石岩俊1 杨高有2 张乐庚2

1.中国船级社质量认证有限公司陕西分公司；2.西气东输甘陕输气分公司

背景

西一线延安支线管道是陕西省和国家管网“十四五”能源供给重点项目，起于西一线83#阀室上游约300 m处，止于新建延安分输清管站，长度为52.9 km，设计输量10×108 Nm3/a，设计压力6.3 MPa，管径DN400。在管线YA172—YA173桩之间，有一处长达近160 m的山体陡坡，若采用人工大开挖施工效率低，安全性差，环境难以保护。本工程采用斜井定向钻的穿越方式敷设管道，既提高了工程的安全性，又有利于生态环境保护。

项目概况

该处为延川县黄土梁峁沟壑地带，属地势陡峻、坡度大、落差大区域，斜井定向钻穿越段水平长度为134.17 m，实长153.76 m，穿越入土角29.24°，穿越段敷设的曲率半径取1500 D，即610 m。穿越入土出土点高差约75 m。

施工流程

钻机固定在一个斜面（设计角度）完成导向（无管道回拖），扩孔后在入土点开始溜管，管段与光缆套管同步进入斜井，第一段管端焊接锥形头，连接钢丝绳并由卷扬机牵引（控制溜管速度），后续预制的管道与井口管道组对、焊接，焊口完成防腐补口后依次向下溜管，至首段管道出斜井口溜管结束（图 1）。流程要点如下。

图 1 定向钻施工流程

（1）钻机和卷扬机选型。本工程水平定向钻机和卷扬机选型应保证各处穿越的安全使用。

（2）测量放线。根据设计斜井长度和坡度，首先采用RTK确定斜井的进出口位置，然后放出管道轴线，作为作业场地征用的依据。

（3）修筑便道及场地、开挖蓄水池和泥浆池。修筑宽度不小于4 m施工便道、进出口作业场地；在斜井进口附近开挖蓄水池或泥浆池，斜井出口附近挖一个泥浆沉淀池。

（4）钻机就位、钻孔导向、扩孔。按照设计角度由布置在沟顶的钻机先钻一个线形的偏差不大于1﹪和横纵向偏差允许的导向孔；钻头在出土点换成大一级（24″）扩孔器扩孔；再换30″扩孔器二次扩孔；最后换成36″扩孔器第三次扩孔。

（5）管段预制、焊口检测、防腐补口。管道预制时第一段预制为三接一，其他段为二接一，共计5段，然后在预制平台检测、补口，并进行管道防腐层检漏等工作；所有环焊缝均采用100%X射线检测和100%相控阵超声检测（PAUT）合格；采用纤维增强型热收缩带（带牺牲带）补口，3LPE管道补伤采用辐射交联聚乙烯补伤片、热收缩带等方式，质量评价应在良好以上（图 2、图 3）。

图 2 第一段管道（溜管）

图 3 井口焊接

（6）溜管及硅芯管和注浆管施工。将管段送进斜井井口，然后用吊车、挖掘机相互配合使管段靠自重缓慢下滑，卷扬机牵引防止滑管；在斜井洞口处进行组对焊接和检测合格，进行焊道补口补伤和防腐层检测后送进斜井就位；硅芯管钢套管和注浆管分别捆绑在主管道顺气流方向12点和2点位置同步送入斜井（图 4、图 5）。

图 4 管端进入斜井（溜管）

图 5 防腐处理

（7）返平段施工、清管试压、注浆和洞口封堵、地貌恢复。进行返平段施工；管道清管、试压、干燥应符合有关标准规范；泵注浆液填充主管道与扩孔之间空隙；泥浆无害化处理，并恢复地貌。

截至2022年9月底，已成功完成的延安支线4处斜井穿越，与常规作业带开挖管沟相比，减少了管道在陡坡作业带扫线、坡面水工保护、地貌恢复的工作量，加大了管道埋深，保证管道敷设在稳定地层，避免了雨水冲刷坡面对管道安全的影响，减少了运行中的维护工作量。

启示

（1）实践证明在地形地貌复杂地区尤其是黄土塬、大落差地区，斜井定向钻技术稳定性较好，有利于自然生态环境保护，方便经济，值得推广应用。

（2）斜井定向钻工程质量一定要做到万无一失，要严把管材、焊接、防腐质量关。所用钻具均采用正规厂家合格品和按说明操作。

（3）加强工程安全和环保管理，防止碎石块掉孔内导致卡钻，防止钻具失效事故，防范孔壁坍塌出现溜管卡管和泥浆污染环境等。

下一步应开展技术升级，以适应高效、绿色、智能施工发展需要。

作者简介：石岩俊，工程师，就职于中国船级社质量认证有限公司陕西分公司。联系方式：17792302791，768904230@qq.com。