聚乙烯燃气管道用于水平定向钻施工的质量控制

无锡华润燃气有限公司　孙文庆

聚乙烯燃气管道用于水平定向钻施工的质量控制

无锡华润燃气有限公司孙文庆

水平定向钻施工技术被广泛应用于城镇各类市政管道(线)工程建设，由于其施工过程的隐蔽性和不确定性以及运营后的维护难度极大，必须做好施工质量控制，以有效降低运行风险。文章介绍了聚乙烯燃气管道水平定向钻施工技术的设计、施工等阶段质量管理及控制措施。

聚乙烯燃气管道水平定向钻施工质量控制

水平定向钻施工技术已被广泛应用于城镇市政管道(线)工程，积累了许多规划设计、施工工艺及设备等方面的经验，但业内对其设计和施工过程的整体质量控制交流不多，各建设、设计、施工和监理单位等对水平定向钻施工的质量控制认识不一，重视程度也不同。随着水平定向钻施工技术应用范围逐步扩大，必须重视和做好水平定向钻施工的质量控制工作，以有效降低运行风险。

本文结合笔者的实践，主要针对中、低压燃气管道采用聚乙烯管道(简称PE燃气管道)用于水平定向钻施工的质量管理及控制措施进行探讨。

1　水平定向钻施工技术

水平定向钻施工技术是一种现代非开挖施工技术，其特点是技术含量高、工期短、造价高，主要用于穿越河流、公路、铁路、建筑物等障碍物铺设各种管道，在建(构)筑物密集、地下管道(线)错综复杂、地面交通繁忙的城镇较开挖沟槽埋设管道其优势突出，在燃气管道施工中得到了广泛应用。

2　设计阶段的质量控制

2.1地下建(构)筑物等勘察

城市经过几十年的建设和发展，各类地下建(构)筑物、管道(线)等数量庞大、错综复杂，城建档案管理部门、各产权、管理或使用单位所掌握的基础信息也存在缺失现象，地面的各类标识标志也不准确或丢失。埋深较浅的地下建(构)筑物、管道(线)等可以通过地面窨井或物探进行确认，而埋深较大的情况则难以确认，特别是非开挖施工埋设的其它管道(线)。各类地下建(构)筑物、管道(线)等未探查清楚或现有条件无法探查的，都会给水平定向钻施工造成安全隐患。2008年6月30日，深圳市龙岗区坂田街道五和大道与长发路交会路口，曾发生因某市政管道水平定向钻施工打穿了距离地面6～7 m的雨水井(雨水井竖向剖面呈梯形)与箱涵结合部，雨量充沛季节大量、持续的涌水掏空了周围的泥土形成空腔，重车行经该路段压塌了路面的事故。

为提高地下建(构)筑物、管道(线)的勘察质量，建设单位或施工总包单位应组织或委托具有资质的勘察单位建议按照以下步骤实施：

(1)向当地国土、规划、建设、公路、城管等部门咨询拟设计范围的地下建(构)筑物、管道(线)等基础档案；向河道管理部门了解河道的水文、通航、疏浚等信息；

(2)联系产权、管理或使用单位核实或补充相关的基础档案，特别应留意拟设计范围是否存在非报建工程，这部分信息易成为盲点，也是风险点；

(3)委托具有资质的勘察单位进行详细的物探；

(4)联系周边其他人员或单位査遗补缺，如商户或工厂等改变了地下建(构)筑物、管道(线)等的原状，但未经政府部门审批或未报产权、管理或使用单位备案；

(5)向军事单位了解非公开的管道(线)如国防通信光缆等信息。

2.2特殊地形的地质勘察

对拟设计施工的管道通过区域的地质、地形信息应充分掌握。一般而言平原地区的状况较好，而对于原地形为山区或丘陵的，则应在地质勘探的基础上进行试钻，根据经验来判断地质，进而确定钻探轨迹。由于地质的复杂性，特别是遭遇不确定的岩层等，则需要变更地点，相应的成本也会增大。在确定理想的轨迹后，再出具设计施工方案。

勘探孔的深度应在定向钻铺管轨迹以下5 m，可以提供更加可靠的参考数据，同时为可能的轨迹路径调整预留空间。

2.3燃气管道的设计

燃气管道的设计应注意以下5个方面：

(1)应避开砂层、回填石方层、卵石层等不良地质路段和不利于施工的地形、地貌。地质条件为岩层时，建议设置套管，避免因管壁外侧划伤超过允许限度而导致整个工程废弃；

(2)拟铺设燃气管道与其它管道、沟槽等临近或交叉时，也应设置套管，并设置泄漏检测孔；

(3)应选择PE80材质的管材，具有管壁较厚、韧性较大等优势；

(4)穿越铁路、公路、河流等管段两端必须设置控制阀门；

(5)应预留定向钻施工的管段两端与其它管段的连接，建议预留3 m以上，减少切向应力，因现场条件限制的可采用弯头等管件连接。

(6)应尽量避开高压电塔、电站、变电站等高压危险区。

设计成果应提交施工图审查，合格后方可使用。

3　施工准备阶段的质量控制

3.1施工单位选择

据了解，水平定向钻施工单位的资质主要依靠专业协会管理，具体协会组织是中国地质学会非开挖技术专业委员会(CSTT)。目前也有部分施工单位取得了由政府主管部门认定的资质。建议建设单位在施工单位招标时优先选择具有具备市政总承包二级(含二级)以上或管道工程专业承包二级(含二级)以上资质的水平定向钻施工单位；还应考察施工单位项目组成人员的资质和培训情况。

