定向鉆穿越技術(shù)在孤東辛輸氣管線穿越黃河段更新工程中的應(yīng)用

董煥曉+儀云云

摘 要：管道的大型河流穿跨越方案的確定受河流的地質(zhì)條件、穿越環(huán)境、河流防洪等因素的影響。本文根據(jù)孤東辛輸氣管線穿越黃河段的黃河水文地質(zhì)特點(diǎn)、穿越長度、穿越環(huán)境等，對(duì)開挖、定向鉆和盾構(gòu)等穿跨越方式的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了比較分析，確定了采用定向鉆穿越方案。

關(guān)鍵詞：輸氣管線；穿越；定向鉆；黃河

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.070

1 工程概況

孤東辛輸氣管線1991年建成投產(chǎn)，起于孤島壓氣站，途經(jīng)集賢站、東營壓氣站，最終到達(dá)臨淄輸氣末站。管道全長147km，管徑分別為φ426×7、φ426×8、φ529×8，設(shè)計(jì)壓力2.5MPa，孤島壓氣站至東營壓氣站段設(shè)計(jì)輸量80104m3/d，東營壓氣站至臨淄末站段設(shè)計(jì)輸量120104 m3/d。穿越黃河段位于墾利縣境內(nèi)、勝利大橋下游約1km處，總長約3.5km（黃河兩大壩間距），管徑為φ4268，管材為X60螺紋鋼管，采用特加強(qiáng)瀝青防腐和陰極保護(hù)

2 穿越位置選擇

黃河沿河堤兩岸多為農(nóng)田，地形相對(duì)平坦。場(chǎng)地地貌單一，屬黃河三角洲沖積平原。通過對(duì)位于墾利縣境內(nèi)，勝利黃河大橋下游約1km處的孤東辛輸氣管線穿越黃河段的現(xiàn)場(chǎng)勘察，更新段管線選定在已建穿越管線以西60m處斷面穿越。

3 地質(zhì)條件

根據(jù)《孤東辛輸氣管線黃河穿越段更新工程 巖土工程勘察報(bào)告》，選定穿越位置適宜定向鉆穿越的處巖土情況為：①勘察場(chǎng)地地勢(shì)平整，場(chǎng)地地層均由黃河三角州第四紀(jì)沉積的粘性土、粉土構(gòu)成；②該場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，在長期浸水環(huán)境下無腐蝕性，在干濕交替環(huán)境下具中腐蝕性；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中腐蝕性。③場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為0.60m，地下水常年最高水位埋深為0.50m。

4 穿越方案選擇

石油天然氣管道在通過河流、沖溝、公路、鐵路、溪渠等自然和人為障礙時(shí)，一般采用穿越或者跨越方式通過。一般適用于那些無法采用穿越來完成或采用穿越特別困難的特殊地段，如峽谷、大型沖溝等，忠縣—武漢輸氣管道工程中的4次懸索跨越就屬于此類情況。

（1） 采用開挖穿越。開挖是河流穿越最常用的方法，也是最有效的方法之一，對(duì)地質(zhì)條件要求較低，不需要大型設(shè)備，對(duì)進(jìn)場(chǎng)道路要求較低，特別適用于不通航的中小型季節(jié)性河流。

（2）采用頂管穿越。頂管技術(shù)是利用動(dòng)力設(shè)備的推力，將穿越管段的套管從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接受坑的一種非開挖技術(shù)，主要應(yīng)用于重要的航道、高速公路、Ⅱ級(jí)以上公路等地段，在不斷流、不影響交通的情況下完成管道穿越處的施工。

（3）采用盾構(gòu)穿越。盾構(gòu)法是采用盾構(gòu)為施工機(jī)具，在地層中修建隧道和大型管道的一種暗挖施工方法。施工時(shí)在盾構(gòu)前端切口環(huán)的掩護(hù)下開挖土體，在盾尾的掩護(hù)下拼裝襯砌（管片或砌塊）。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得穿越地段河水水面寬度約為528m，本工程屬大型穿越，考慮100年一遇設(shè)計(jì)洪水頻率，并結(jié)合黃河地質(zhì)資料的分析和研究，對(duì)上述各穿越方案進(jìn)行比較和技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，綜合考慮投資、環(huán)境影響等各種因素，本工程選擇定向鉆穿越設(shè)計(jì)。

5 定向鉆穿越設(shè)計(jì)

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，穿越地質(zhì)從上到下依次為粉土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉質(zhì)粘土、粉土，管道穿越的主要地層為第6層粉質(zhì)粘土（河床下18.6～21.4m）。另根據(jù)黃河管理委員會(huì)的規(guī)定和要求，黃河兩岸大堤不允許穿越，所以更新段管線穿越黃河河床后在河灘內(nèi)進(jìn)行埋地敷設(shè)并與已經(jīng)管線對(duì)焊連接，穿越水平距離為1000m，曲率半徑為639m，管線最大理論穿越深度為18m，入土角為10°，出土角為5°，穿越段總長為1500m（包括連接段和水平段距離）。

6 結(jié)束語

河流穿越方案的選擇除了受地質(zhì)條件、穿越位置、穿越長度的限制，還受地方水利部門、施工季節(jié)不同以及工期要求等因素影響，所以在選擇河流穿越方案時(shí)，既要滿足工期的要求，同時(shí)還要加強(qiáng)與地方水利部門溝通，根據(jù)施工季節(jié)的不同，在滿足水利部門的要求下選擇最優(yōu)的穿越方案和適當(dāng)?shù)氖┕すに嚧_保穿越成功。

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