胡炜寒
中国葛洲坝集团电力有限责任公司 湖北宜昌 443000
【摘要】近年来，随着国家对清洁能源重视，天然气能源得到快速发展。在城镇天然管网工程施工过程中，大型河流穿越时可选择定向钻穿越河道施工技术，这类技术的破坏面积比较小、精度高的特点，并且具有安全性和环保性等优势，因此获取广泛应用。本文论述了城镇天然管网工程施工中，定向钻穿越河道施工技术的应用，进一步提升城镇天然管网工程施工质量。
关键词：城镇天然管网；工程施工；定向钻穿越河道施工技术
我国工程技术水平不断提升，定向钻穿越河道施工技术也不断发展。施工前，施工单位需要不断优化定向钻穿越河道施工方案；在施工过程中，严格依据水平定向钻设计的轨迹施工，保障穿越管道通过障碍物；同时，施工单位需要利用控向系统，利用扩孔和回拖注浆等工艺，优化穿越效果，提升城镇天然管网工程施工质量。
一、城镇天然管网工程施工定向钻穿越河道施工准备
（一）地质勘探和地下管道探测
在施工之前，邀请地质勘探企业勘探沿线的地质情况，加密勘探地质变化过大的区域，制定地质勘探报告。在金属管道探测过程中需要利用管线探测仪，在非金属管道探测过程中利用探地雷达，确定施工现场管线实际情况，避免在定向钻穿越河道施工过程中破坏第三方管道。【1】
（二）准备施工机具和设备
根据地质探勘实际情况，编制针对性的施工方案，按要求准备定向钻穿越河道施工的机具和设备。根据工程穿越区域的地质、管径和进场土质情况，如果现场不利于轮式设备进场，施工单位可选择履带式钻机，为了提高钻进过程的可靠性，需要选择优质合金钢钻杆，钻杆曲率半径应比较小。
二、施工控制要点
（一）合理选择施工措施
结合施工现场的地质情况合理选择施工技术，及时调整设备入土和出土的角度，根据施工现场环境和管道外径、长度等特点，合理选择钻具。如果在施工过程中遇到坚硬岩石，需要选用岩石扩孔器，这类设备具有3个左右的牙轮钻头，并在钻头中间布置水眼，可以利用牙轮切削各类岩石，在钻进过程中可以水眼清洗和润滑牙轮。
如果在入土点部位遇到圆砾层时，施工人员可以利用套管隔离，在钻杆轴线的部位，利用挖掘机挖掘基坑，将钢套管短节埋入基坑中，再利用夯管锤不断锤击套管。如果套管距离较长，在锤击之后，可以接长套到基岩部分，在基岩中击入套管，工作人员可以利用螺旋取土器将套管中的土和卵石取出来，在根据程序落实调校工作。在工程施工过程中，施工单位利用套管隔离的方式完成入土点施工，降低了入土点的成孔难度，顺利落实后续定向施工工作。
安装调试了所有设备之后，同时需要配置泥浆，利用钻进落实试钻工作，在试钻过程中，工作人员需要确定钻杆折角，实时跟踪测量钻杆折角，并且需要记录好测量结果。在穿越曲线当中，每隔3m需要设置数据控制点，每钻进1m需要记录钻头位置，这样有利于控制导向孔的钻进过程。【2】
（二）控制防腐层质量
在管道中涂抹环氧粉末，在加入挤压聚乙烯，加强防腐层性能，控制防腐层厚度在3mm左右。注重定向钻穿越防腐层的外防护。在城镇燃气管网工程中需要设置环氧玻璃钢防护层，加强保护防腐层。聚乙烯防腐层缺乏抗划伤能力，利用环氧玻璃钢防护层，可以使防腐层的完整性，使管道的抗划伤能力和耐磨性因此提升。
在穿越管段补口利用环氧混凝土涂料作为外防护层，在外防护层结构中利用双层熔结环氧粉末和环氧混凝土涂料，施工单位需要控制双层熔结环氧粉末厚度在1mm左右。在硬质地质条件中，防腐层可能会发生破损，因此可以在双层熔结环氧粉末外侧增加环氧混凝土涂料，提高二者的粘结程度，可以使外保护层的完整性因此提升。
（三）控制焊缝质量
