前言
城市燃气管道建设工程的持续发展，加快了城市化建设的整体进程，城市地下燃气管道纵横交错，在地面建筑规模不断扩大的同时，传统的管道施工安装技术对建筑、交通以及植被等基础建设带来了不良影响，难以保障社会生产以及日常生活的便利性。城市燃气管道施工成本不断提高，扩大了定向穿越施工技术的涉及范围，通过对定向穿越施工技术的灵活运用，不仅能够达到节约成本的目的，还能够采用简易性的技术工艺与操作方法，在顺应时代革新趋势的同时，满足城市发展对燃气管道基础设施建设的需求。
1城市燃气管道定向穿越施工技术的应用要点
1.1加强对施工操作过程当中的细节管理
在通常情况下实施城市燃气管道定向穿越施工操作的过程中，需要对细节管理工作予以高度的重视，其中主要包含了穿越设计轨迹当中最大程度精确钻取导向孔的设置、扩孔与管道回拖等方面的施工内容，同时还包含了轨道线路设计、实地勘察、工法井施工、预扩孔施工以及导向孔施工等方面的操作，并且还需要在工程的施工后期阶段，通过对砌筑井的检查，实现对施工细节的全面化分析。一方面，需要对导向孔施工进行管理，并通过对钻机的调整，使其能够与导向孔处于同一直线，并严格的按照轨迹设计方案的要求，保障钻机倾角以及入射深度调整作业的合理性。
1.2发挥定向穿越轨迹设计工作的重要作用
穿越轨迹设计工作属于城市燃气管道定向穿越施工过程中的核心内容，并对管道施工作业的顺利运行带来了重要的指导作用，这就要求相关建设部门能够对轨道设计工作予以高度的重视。首先，需要及时的对穿越地层的实际情况进行确定，虽然城市燃气管道定向穿越施工技术对于不同类型的地层条件具有较强的适应性，但在实际的使用过程中还需要对其予以相应的调整，并在改进轨道设计情况之后才可以实施穿越施工操作。然而，并不是所有的地层条件都适合城市燃气管道定向穿越施工技术的使用，当地层当中含有大量的孤石以及障碍物时，则需要针对地质勘察反馈报告当中的具体情况进行分析，及时的确定实用性较强的穿越断面，避免在投入较高成本和精力的基础上，难以推动定向穿越效果顺利达标。其次，还需要对地下现有的管线间距进行充分考虑，由于定向穿越管道属于埋地类型的管道设施，应将其与地下管线的之间的距离保持在城镇燃气设计规范GB50028规定的埋地燃气管与相邻管之间的距离以上，并以垂直净距要求进行布设；实际设计施工过程中，应根据不同的土质适当增加相应的水平及垂直间距。最后，还需要对出入土角进行确定。当入土角过小时，则会导致实际的覆土深度较浅，若此时的土地质量较为松软时，会由于出现钻头翘起等情况，进而导致其偏离了预定的钻进入土角设定；而对于较大的入土角来说，则会导致管道的掩埋深度较大，进而为后续的施工作业带来了相应的难度。在一般情况下，需要将PE管入土角控制在8°～30°之间，以钢管材料为主的入土角需要保持在8°～18°。另外，为了确保托管入洞等操作程序的顺利进行，PE管需要选择4°～20°的出土角，钢管则需要选择4°～12°的出土角。不仅如此，还需要针对曲率半径进行全面化掌控，随着管道曲率半径的逐渐增大，其自身所受到的弯曲应力较小，同时管道回回拖阻力也随之减小。按照行业推荐标准，若使用的管道为PE管时，其最小的曲率半径需要大于500D，但在实际施工过程中，根据实际情况，参考其他技术规程可适当减少至250~300D；若属于钢管材质时，则需要将曲率半径保持在1200D～1500D之间。与此同时，还需要及时的避免钻杆疲劳损坏等方面的问题，此时的曲率半径需要大于1200倍的钻杆外径。
2工程实例
2.1工程概况
某管道由南向北穿越，管径为Φ1016mm，设计压力为10MPa，管道穿越水平长度为1352.69m，穿越工程等级为大型。穿越地层岩性主要为：粉质黏土、卵石、强风化花岗岩及中风化花岗岩，最大岩石饱和单轴强度125MPa。软硬交替，地层节理裂隙发育，有多条横向裂隙且有破碎地带，地质条件较复杂。根据穿越的地质情况、施工工期及主管防腐层的保护等因素，在入土点投入一台600T主钻机，出土点投入一台350T辅助钻机，采用线路主管与光缆管分别穿越施工的方案，管道预制采用弹性敷设方式预制，回拖时利用发送沟发送整体回拖。
2.2施工难点及解决措施
在此次河流穿越施工过程中，出现了不少难点问题，主要是受区域地质环境、施工控向、施工设备及施工工艺等因素的影响。（1）施工控向。在钻导向孔时，通过采用PII控向软件和地面信标系统，精准布置磁场；在扩孔作业时，对扩孔器加装前后扶正器，防止长距离施工过程中扭矩突变导致钻杆摆动过大等问题，从而加强施工控向控制，防止穿越曲线偏移。（2）漏浆。对地层软硬交替、存在较大裂隙导致施工时泥浆漏失严重的问题，采取的措施有：①在主管导向前后进行4次水泥净浆封堵；②在不反浆状态下，对主管导向进行大开挖预埋套管施工；③在出土点的套管位置上焊接Φ1500的立管作为竖井，以降低钻孔泥浆压力，解决后期扩孔施工泥浆漏失问题及环境污染问题。（3）钻杆折断及塌孔。对由于地层裂隙发育、软硬交替，导致钻杆受力不均发生折断的情况，通过在入土点处大开挖及下打捞母锥的方式对断裂钻杆进行打捞。施工期间，由于长期降雨导致地下水位上涨，卵石层含水量激增，使得出土点套管底部出现强风化花岗岩遇水粉化的现象，进而引发塌孔。为解决塌孔问题，采用“套中管”方式穿越塌孔区域，并通过高压旋喷桩的方式对塌孔区域进行地质改良。针对地层复杂、岩石完整程度差导致的成孔困难，以及施工中时有落石导致定向钻回拖受阻的情况，通过以下措施解决：①改善泥浆性能，结合实际工程地质条件，配备该定向钻专用的膨润土，增加护壁能力；②采取返回拖的方式，重新洗孔、打捞后再施工；③在管线回拖之前，采用挤扩器检测钻孔成孔度，采用试回拖作业的方式对地层进行验证。（4）卡钻及钻具受损。由于强风化花岗岩硬度高、地层软硬交替，扩孔作业时多次出现卡钻现象，主要通过逐级洗孔，更换大直径岩石扩孔器以及超级牙轮扩孔器等施工钻具解决。此外，由于施工区域地层破碎、岩石硬度高，导致钻机及其辅助设备长时间运转、负载较大，钻具机具磨损严重，出现故障的几率增高的，现场对主要机具设备一备一用，同时将易损材料配备齐全。
结束语
定向钻穿越施工由于施工环境条件各异及涉及的施工技术种类多，影响施工的风险因素多，如何科学、合理地组织施工、降低施工风险对于工程的顺利实施十分重要。
参考文献：
[1]吴健辉.燃气管道定向穿越施工技术管理[J].建材与装饰,2019(03):35-37.
[2]黄俊文,周月明.市政燃气管道定向钻进穿越施工技术[J].建设研究,2019(05):63-64.
