浅谈关于定向钻管道试回拖技术的应用

佛山市三水燃气安全技术部 广东佛山 528100

摘要：定向钻管道敷设后维修难度较高，在回拖管道前进行试回拖，确定质量可控后方可进行正式的回拖作业，是保障定向钻敷设管道质量的一个有力措施。本文从试回拖的定义、意义、回拖范围、具体实施方案及推广应用等方面论证定向钻管道试回拖方案的可行性。

关键词：试回拖；轨迹线；清孔；泥浆配比；电火花检测

0 引言

目前燃气管道敷设方式主要分为直埋开挖敷设及非开挖敷设两种。在管道经过城市道路、河流水沟、山坡或现场管位紧张的路由时，直埋敷设难度非常高。而非开挖施工作为直埋开挖的补充，作为一种非常规的管道敷设方式，因其不受施工场地的限制，在穿越道路、河流、山坡时，被广泛地使用。在目前燃气管道工程建设过程中，非开挖方式主要有以下几种：盾构、顶管、定向钻穿越。而定向钻穿越因其灵活性高、造价低、工期短、需要占用的施工面积较小、对环境影响较小等优势，在我司的燃气管道建设中被广泛应用，目前，我司的定向钻穿越管道约占总敷设长度的三分之一。

在进行定向钻非开挖施工时，集团内部某二级公司曾经发生DN500定向钻管道回拖完成后发现防腐漏点的问题，修复代价极其高。为此，集团曾发文要求在定向钻管道回拖前须进行试回拖，但并未有具体的实施方案。本文从试回拖的定义、意义、回拖范围、具体实施方案及推广应用等方面论证定向钻管道试回拖方案的可行性。

1 试回拖的定义

所谓的定向钻管道试回拖，顾名思义就是实施定向钻施工作业时，在完成导向钻进、扩孔、清孔等步骤后，实施正式回拖管道前，先试拖一到三根同类型的管道，试拖完成后对管道的刮伤情况、椭圆度等进行检查，在确定试拖管道的质量满足相关的规范要求之后，才开始回拖正式的管道。

2 定向钻管道试回拖的意义

随着我司工程建设的发展，在建及运行中的定向钻穿越管道也在逐年不断增加。运行中的定向钻管道，因其埋深较深、地表环境复杂，对其进行日常检测、维护极其困难甚至并不具备检测、维护性。所以定向钻的管道敷设质量显得特别重要。在回拖管道前先进行试回拖，确定质量可控后方可进行正式的回拖作业，是保障定向钻敷设管道质量的一个有力措施。

3 试回拖范围

经过我司多年的工程建设经验，结合集团文件要求，确立了需要进行试回拖的范围：对于管径较大（PE管≥de200、钢管≥DN200）或穿越平面长度≥200m或地形复杂的定向钻工程，应进行试回拖。

4 试回拖方案具体实施细则

4.1试回拖管道长度

在过去的两个多月里，在云东海街道碧云路等工地上进行了数次的试回拖试验。理论结合实际，根据不同的材质、管径、非开挖轨迹的地质情况、定向穿越的管道长度等要素，确定了各种情况下的试回拖长度，详见下表：

4.2试回拖实施过程注意事项

试回拖的质量关键控制节点包括以下几点：轨迹线的复核（曲线段曲率半径的确定、出入土角度的复核）、导向扩孔清孔记录的复核、扩孔直径的控制、泥浆配制、钻机拉力扭力的分析与记录等。

4.2.1轨迹线的复核

打导向时每钻杆进行拍照并详细记录深度及水平位置，试回拖前通过对导向记录及照片的核对，确认轨迹线复核设计要求（在误差允许范围内：水平误差50cm/垂直误差1m），曲线段曲率半径不宜小于1500D（D为管道外径）且不得小于1200D。入土角宜为8°～18°，出土角宜为：4°～12°。曲率半径太小，使得回拖拉力加大，容易刮伤管道。出入土角度太大，容易造成试拖管道在入土或出土抽离空洞时刮伤，导致试拖结果不客观。

轨迹线的质量是回拖质量的基础，应通过控制曲率半径及出入土角度，将其质量控制好，从源头上保证回拖的顺利进行。

4.2.2导向扩孔清孔记录的复核

导向扩孔、清孔的质量直接影响回拖质量。扩孔时，通过对各部位扭矩及回拉力的分析，结合地质勘探资料，从而确定扩孔的孔径大小（宜为1.5～2倍）及泥浆配比（钻进液比重宜为：1.15g/cm3～1.2g/cm3）。孔径太小容易刮伤管道，太大浪费材料的同时容易造成地面塌陷且不利于轨迹成孔。扩孔完成后，应根据现场实际清孔进行两到三遍的清孔，以使孔道润滑顺畅。

