水平定向钻技术在天然气管道穿越工程的应用探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 水平定向钻技术在天然气管道穿越 工程的应用探讨 摘要：随着城市建设飞速发展， 各种市政管道在地下纵横交错，城市道 路开挖的审批将更加严格，非开挖施工 技术越来越受到更多的重视，它的应用 使上述难题迎刃而解，水平定向钻技术 在非开挖技术领域中占主导地位并且发 展最快。本文分析水平定向钻技术在天 然气管道穿越工程的应用。 中国论文网 /2/view-12911250.htm 关键词：水平定向钻；天然气管 道；穿越工程 前言 随着我国经济的高速、稳定增长， 我国各大城市的现代化进程不断加快， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 城市建设也是日新月异，城市的发展离 不开基础设施的建设，作为基础设施建 设的一部分，地下管线工程建设也取得 了巨大的成绩，这就为定向钻在城市地 下管道施工中应用的快速发展提供了契 机。近几年来，作为沿海高速发展的城 市之一深圳，城市建设更是突飞猛进， 定向钻施工在深圳的推广和应用越来越 被广泛采用，特别是在街道、主干道繁 华地段、 铁路、 河流等特殊施工段的 应用。 但是随着城市各类地下管道管 网和电缆等的大量敷设，由于管理系统 的建设落后于施工技术的发展， 在规 划、 管理方面暴露出了一些问题。其 主要表现在： (1)施工资料数据不完整、 不准 确，建档工作不完善； (2)管线竣工后， 没有科学的建 立起对地下管线、电缆等进行评价和测 绘的体系； 针对以上的问题深圳已经着手逐 步建立地下管线评价和测绘体系，通过 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 对施工的可行性进行评价，然后作出合 理的规划设计。对定向钻轨迹进行实时 监控，通过对非开挖施工轨迹的掌握， 可以方便规划管理部门对城市管网进行 综合规划、管理。管线竣工后建立完善 的管线评价和测绘体系，以保证城市管 网建设的可持续发展。 一、工程实例探讨 对定向钻技术进行合理的应用， 不但可以节约大量的成本而且有利于城 市综合规划的实施。城市天然气管网利 用工程为全长约 18 公里直径为 DN300 材质 X52 的高压天然气管线的施工， 其中穿越道路、 高架桥、鱼塘和河流 等，长度 8342m，最长为 1324m。在 此以一处穿越道路和一处穿越河流为例 子。如（图 1） 为其中一条道路的穿 越，需要穿越道路、污水管线、蒸汽线 和光缆各一条。由于此处道路交通拥挤， 人流量和车流量都较大，所以规划时决 定采用定向钻技术施工。道路宽 32m， 污水管离道路中心线 24m，通信光缆离 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 道路中心 26m，蒸汽管离道路中心 33m，根据规范要求水平定向钻穿越最 小曲率半径为 1500D（D 为穿越管段外 径） ， 要保证与污水管线间距和穿越道 路的深度满足业主方的要求， 保证距 离污水管和蒸汽管管底 1m，从道路边 界处距离 5m。同时根据现场实际条件， 入土点 A 选在距离道路 Y 中心线 84m， 出土点 B 选在距离道路 Y 中心 线 92m， 设计长度 186m， 实际预制 管线长度为 192m，工期 3 天完成该段 道路穿越。 如（图 2） 为其中两条河流和 居民区一处的穿越。由于河流 Q 为景观 河，河流 T 为规划中的景观河，居民区 为住宅小区，所以规划时决定采用定向 钻技术施工。河流 Q 宽 32m,最深处 3.21m；河流 T 宽 16m,最深处 2.47m；居民住宅区没有高层建筑，最 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 高为 6 层；河流 Q 距离河流 T 为 562m。根据现场实际条件，入土点 A2 选在距离河流 T 的边界 124m，出土点 B2 选在距离河流 T 的边界 112m，实际 预制管线长度为 864m，工期 14 天完成 该段道路穿越。 二、规划合理性分析与评价 地下管线的施工工艺主要通过对 交通影响、环境影响、施工成本等各方 面指标综合分析得出破坏性等级决定的。 为了不影响市民的日常生活和工作，保 障交通安全畅通和市容整洁又不使城市 道路、历史遗产、自然保护区等遭到较 大破坏，笔者对铺管线路可破坏性等级 进行了划分，破坏道路时社会综合成本 由上至下逐级减小。 