长输管道定向钻穿越高原地区冲沟、陡坡技术
摘 要:本文简述应用单边定向钻实施冲沟、陡坡管道穿越施工,避免了大开挖对于水土资源及原生植被带来损害,有效的保护了生态环境,取得一定的社会和经济效益。
关键词:单边定向钻;冲沟;陡坡;组焊接长
1、前言
某成品油管道工程04标段,长60Km,管道设计压力10Mpa,管线规格φ323mm、壁厚7.1+8.7mm,输送介质为汽、柴油,年输送能力为340万t。
04标段位于山区,该地段海拔高度1000m以上。由于常年雨水冲刷形成深达20~50m、沟坡坡度达到60—80°的冲沟、陡坡。在桩号SYZ076~SYZ082段管线需穿越三处大冲沟;在SYZ097~SYZ098处穿越高差60m地形犬牙交错的复杂地段;在桩号SYZ098~SYZ099处,公路一侧陡坡深达20m以上。
通过现场勘查分析,如采用大开挖穿越,将造成水土流失和原生植被的破坏,生态环境将受到损害;沟壁上开挖土方,属高空作业,施工安全隐患多;同时地貌恢复,水工保护的工作量和难度也很大。经反复研究和论证,决定采用单边定向钻实施管道穿越施工。
单边定向钻管道穿越工艺就是在冲沟两侧高地上,定向钻机分别向沟底钻孔、扩孔,起吊设备配合管段组焊接长,顺孔洞逐段下滑就位,在沟底完成连头这样一种施工方法(图1)。
图1:单边定向钻管道穿越施工示意图
2、单边定向钻管道穿越工艺及控制要点
(1)为了尽可能减少定向钻孔长度,也就是缩短入土点至冲沟沟底1.5m深处的距离。希望穿越机有较大的入土角。基于这样的考虑,可建议选用D100×120大型穿越机,其最大回拖力为45t,最大入土角为24°。利用斜坡地形安装定向钻机,实际穿越的入土角控制在20-40°。
(2) 冲沟两侧入土点,沟底出土点要保持在同一垂直面内,出土点偏差控制在10cm以内,保证沟底弯管连头自然顺畅。因此,要提高测量放线的精准度,同时严格钻孔控向。
(3)采用平地钢管二接一,完成组焊、检测、防腐作业。一台吊车、二台挖机配合起吊,顺孔洞自然下滑;挖机固定管段上端,进行第二管段的组焊接长,依次下滑就位。冲沟另一侧用同样的方法施工。
(4)在冲沟沟底进行两侧管段连头、检测、防腐作业。按设计要求砌筑挡水墙,完成该段管道穿越施工。
(5)对公路一侧陡坡,采用单边定向钻管道敷设工艺,在不破开路面,不阻断交通的情况下,顺利完成穿越施工。
3、单边定向钻管道穿越施工效应分析。
04标段共有8处采用单边定向钻管道穿越工艺,经建设方、监理、质量监督等相关方进行检查验收,工程质量符合标准、规范和设计要求。同时取得了一定的社会效益和经济效益。
(1)单边定向钻穿越可避免水土流失,保护冲沟、陡坡上的原生植被,有效的保护生态环境。
(2)施工更加安全可靠。在8处单边定向钻管道穿越施工过程中,由于避免了陡崖上的高空作业,施工安全得到更好的保证。
(3)缩短了工期。大开挖穿越施工预算工期65天,而8处单边定向钻管道穿越施工,只用了28天。
(4)降低了工程成本。如采用大开挖管道穿越,预算费用为172万元(不含地貌恢复、水工保护费用),而8处单边定向钻管道穿越共710m,实际发生的施工费用仅为113万元(基本上不发生地貌恢复、水工保护费用)。
(5)与大开挖管道穿越相比,节约钢管约20%以上。
(6)公路一侧陡坡的定向钻管道穿越,避免了公路大开挖而阻断交通,得到路政部门支持和积极配合。
4、问题讨论
04标段地处黄土高原,8处单边定向钻地段的地质结构均为黄土层,钻导向孔及扩孔很顺利,而且不需要泥浆进行钻具散热及井壁保护。管段下滑就位时,还需要对井孔内壁浇水,软化偏硬的泥土块,保护管段防腐层不受损伤。
5、结束语
在04标段成功的应用单边定向钻管道穿越工艺,代替冲沟、陡坡地段大开挖施工工艺,取得了一定的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1] 梁国俭.黄土塬地区管道施工方法——斜井穿越法.石油工程建设.2007.23-25
[2] 吴勇.一种实用的黄土塬地带管道施工方法.石油工程建设.2008.40-41
[3] 孟强;崔建洋;谭利军;张金宝.单边定向钻用于冲沟、陡坡管道穿越施工有效保护生态环境.石油工程建设.2010.69-70
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