定向鉆穿越技術在孤東辛輸氣管線穿越黃河段更新工程中的應用

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、穿越長度、穿越環(huán)境等，對開挖、定向鉆和盾構等穿跨越方式的設計方案進行了比較分析，確定了采用定向鉆穿越方案。

關鍵詞：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，最終到達臨淄輸氣末站。管道全長147km，管徑分別為φ426×7、φ426×8、φ529×8，設計壓力2.5MPa，孤島壓氣站至東營壓氣站段設計輸量80104m3/d，東營壓氣站至臨淄末站段設計輸量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，采用特加強瀝青防腐和陰極保護

2 穿越位置選擇

黃河沿河堤兩岸多為農(nóng)田，地形相對平坦。場地地貌單一，屬黃河三角洲沖積平原。通過對位于墾利縣境內(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勘察場地地勢平整，場地地層均由黃河三角州第四紀沉積的粘性土、粉土構成；②該場地地下水對混凝土結(jié)構無腐蝕性；對鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋，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；對鋼結(jié)構具中腐蝕性。③場地標準凍結(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，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，對地質(zhì)條件要求較低，不需要大型設備，對進場道路要求較低，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。頂管技術是利用動力設備的推力，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，主要應用于重要的航道、高速公路、Ⅱ級以上公路等地段，在不斷流、不影響交通的情況下完成管道穿越處的施工。

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

現(xiàn)場測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年一遇設計洪水頻率，并結(jié)合黃河地質(zhì)資料的分析和研究，對上述各穿越方案進行比較和技術經(jīng)濟論證，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計。

5 定向鉆穿越設計

根據(jù)巖土工程勘察報告，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)進行埋地敷設并與已經(jīng)管線對焊連接，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，既要滿足工期的要求，同時還要加強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?shù)氖┕すに嚧_保穿越成功。

參考文獻：

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[3]石油地面工程設計手冊（第5冊）[M].山東：石油大學出版社（東營）.