关于出入土点高差较大的定向钻穿越方法的探讨

周海洋(中国石油天然气管道局第三工程分公司 河南 中牟 451450)

一、前言

定向钻是非开挖技术中一种常见的施工工艺，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，适应于软土到硬岩多种土壤条件及复杂地形施工。通常情况下，设计穿越的管线出入土点位于同一高程或者相差不大，定向钻施工时泥浆能够在孔内均匀分布，施工容易控制，回拖过程中由于泥浆产生的浮力及其自身的润滑作用，能够很好的保护管道防腐层，确保防腐管质量。然而在现实施工中，由于受复杂的施工环境及地势等地理条件限制，定向钻穿越的出入土点并不在同一高程上，经常出现穿越的出入土点高差过大的情况。

出入土点高差过大会给施工带来很大风险。

其一，高程低的一侧泥浆压力过大，有可能出现冒浆现象，泥浆泵压力过大也给扩孔、洗孔带来不便；

其二，孔内泥浆分部不均匀，较高的一侧泥浆含量少，在回拖过程中管道无法悬浮在孔内，管底和孔壁发生硬性摩擦，导致管道防腐层刮伤引发质量问题。

二、施工方法简介

1.现场勘察工艺

（1）首先对施工工程已有相关资料进行查阅，认真研究图纸，确定出入土点高差。此外，还要检查工地的进场路径、穿越地质条件、地表地形、有无障碍物、地下管线分布、交通状况、跟踪定位系统的干扰源(如铁轨、埋地电缆等)、供水条件等情况。

（2）详细查看施工图纸中有关参数，如：开孔倾角、最小深度、最小造斜距离等。

（3）与其它公用管线公司联系，让其对地下现有管线进行定位并做上标记。

2.钻进轨迹设计

导向是定向钻穿越成功与否的关键，在施工过程中务必严格控制，确保导向曲线平滑，符合曲率半径要求。尤其在地势较高的一侧，曲率半径应该够大可以保证回拖时预制管所受阻力较小，保证回拖能够顺利进行，

3.挡墙制作

为了更好的控制导向、钻孔及洗孔等一系列工序，通常将入土点设置在地势较低的一侧。为了防止在施工过程中泥浆由于自身重力而回流，在入土点钻孔周围设置一道混凝土挡墙。挡墙的大小和厚度可根据出入土点两侧的高差及扩孔器的最大尺寸确定。

以DN300的扩孔器尺寸及10米高差为例，挡墙通常设置为2m*2m*0.5m，即可起到较好的封堵作用。挡墙中间以塑料管进行孔洞预留，预留的孔洞为钻杆旋转空隙，大小与钻杆直径吻合，孔洞两侧以膨润土编织袋封堵，以油麻辅助，可以起到更好的防止泥浆回流效果。

由于挡墙的制作与安装后，整个定向钻施工过程中都处于封闭状态，因此，在更换扩孔器时，只能选择在出土点更换。

4.各施工过程泥浆性能调整

（1）斜孔段：泥浆的流动性能要好，结构性要强，保证钻屑携带和孔眼清洁；控制泥浆的失水，防止塌孔。需增大固壁剂、降失水剂含量。

（2）水平孔段：要及时提高润滑剂剂量，适当降低粘度和切力，保证泥浆的流变性能良好，使钻屑顺利返出地面；增强泥浆的润滑性，减小钻机旋转及推进阻力。

（3）扩孔段：增强泥浆的造壁性能，防止孔壁塌陷；需增大固壁剂、降失水剂剂量。

（4）回拖段：提高泥浆的润滑性，降低摩擦阻力，增强携屑效果；需提高润滑剂量。

5.防腐层保护

由于孔内泥浆分部不均匀，管道回拖时在地势较高的一侧缺少泥浆浮力，会出现管道硬性拖地的情况，造成噶U能到防腐层刮伤。必须对管道防腐层做好防护措施。通常情况下使用比主管道稍大的PE管套进行保护，回拖前将PE套管安装在主管道外，管道前端在PE管和主管道上同时钻孔用螺丝固定，管道后端在主管道上焊接一块直径较大，强度够大的钢板作为盲板，以防止PE管与主管道脱离，该方法可有效保护管道防腐层。安装示意图如下：

PE套管的安装是对混凝土挡墙措施的有效补充，PE套管安装在预制管外层，防止预制管直接接触孔壁，此方法可以更好的保护管道防腐层不受刮伤。

三、结论与展望

本文在现有的定向钻施工基础上，结合实际，总结经验，针对出入土点高差较大的定向钻穿越，创新性的采取了混凝土挡墙的切实有效措施，防止泥浆回流，确保泥浆能够在孔内均匀分部，防止预制管与孔壁硬性接触，同时，为预制管增加PE套管防止回拖过程中预制管发生硬性摩擦，更好的保护管道防腐层。在保证质量的前提下顺利完成了管道回拖。

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