲沟另一侧用同样的方法施工。

（4）在冲沟沟底进行两侧管段连头、检测、防腐作业。按设计要求砌筑挡水墙，完成该段管道穿越施工。

（5）对公路一侧陡坡，采用单边定向钻管道敷设工艺，在不破开路面，不阻断交通的情况下，顺利完成穿越施工。

3、单边定向钻管道穿越施工效应分析。

04标段共有8处采用单边定向钻管道穿越工艺，经建设方、监理、质量监督等相关方进行检查验收，工程质量符合标准、规范和设计要求。同时取得了一定的社会效益和经济效益。

（1）单边定向钻穿越可避免水土流失，保护冲沟、陡坡上的原生植被，有效的保护生态环境。

（2）施工更加安全可靠。在8处单边定向钻管道穿越施工过程中，由于避免了陡崖上的高空作业，施工安全得到更好的保证。

（3）缩短了工期。大开挖穿越施工预算工期65天，而8处单边定向钻管道穿越施工，只用了28天。

（4）降低了工程成本。如采用大开挖管道穿越，预算费用为172万元（不含地貌恢复、水工保护费用），而8处单边定向钻管道穿越共710m，实际发生的施工费用仅为113万元（基本上不发生地貌恢复、水工保护费用）。

（5）与大开挖管道穿越相比，节约钢管约20%以上。

（6）公路一侧陡坡的定向钻管道穿越，避免了公路大开挖而阻断交通，得到路政部门支持和积极配合。

4、问题讨论

04标段地处黄土高原，8处单边定向钻地段的地质结构均为黄土层，钻导向孔及扩孔很顺利，而且不需要泥浆进行钻具散热及井壁保护。管段下滑就位时，还需要对井孔内壁浇水，软化偏硬的泥土块，保护管段防腐层不受损伤。

5、结束语

在04标段成功的应用单边定向钻管道穿越工艺，代替冲沟、陡坡地段大开挖施工工艺，取得了一定的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1] 梁国俭.黄土塬地区管道施工方法——斜井穿越法.石油工程建设.2007.23-25

[2] 吴勇.一种实用的黄土塬地带管道施工方法.石油工程建设.2008.40-41

[3] 孟强;崔建洋;谭利军;张金宝.单边定向钻用于冲沟、陡坡管道穿越施工有效保护生态环境.石油工程建设.2010.69-70