4.2.3泥浆配比控制

泥浆有利于成孔质量及回拖时对管道起润滑、托举的保护作用。液粘度的现场测量宜用马氏漏斗，每2h测量一次。普通地层的失水量宜控制在10ml/30min～15ml/30min，水敏性易坍塌和松散地层失水量宜控制在5ml/30min以下。失水量应采用标准的气压式失水量仪测定。比重应控制在1.15g/cm3～1.2g/cm3，现场可用标准泥浆比重计和比重秤进行测试。pH值应控制在8～10之间。泥浆的粘度不足，上部碎石容易掉进孔洞里，拖管时刮伤管道。

序号 材质 管径（mm） 地质 一般土质 长度L（m） 试回拖长度（m）

强风化

中风化

微风化

1 PE管 De160 一般土質 200≤L<300 12

2 强风化 200≤L<300 12

3 300≤L<400 24

4 中、微风化 200≤L<300 24

5 300≤L<400 24

6 De200 一般土质 L<300 12

7 300≤L<400 24

8 强、中化 L<300 24

9 300≤L<400 36

10 微风化 L<300 36

11 300≤L<400 36

12 De315 一般土质 L<300 24

13 300≤L<400 36

14 强、中、微风化 L<300 36

15 300≤L<400 36

16 钢管 DN≤150 一般土质 200≤L<300 12

17 L≥300 24

18 強、中、微风化 L≥200 24

19 DN200 一般土质 L<200 12

20 200≤L<400 24

21 L≥400 36

22 强、中化 L<200 24

23 L≥200 36

24 微风化 所有长度 36

25 DN≥300 一般土质 L<200 24

26 L≥200 36

27 强、中、微风化 所有长度 36

4.2.4钻机拉力扭力的分析与记录

表一 工序质量检查评定表

在确认轨迹线质量满足要求，扩孔清孔达到要求且泥浆配制合理之后，就可以实施试回拖作业了。在实施的过程中，应详细记录并分析扭力、拉力的变化。在试拖管道完成后，通过对试拖时扭力及拉力变化的分析，可以判断出地质最不利点，以便在该处对管道采取相应的保护措施。

4.3试回拖完成后的检查方法

试回拖完成后，应对试拖管道的刮伤情况及不圆度进行检查。检查结果填写在“工序质量评定表”（表一）上，确认质量可控后方可进行正式回拖。

4.3.1刮伤情况检查：

分为外观检查和仪器检查。外观检查主要检查其表面刮伤深度：不应超过管材壁厚的10%。刮伤深度检查合格后，3PE钢管除仍须用电火花检漏仪逐根连续检测，检漏仪探头移动速度不超过0.3m/s，在检漏电压下以不打电火花为合格。检测电压为：防腐成品管（25 KV）；补口处、每个补伤处（15KV）。

4.3.2不圆度检查

不圆度检查：通过对最大外径及最小外径的检查结果进行对比，判断其不圆度是否满足要求。（DE90≯1.8；DE110≯2.2；DE160≯3.2；DE200≯4.0；DE225≯4.5；DE250≯5.0；DE315≯11.1mm）

4.4试回拖效果分析及处理措施

试回拖质量合格时，可以进行下一步的正式回拖作业。当试回拖管道质量不合格时，应根据具体情况采取改进泥浆配比、增大扩孔直径、增加清孔次数等措施。当仍不奏效时，可以对管道采取外加upvc套管、增加牺牲热缩套保护、光固化保护等措施，已确保管道质量。

4.5试回拖完成后管道的处理

进行试回拖的管道不可再用于非开挖，试回拖质量合格时，其管道可用于直埋敷设；当椭圆度不能满足要求时，该管材不能继续使用；椭圆度满足要求，PE管刮伤不符合要求时，将刮伤部门切除后，剩余管道用于直埋，钢管防腐层刮伤时，按要求修复后使用（对于≯30mm的损伤，用补伤片修补，对于大于30mm的损伤，还应在修补处包覆一条热缩带，包覆宽度应比补伤片的两边至少各大50mm。）

5 试回拖工艺的推广应用及工程实例

目前该工艺已补充进我司技术文件---《ssgas-aj-wi-b03城镇燃气设计施工技术规定》，该文件已上传文控系统并经各相关领导审核通过。试回拖工艺已于今年10月份开始实施，12月中旬在碧云路工地实施试回拖作业时，发现试回拖管道存在严重刮伤，具体如下图：

试回拖管道被刮伤后，工程管理部立即上报安全技术部并组织相关单位人员到施工现场对该管道及施工现场的导向、扩孔、清孔记录及泥浆配比情况进行检查分析，最后决定将原有孔道再扩两级，扩到直径650mm后再重新试拖。合格后进行正式回拖。

若无试回拖这个步骤，刮伤如此严重的3PE钢管埋设在国道旁的山头地下，后果难以预料。

6 总结

经理论分析及施工现场实践验证，试回拖工序能及时监控定向钻回拖时的质量情况并提前预知定向钻轨迹的最不利质量点。通过对试回拖管道质量的检查，及时采取相应的保护管道的措施，能确保正式管道的质量安全。试回拖是保证定向钻施工质量的一个重要措施。

作者简介：

曾金发，1985年7月，男，城镇燃气助理工程师，佛山市三水燃气有限公司，燃气技术管理。