集中供热工程中非开挖定向穿越技术的运用实践探微

阿拉木沙

摘 要：在集中供热工程中采用非开挖定向穿越技术，能够大大改善集中供热工程的施工方式，降低施工难度，节约施工成本。文章主要根据国内一项集中供热工程的实例，从多个角度分析了非开挖定向穿越技术在工程中的作用，以及施工中需要注意的安全事项。

关键词：集中供热工程；非开挖定向穿越技术；实践探究

前言

在2011年，该发电公司通过3？鄢330mw机组所提供的改造技术，优化了企业内部集中供热技术，同时替代了其余三家与之竞争的集中供热企业。企业在进行集中工程施工时，采取了非开挖定向穿越技术，让供热管道成功穿越了多条城市街道和河流，改变了传统供热管道架设方式，解决了传统施工中的难题，从而满足了城市供热的需求。

1 企业定向穿越城市河道集中供热工程的概况

在这里穿越城市河道所采用的地埋管是管芯为Φ313？鄢8.34的无缝钢管；钢管外套则采用的是Φ680？鄢12的常用钢管外套；地面的弯曲接头的尺寸为Φ1431？鄢23和Φ810？鄢10。该工程的全线总长200m。

2 定向穿越城市河道供热工程的施工流程

此项工程的施工流程大致可分为三个部分，即：钻导向孔、回拖和管道顶进。

2.1 放线测量

在进行正式施工之前，应该根据设计交底和施工图纸给出的信息确定钻及控制线以及钻机设备摆放的位置，从而保证钻机中心线与入土点和出土点在一条直线上。

2.2 施工场地平面的设计

2.2.1 钻机场地施工作业以及钻机进场通道。在河道两旁使用推土机将钻机场地压实，然后在压实区域铺设0.2m厚的碎石，这个场地即可当做钻机的作业平台。钻机进场通道要使用推土机碾平压实约5m宽的场地，然后铺设0.2m厚的碎石即可当做钻机进出场的通道。

2.2.2 地锚坑以及排浆池的设计。通过使用挖砌的方式，修建了尺寸在45m？鄢45m，深度为1.7m的泥浆池，并且在池内进行铺土作业。

这里要注意，一定要保证地锚坑的中心线要在穿越主管道的中心线上，地锚坑的尺寸大小应该合适，该工程的地锚坑尺寸为6.2m？鄢2.8m？鄢1.7m。在修建泥浆池和地锚坑时，一定要注意修建的坡度。

2.3 定向钻托管施工

2.3.1 钻机配套设备提前就位。在钻机进入施工场地之前，相应的配套设备就应该提前就位，当钻机进入施工平台之后就应该在最短时间内将钻机与配套设备连接起来，并进行运转测试，保证配套设备与钻机工作的正常。

2.3.2 测量控制参数。按照工程施工的技术指导，标定钻机的控制参数。同时还应该保证每个参数的准确性。想要确保控制参数的准确性，就应该在钻管中心管线的不同位置进行测量，每一个位置的测量次数不能少于三次。

2.3.3 钻导向孔。导向孔的钻进质量是整个定向钻施工的关键环节，此工程当中使用的是Vermeer D140？鄢170的水平定向钻机。相应的钻具包括了4.5的普通钻头、造斜鸭嘴板和S-125钻杆，在施工过程中应该根据工程的实际情况，灵活调整配套钻具。

控向是钻孔中的关键环节，其精度将直接影响到供暖主管的穿越。在开钻之前，钻机操作人员应该重视每一个环节，每钻进五米就应该校正一次钻头的方向，如果施工条件较为恶劣，那么校正次数应该随之增加，从而保证钻向的精度，同时钻孔的角度还应该符合设计的曲线。钻进操作人员在钻孔之前应该从各个角度分析各项参数，让参数与技术互相配合钻出符合工程要求的导向孔，在钻孔过程中应该随时参照当地的地质资料和钻孔机仪表参数，分析钻孔目前的情况，从而降低出土点与设计出土点的差异，保证导向孔的质量。导向孔作业完成之后，应该换下当前的钻头，换上回扩钻头，进行回扩作业。在钻进过程中，操作人员应该随时做好施工的各项记录，记录的内容包括了钻进时间、轴线角度、扭矩、钻向误差、出土点差异度等。

