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摘要：本文结合规范标准要求和实际工程经验，对城镇燃气管道定向钻设计中的常见问题进行分析解答，包括出入土角度与曲率半径选择、定向钻覆土深度要求、扩孔直径要求、回拖力计算、回拖保护措施等。

关键词：燃气；定向钻

水平定向钻是指在不开挖地表面的条件下，采用水平定向钻机敷设各种地下公用管道设施的一种非开挖施工工艺。主要应用于穿越城市道路、铁路、江河湖泊、构筑物等不具备开挖条件的施工场地。水平定向钻主要工艺流程依次为地质勘探及地下管线测量、设计导向轨迹、导向施工、回拉扩孔、管道焊接、管道回拖。定向钻适用管径和材质为管径不大于φ1400mm的PE管和钢管，应用管道类别包括电力、供水、通讯、燃气、石油、排水等各专业管道，适用地质条件为沙土、粘土、淤泥质土、卵石（含量少于30%）及风化岩层等。

近年来，随着城市道路开挖难度增大和成本增高，以及穿越公路、铁路、河涌、地下构筑物等需求日益增多，水平定向钻在城镇燃气管道敷设中应用较为广泛，管材以钢管和PE管为主，常见管径规格为DN500以下，穿越长度钢管可达2～3km，PE管一般不大于300m。下面，结合规范标准要求和实际工程经验，对城镇燃气管道定向钻设计中的常见问题进行分析解答，包括出入土角度与曲率半径选择、定向钻覆土深度要求、扩孔直径要求、回拖力计算、回拖保护措施等。

1出入土角度与曲率半径选择

入土角、出土角的确定：施工中如果入土角过小，则覆土深度较浅，土质松 软，钻杆往往会翘出地面，难以按照设计的入土角钻进；如果入土角过大，钻进深度大，不利于导向钻进，难以较快减小钻杆埋深，管道埋深大；出土角太大也不利于工程施工。水平定向钻敷设的管道，一般采用弹性曲线敷设，若弹性敷设曲线的曲率半径合适，管道回拖就可能在泥浆中顺利进行，既不会损伤防腐涂层，也能保证管段有足够的强度安全余量。钢管定向钻敷设的曲率半径应考虑管道自身的力学性能，塑料管钢管定向钻敷设的曲率半径应综合考虑管道与钻杆的力学性能。综合考虑，本文推荐定向钻出入土角度与曲率半径选择如下表：

2. 表中Dl指管道外径。

定向钻覆土深度要求

对于河道穿越，管道顶部至规划河床的覆土厚度应根据水流冲刷、防止冒浆、疏浚和拋锚等要求确定，结合GB 50423、CJJ/T 250、CECS 382相关规定，并考虑城镇燃气施工条件，定向钻覆土深度要求推荐如下：

当穿越不通航河道时，定向钻管道管顶埋深不宜小于设计洪水冲刷线或疏浚线以下3m；当穿越通航河道时，定向钻管道管顶埋深不宜小于设计洪水冲刷线或疏浚线以下6m。

水平定向钻穿越公路、铁路、地面建筑物时，最小覆土深度应符合各自行业标准的要求；当本行业标准无特殊要求时，最小覆土厚度推荐符合下表规定。

3扩孔直径的要求

定向钻扩孔普遍最小直径为250mm，穿越管道直径大250mm或地层土质为中砂粗砂及砂砾土时，宜进行多级扩孔；应根据地层条件和钻机能力合理选择扩孔程序，管径越大，扩孔次数越多，钻机能力小，也应增加扩孔次数。穿越管道所需的钻孔终孔直径应根据敷设管道直径确定，推荐值见下表。

4回拖力计算

水平定向钻法管道穿越设计应进行回拖力估算，为选择水平定向钻机提供依据。钢管允许回拖力、PE管允许回拖力、定向钻回拖力可参照以下公式计算。

钢管允许回拖力计算

根据国内、外施工经验，设计时钻机选型一般按计算回拖力的1.5～3倍选择。

5回拖保护措施

水平定向钻管道回拖时，为使管道轴线与钻孔轴线出土端延长线一致，避免管道与钻孔形成夹角，造成拉力过大甚至导致管道受损，应采取相应的回拖管道保护措施。一般可采取以下措施：

1.开挖发送沟

在出土点沿回拖反方向开挖管道沟槽，沟槽底部坡度与出土角保持一致，沟槽宽度一般比回拖管道直径大500mm，发送沟内注入泥浆，泥浆深度应超过管道管径的三分之一。

2.采用吊车悬吊

选择合适吨位的吊车，在计算好的吊点处，将待回拖管道悬吊起来，配合回拖操作，将管道送入钻孔。

3.采用滚动托架

在待回拖管道下方，设置带滑轮或滚柱的的支架，回拖管道在滑轮和滚柱上通过，可大大减小回拖阻力。

结语

本文通过论述，对定向钻出入土角度与曲率半径选择、定向钻覆土深度要求、扩孔直径要求、回拖力计算、回拖保护措施等，给出结合规范和贴合城镇燃气施工实际的建议，对实际设计有一定指导意义。

参考文献：

[1]秦子兴. 水平定向钻施工技术在管道施工中的应用[J]. 2022年全国工程建设行业施工技术交流会论文集（中册），2022

[2]王曾聪，马保松. 水平定向钻理论与技术[M]. 武汉：中国地质大学出版社，2015