一级：横穿快速路、主干道繁华 地段、 铁路、 机场跑道；穿越河流、 不可恢复和不易搬迁的文物古迹、 高 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 层建筑、 大型雕塑等； 二级：横穿主干道；穿越池塘、 一般性建筑物、环境风貌保护区、历史 文化保护区等； 三级：横穿次干路、市区主要步 行街；在现有重力管线轴线之下铺设； 埋设深度大于 8m； 四级：横穿支路；市内商业区、 广场等； 五级：穿越小街巷、 人行道； 沿市区快速路，主、次干路；埋设深度 大于 5m； 六级：沿支路、 花基绿化带、 人行道； 靠近市内居民区、学校、医 院、企事业单位等； 七级：市区建筑工地内； 对周 边交通环境、市民日常生活影响较小处； 郊区人、 车流量较小处。 从社会整体发展和建立和谐社会 的角度出发，为了降低社会综合成本把 对社会环境和交通的影响降到最低。建 议在非开挖施工技术可实施的情况下， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 前五级应采用定向钻技术进行施工。 三、技术可行性分析与经济评价 定向钻作为一门新的工艺技术在 城市管道建设工程中有着得天独厚的优 势， 但是作为一门新方法必然有其承 载的基础条件。在此笔者提出了建立施 工可行性分析表这个概念，通过对施工 成本、工程条件、 施工环境条件、 地 下障碍物影响和施工风险等几个因子进 行差异权重评分，累计求和的定量分析 方式来合理评价是否采用定向钻技术进 行施工（见表 1） 。 注: 1.各单项评价指标的总分都为 100 分； 2. 其中（Ad、d、Cd、Dd、Ed） 、 （Aj、Bj、Cj、Dj、Ej ）和 （An、Bn、Cn 、Dn 、En）分别为定向 钻施工技术、顶管施工技术和明挖法施 工技术各单项的对应权重，其权重具体 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 分配可根据实际情况进行调节，但必须 满足权重总和为 1 不变（由于施工成本 为主要考虑因素，其所占权重应较重， 一般取 0.7） ； 施工成本主要是由直接成本、间 接成本和社会成本三部分组成。施工成 本是进行施工方案选择最直观的依据， 下面对施工成本的计算不是对各项施工 费用的简单求和。而是将通过对环境、 交通、 道路修复等方面的影响进行综 合分析， 同时将各种施工技术进行对 比， 根据具体工程条件的侧重点对各 种负效应提出相应权重，然后进行计算 分析。 综合成本直接成本A 间接 成本B 社会成本C A、B、C 的选取以可破坏性等 级和对交通、环境的影响为指标。 （一 般全过路工程 A 取 05、B 取 035、C 取 015）通过图 3 对比分 析的方法进行各种施工工艺的成本比较 （直接成本） 。在成本比较中，我们以 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 明挖法的施工成本为基准（100） 。在 考虑综合成本的基础上，为了减小管线 工程施工时居民日常生活的干扰，建议 大力推广和应用定向钻技术施工技术， 当存在下述条件之一时，应首先考虑采 用定向钻施工工艺进行地下管线的施工： （1）穿越市中心交通主干道及 交通繁忙交叉口的；（2） 新建竣工、 扩建或改建竣工后五年内或者大修竣工 后三年内的城市道路；（3） 次干道等 管线全过路工程；（4）在不稳定地层 中和高层建筑的附近；（5） 交通繁忙 及商业网点集中的路段；（6） 河流、 湖泊等区域。 四、竣工管线的测绘和验收、评 价 1、管线测绘 在定向钻施工过程中进行定向钻 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 轨迹实时监控和对竣工后的管线进行测 绘可以方便规划管理部门对城市管网进 行综合规划。在定向钻施工过程中施工 单位需根据探测仪所测得的实时数据， 绘制出管线轨迹图。 在工程竣工后将 所绘管线图上交设计单位， 并配合相 关部门所指定的测绘机构对竣工后的管 线进行再次测量。若测绘机构所测得的 数据与施工单位所绘制的管线图有出入， 以测绘机构的数据为最终数据。最后根 据测绘部门的数据绘制相关图表并送交 相关部门立案、建档。 2、管线竣工验收与评价 对采用定向钻技术铺设的管线进 行竣工后的验收、评价是保证工程质量 的一项重要措施。 这种验收、 评价需 要在此工地工作的工程师配合下进行， 通过验收、 评价确保新的管线铺设没 有影响原有的地下管线和道路结构。 另外， 按照各行业的标准对新铺设的 管线进行测试还能发现和处理其存在的 一些质量问题，以避免影响正常使用和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 增加维修费用。 五、结束语 近几年来，定向钻技术的推广和 应用虽已有了长足的进步，但在整个城 市地下管线