2.3.4 逐步扩张。此次工程使用的是凹槽式扩张器来对钻孔进行扩张。扩张过程主要分为四次，即：Φ500一次、Φ700一次、Φ900扩一次，然后再使用Φ1000的扩孔器来进行带管。为了保障管道能够顺利通过河道中的砂层，在托管的过程中，应该保持泥浆输送的正常。

2.3.5 供热管线回拖。供热管线回拖是定向施工最后的一个环节，这也是最为关键的一步。在回拖过程中，应该随时保持泥浆池内的液面高于钻孔的标高值。

3 非开挖定向穿越技术在集中供热工程中应该注意的事项

3.1 非开挖定向穿越管道的入土角度

管道入土角度是指钻杆与地平面的夹角，这个角度是由管道穿越距离、管径和钻孔深度来确定的。例如，此工程采用的是Φ680？鄢12的管道外套，当地的水利部门要求沉管的中心线距离地面13m，经过科学的计算管道的允许曲率半径为820m，即每7.1m的变化率就可以达到1%，因此管道入土的角度應该为14°，但是此工程在施工过程中受到河道的限制，无法将钻杆最大化的延长，因此则采用了将钻机下沉3.5m的方式，减小钻杆的切入角度，从而让钻孔施工的深度和钢管曲率符合设计要求。

3.2 非开挖定向穿越管道的深度

在管道正式钻孔穿越之前，除了要了解当地地质状况、收集相关资料以外，施工单位还应该组织人员进行现场勘查，了解施工场地周围是否有阻碍施工的因素。为了防止以后各项施工损坏管道，穿越管道的埋设应该在河底或地底标高的四米以下。

3.3 管道补偿方式

供热管道在过河过程中，在管道的中段设置了固定直接，采用了较为自然的补偿方式。应该尽量避免使用波纹管补偿方式。

3.4 管道内的支架设置

3.4.1 固定支座。由于供热主管道外部支座的表面温度在一般情况下都比较高，在高温的效果下外套管的防腐效果将受到最为直接的影响，甚至可能导致外套管的防腐层出现脱落，从而出现管道侵蚀现象，大大缩短了管道使用的寿命。因此，为了防止这种现象的出现，在管道中段设置支座的同时，还应该尽量降低热桥的传递效果，并将外表温度控制在60°以下。

3.4.2 滑动支座。滑动支座自身应该具有一定的强度，能够承受管道的自重，同时采用高效隔热管来避免热桥效应的出现。在供热管道生产之时，应该根据管道热膨胀的特点，来设置相应的反向偏装（60%的热伸缩量）。

3.4.3 导向支座。为了防止因管道热膨胀而出现的管道卡阻现象，管道外保护套与导向支座之间的连接点应该采取倒角处理措施，从而保障钢管在轴向上能够自由的活动。

3.4.4 管材的选择。考虑管道在埋设后就无法进行维修，在管道选择阶段，就应该增强管道质量的控制力度，内工作的钢管应该采用GB/T8236-2010流体无缝管，外套管则应该采用双面埋弧螺旋焊管，在钢管使用的过程中则应该严格按照相关的施工指标。

4 结束语

随着国家政府低能减排政策的推广，城市集中供热得到了全面发展的机会，非开挖定向穿越技术能够为企业减少一大笔施工成本，此外，还不会对城市的环境造成破坏，这项技术具有较高的社会效益。

参考文献

[1]季为军.非开挖定向穿越技术在集中供热工程中的应用[J].区域供热，2011，5.

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[3]刘海龙.油气管道水平定向钻穿越大中型河流技术的研究[D].中国地质大学（北京），2012.