石巖俊1 楊高有2 張樂庚2

1.中國船級社質(zhì)量認(rèn)證有限公司陜西分公司；2.西氣東輸甘陜輸氣分公司

背景

西一線延安支線管道是陜西省和國家管網(wǎng)“十四五”能源供給重點(diǎn)項目，起于西一線83#閥室上游約300 m處，止于新建延安分輸清管站，長度為52.9 km，設(shè)計輸量10×108 Nm3/a，設(shè)計壓力6.3 MPa，管徑DN400。在管線YA172—YA173樁之間，有一處長達(dá)近160 m的山體陡坡，若采用人工大開挖施工效率低，安全性差，環(huán)境難以保護(hù)。本工程采用斜井定向鉆的穿越方式敷設(shè)管道，既提高了工程的安全性，又有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

項目概況

該處為延川縣黃土梁峁溝壑地帶，屬地勢陡峻、坡度大、落差大區(qū)域，斜井定向鉆穿越段水平長度為134.17 m，實(shí)長153.76 m，穿越入土角29.24°，穿越段敷設(shè)的曲率半徑取1500 D，即610 m。穿越入土出土點(diǎn)高差約75 m。

施工流程

鉆機(jī)固定在一個斜面（設(shè)計角度）完成導(dǎo)向（無管道回拖），擴(kuò)孔后在入土點(diǎn)開始溜管，管段與光纜套管同步進(jìn)入斜井，第一段管端焊接錐形頭，連接鋼絲繩并由卷揚(yáng)機(jī)牽引（控制溜管速度），后續(xù)預(yù)制的管道與井口管道組對、焊接，焊口完成防腐補(bǔ)口后依次向下溜管，至首段管道出斜井口溜管結(jié)束（圖 1）。流程要點(diǎn)如下。

圖 1 定向鉆施工流程

（1）鉆機(jī)和卷揚(yáng)機(jī)選型。本工程水平定向鉆機(jī)和卷揚(yáng)機(jī)選型應(yīng)保證各處穿越的安全使用。

（2）測量放線。根據(jù)設(shè)計斜井長度和坡度，首先采用RTK確定斜井的進(jìn)出口位置，然后放出管道軸線，作為作業(yè)場地征用的依據(jù)。

（3）修筑便道及場地、開挖蓄水池和泥漿池。修筑寬度不小于4 m施工便道、進(jìn)出口作業(yè)場地；在斜井進(jìn)口附近開挖蓄水池或泥漿池，斜井出口附近挖一個泥漿沉淀池。

（4）鉆機(jī)就位、鉆孔導(dǎo)向、擴(kuò)孔。按照設(shè)計角度由布置在溝頂?shù)你@機(jī)先鉆一個線形的偏差不大于1﹪和橫縱向偏差允許的導(dǎo)向孔；鉆頭在出土點(diǎn)換成大一級（24″）擴(kuò)孔器擴(kuò)孔；再換30″擴(kuò)孔器二次擴(kuò)孔；最后換成36″擴(kuò)孔器第三次擴(kuò)孔。

（5）管段預(yù)制、焊口檢測、防腐補(bǔ)口。管道預(yù)制時第一段預(yù)制為三接一，其他段為二接一，共計5段，然后在預(yù)制平臺檢測、補(bǔ)口，并進(jìn)行管道防腐層檢漏等工作；所有環(huán)焊縫均采用100%X射線檢測和100%相控陣超聲檢測（PAUT）合格；采用纖維增強(qiáng)型熱收縮帶（帶犧牲帶）補(bǔ)口，3LPE管道補(bǔ)傷采用輻射交聯(lián)聚乙烯補(bǔ)傷片、熱收縮帶等方式，質(zhì)量評價應(yīng)在良好以上（圖 2、圖 3）。

圖 2 第一段管道（溜管）

圖 3 井口焊接

（6）溜管及硅芯管和注漿管施工。將管段送進(jìn)斜井井口，然后用吊車、挖掘機(jī)相互配合使管段靠自重緩慢下滑，卷揚(yáng)機(jī)牽引防止滑管；在斜井洞口處進(jìn)行組對焊接和檢測合格，進(jìn)行焊道補(bǔ)口補(bǔ)傷和防腐層檢測后送進(jìn)斜井就位；硅芯管鋼套管和注漿管分別捆綁在主管道順氣流方向12點(diǎn)和2點(diǎn)位置同步送入斜井（圖 4、圖 5）。

圖 4 管端進(jìn)入斜井（溜管）

圖 5 防腐處理

（7）返平段施工、清管試壓、注漿和洞口封堵、地貌恢復(fù)。進(jìn)行返平段施工；管道清管、試壓、干燥應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；泵注漿液填充主管道與擴(kuò)孔之間空隙；泥漿無害化處理，并恢復(fù)地貌。

截至2022年9月底，已成功完成的延安支線4處斜井穿越，與常規(guī)作業(yè)帶開挖管溝相比，減少了管道在陡坡作業(yè)帶掃線、坡面水工保護(hù)、地貌恢復(fù)的工作量，加大了管道埋深，保證管道敷設(shè)在穩(wěn)定地層，避免了雨水沖刷坡面對管道安全的影響，減少了運(yùn)行中的維護(hù)工作量。

啟示

（1）實(shí)踐證明在地形地貌復(fù)雜地區(qū)尤其是黃土塬、大落差地區(qū)，斜井定向鉆技術(shù)穩(wěn)定性較好，有利于自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)，方便經(jīng)濟(jì)，值得推廣應(yīng)用。

（2）斜井定向鉆工程質(zhì)量一定要做到萬無一失，要嚴(yán)把管材、焊接、防腐質(zhì)量關(guān)。所用鉆具均采用正規(guī)廠家合格品和按說明操作。

（3）加強(qiáng)工程安全和環(huán)保管理，防止碎石塊掉孔內(nèi)導(dǎo)致卡鉆，防止鉆具失效事故，防范孔壁坍塌出現(xiàn)溜管卡管和泥漿污染環(huán)境等。

下一步應(yīng)開展技術(shù)升級，以適應(yīng)高效、綠色、智能施工發(fā)展需要。

作者簡介：石巖俊，工程師，就職于中國船級社質(zhì)量認(rèn)證有限公司陜西分公司。聯(lián)系方式：17792302791，768904230@qq.com。