3.2专项施工方案

施工单位应编制专项施工方案，符合《市政工程施工组织设计规范》(GB/T 50903—2013)的相关要求，包括但不限于：

(1)工程概况、规模，现场地质情况，地下管线分布、埋深情况，审定的设计平面图、剖面图；

(2)采用的施工机械、人员配置、计划工期；

(3)施工工艺和质量保证措施；

(5)安全生产和文明施工措施；

(6)事故应急措施。

专项施工方案应经施工单位技术负责人审批后，并由监理单位审查合格后方用于施工。施工过程中发生变更时应履行变更手续。重大或大型工程还应组织方案论证和评审。

4　施工阶段的质量控制

4.1施工准备

(1)应对导向系统电源进行校核。

(2)每次使用导向系统前，应按照操作说明书对系统进行校准。

(3)更换发射器等应重新进行校准。

(4)钻进前应测试施工区域干扰信号，以确定合适的发射和接收频率，减少周围其它信号的影响。

(5)检查各仪表是否正常；各油路、水管是否畅通或泄漏。

监理单位对施工单位施工准备工作应进行检查和监督。

4.2导向孔钻进的质量控制

导向孔是水平定向钻的关键工序，应主要从以下几方面控制：

(1)施工前钻机应进行试运转，时间不少于15 min，确定钻机运行工况正常。

(2)保持钻进速度匀速。

(3)钻进时应同时记录(无缆式)或收集(有缆式)导向数据，不要等到结束后才整理数据。

(4)根据导向系统和地面仪器控制钻头倾斜角、钻头深度等参数，比较与设计轨迹的偏差，及时调整至允许范围内。

(5)发现异常应停止钻进，查明原因其二解决后方可继续施工。

4.3扩孔的质量控制

(1)应根据地质条件选择不同的钻头。

(2)应调整钻进液粘度保障孔壁稳定。

(3)宜多次分级扩孔，减少周边地质的稳定影响，最终形成孔径一般为1.5倍管径(外径)。

4.4回拖管道的质量控制

(1)扩孔完成和回拖管道的间隔时间不宜太久，建议完成扩孔、清孔后即开始回拖作业，且不宜中断，如必须中断则不超过4 h。

(2)应做好施工组织，一次性完成焊接作业，减少因作业人员、环境等变化对焊接质量的影响。由监理单位见证随机抽取焊口送检，进行检测。完成焊接后，应100%做切边检查，进行压力试验。合格后方可用进行回拖作业。

(3)进行试拖，试拖管段宜为2根，能够较为真实地反映管道在孔洞中拖拉中所遭受的变化，完全拖出后检查试拖管段的外壁划伤情况。根据检查结果调整回拖工艺。

(4)回托时应设置管托，最好是沙袋等柔性管托或滑轮支架，减少外壁的划伤。

(5)完成回拖后，施工单位、监理单位应仔细检查出土管段的外壁划伤情况，做好检查记录，宜拍摄照片，纳入质量控制记录。再次进行压力试验、吹扫等合格后，管道需静置一段时间，待其收缩定位后方可裁剪、连接，北京市地方标准《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程 第1部分：水平定向钻施工》(DB11/T 594.1—2008)之5.14.10规定：要求静置时间不少于12 h。应使用端帽封堵两端，避免粉尘、杂物、水等再次进入管道内。裸露段应设置遮挡措施，避免阳光照射，或掩埋，连接施工时再次开挖。

4.5管道的定位和标志桩的设置

(1)建议沿管道轨迹方向，每间隔6 m设置1个标志，节点位置必须设置，包括深度变化(超过0.5 m)时的最高和最低点等。

(2)建议在路面使用丁型电子标识器和地面标志桩(牌)；穿越位置为河流，应在两岸设置标示牌。

(3)竣工测量时应测定电子标识器的坐标、所处位置的管道埋深，并录入竣工图中。

5　竣工资料

竣工资料应包括：施工单位的资质证书；勘察报告；经监理单位审查的施工组织专项方案(施工组织设计)；完整的导向钻进测量记录(每6 m记录一次)；焊接记录；试验报告；竣工测量文件；竣工平面图、纵断面图及其他附图。

6　结语

采用水平定向钻施工技术铺设的燃气管道是目前运行管理的难点和重点，必须在设计、施工等阶段采取措施严格控制质量，确保质量符合安全要求，降低运行管理风险，更好地实现安全稳定供气。

Quality Control of the Horizontal Directional Drilling Used in PE Gas PipelineConstruction

Wuxi China Resources Gas Co., Ltd.Sun Wenqing

Horizontal directional drilling technology is widely used in all kinds of municipal pipelines construction. Because of elusive, uncertainty of the construction process, and on-line maintenance difficulty, the construction quality control must be done well to effectively reduce the operation risk. This paper introduces quality management and control measures regarding the PE gas pipeline's horizontal directional drilling construction technology of every construction stage (design, construction, etc).

PE gas pipeline, horizontal directional drilling, construction, quality control