在检测穿越段钢管焊缝的过程中，工作人员需要利用超声波检测技术和射线检测技术等，如果发现了焊缝中存在裂纹，工作人员需要及时切除。如果焊缝中出现了非裂纹性缺陷，施工单位可以直接返修，同时需满足焊接工艺的规程。同一焊缝，施工单位需要控制返修次数在2次以内，而且根部部位只能返修一次，根据原规程实施检修。
（四）控制管道回拖
在管道回拖过程中，为了避免破坏管道，施工单位可以发送沟漂白管，在送管阶段利用发送架和吊机，避免管道接触地面。在入孔之前，需要润滑处理管道和地面接触的部位。
根据地层变化转变泥浆配比，在回拖过程中需要合理配置泥浆配比，合理选用添加剂，严格控制泥浆的粘度和压力等，保障泥浆的流变性，使其具有较强的携带钻屑能力。同时需要控制摩擦系数，保障整体润滑性能，顺利落实回拖工作。如果城镇燃气管网工程中存在圆砾层和岩卵石层，地层之间缺乏胶结，孔壁很容易发生塌陷问题，此外还会出现埋挤和卡钻等问题，因此在泥浆配配比过程中，需要提高泥浆的粘度。
为了顺利回拖天然气管道，在管道回拖之前，施工单位需要全面检查和维修保养钻机、钻头、钻杆等设备，保障钻机和动力传动系统的性能，维护运转工作的可靠性。保持泥浆泵循环系统的通畅性，满足回拖管道的工作需求。探伤检查钻杆和切割刀等钻具，确定钻具是否出现了龟裂问题，钻具强度要满足管道回拖工作续需求。
在管道回头之前，施工单位需要开挖发送沟，在回拖阶段，在自重作用下，管道在自然弹性弯曲的作用下，可以进入到发送沟当中，管道回拖阻力因此降低。在回拖过程中，为了保障管道的稳定性，施工单位可以将水注入到发送沟当中，在注水之前，施工单位需要检查发送沟中是否存在石子等，控制水面高度在回拖管道直径的2/3部位，这样可以有效悬浮管道，降低管道回拖的阻力。
施工单位需要根据穿越管道外直径的1.3倍选用扩孔器的直径，在扩孔处理之后，连接扩孔器和管道之后，再落实管道回拖工作。在回拖过程中工作人员要迅速的连接，避免钻具长时间滞留在孔内，利用泥浆在孔壁设置泥皮，进一步提升孔壁的稳定性，保障穿越成孔的圆滑性，避免漏失泥浆。在回拖过程中为了保护已焊的管道，施工单位需要检查防腐层外观和漏电情况，确定防腐层是否发生破损，利用柔软物品遮盖管道，避免因为暴晒加快防腐层的老化。在管道回拖之前，需要利用电火花检测仪检测管道，及时修补损伤部位。
在管道回拖过程中，施工单位需要监控回拖力和扭矩等工艺参数，确定回拖的轨迹，保证可以一次性完成回拖工作，控制回拖时间在4h以内。完成扩孔工作之后，施工单位需要全面检查回拖的管道，保障孔内的整洁性，避免产生大角度台阶，全面检查之后，根据施工现场的实际情况在发送沟回拖管道。
（五）泥浆配比
膨润土是泥浆主要材料，泥浆配方关系到城镇燃气管网工程定向钻穿越河道施工效果，施工单位需要结合扩孔和导向土壤以及地质情况确定泥浆配方。在施工过程中土质界面不够清晰，可能会混合多种土质，因此施工单位需要根据实际情况配置泥浆。
（六）通球测经和阴极保护
完成管道回拖工作之后，施工单位通过管道通球测经检测管道椭圆度。因为在城镇燃气管网工程中钻出土点和入土点等部位设置两组镁阳极包，为了检测防腐效果，需要在出土点和入土点设置测试桩。
结束语
在科技发展过程中，天然气管道水平定向钻穿越设计和施工技术不断完善。本文论述了城镇燃气管网工程定向钻穿越河道施工技术，保障定向钻施工设计的科学性，在天然气管道铺设过程中广泛利用这项技术，可有效提升非开挖管道铺设工程的质量。
参考文献：
[1]袁清,崔恩怀,姜兆巍,高然. 城镇燃气企业应对天然气能量计量计价的措施[J]. 煤气与热力,2019,39(11):19-21+45.
[2]汪小蕾. 基于集成式SCADA系统的城镇燃气管网动态分级智慧运维[J]. 质量技术监督研究,2019,(04):25-28+43.