石巖俊1 楊高有2 張樂庚2

1.中國船級社質量認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“十四五”能源供給重點項目，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，設計輸量10×108 Nm3/a，設計壓力6.3 MPa，管徑DN400。在管線YA172—YA173樁之間，有一處長達近160 m的山體陡坡，若采用人工大開挖施工效率低，安全性差，環境難以保護。本工程采用斜井定向鉆的穿越方式敷設管道，既提高了工程的安全性，又有利于生態環境保護。

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、落差大區域，斜井定向鉆穿越段水平長度為134.17 m，實長153.76 m，穿越入土角29.24°，穿越段敷設的曲率半徑取1500 D，即610 m。穿越入土出土點高差約75 m。

施工流程

鉆機固定在一個斜面（設計角度）完成導向（無管道回拖），擴孔后在入土點開始溜管，管段與光纜套管同步進入斜井，第一段管端焊接錐形頭，連接鋼絲繩并由卷揚機牽引（控制溜管速度），后續預制的管道與井口管道組對、焊接，焊口完成防腐補口后依次向下溜管，至首段管道出斜井口溜管結束（圖 1）。流程要點如下。

圖 1 定向鉆施工流程

（1）鉆機和卷揚機選型。本工程水平定向鉆機和卷揚機選型應保證各處穿越的安全使用。

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

（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、進出口作業場地；在斜井進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）鉆機就位、鉆孔導向、擴孔。按照設計角度由布置在溝頂的鉆機先鉆一個線形的偏差不大于1﹪和橫縱向偏差允許的導向孔；鉆頭在出土點換成大一級（24″）擴孔器擴孔；再換30″擴孔器二次擴孔；最后換成36″擴孔器第三次擴孔。

（5）管段預制、焊口檢測、防腐補口。管道預制時第一段預制為三接一，其他段為二接一，共計5段，然后在預制平臺檢測、補口，并進行管道防腐層檢漏等工作；所有環焊縫均采用100%X射線檢測和100%相控陣超聲檢測（PAUT）合格；采用纖維增強型熱收縮帶（帶犧牲帶）補口，3LPE管道補傷采用輻射交聯聚乙烯補傷片、熱收縮帶等方式，質量評價應在良好以上（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。將管段送進斜井井口，然后用吊車、挖掘機相互配合使管段靠自重緩慢下滑，卷揚機牽引防止滑管；在斜井洞口處進行組對焊接和檢測合格，進行焊道補口補傷和防腐層檢測后送進斜井就位；硅芯管鋼套管和注漿管分別捆綁在主管道順氣流方向12點和2點位置同步送入斜井（圖 4、圖 5）。

圖 4 管端進入斜井（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。進行返平段施工；管道清管、試壓、干燥應符合有關標準規范；泵注漿液填充主管道與擴孔之間空隙；泥漿無害化處理，并恢復地貌。

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

啟示

（1）實踐證明在地形地貌復雜地區尤其是黃土塬、大落差地區，斜井定向鉆技術穩定性較好，有利于自然生態環境保護，方便經濟，值得推廣應用。

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

（3）加強工程安全和環保管理，防止碎石塊掉孔內導致卡鉆，防止鉆具失效事故，防范孔壁坍塌出現溜管卡管和泥漿污染環境等。

下一步應開展技術升級，以適應高效、綠色、智能施工發展需要。

作者簡介：石巖俊，工程師，就職于中國船級社質量認證有限公司陜西分公司。聯系方式：17792302791，768904230@qq.com。