摘要：定向钻施工管道基本上不可能进行维修，建设期的质量隐患可能导致很快穿孔泄漏。岩石地段的定向钻穿越应改用帕罗特防腐层，以降低划伤风险；在地质情况复杂多变，尤其是存在孤石时，应增加试拖工序，并提前做好解卡预案和准备，以防万一。
关键词：定向钻；划伤；帕罗特；卡管；试拖
埋地管道建设过程中，经常需要穿越公路、铁路、河流等，定向钻施工技术已在这方面得到广泛应用。由于城市燃气管道建设中，拆迁已经成为制约管道建设工期和费用的重要因素，更使得定向钻使用越来越普遍。近年来北京燃气管道建设的定向钻工程量约占新建管道总长度的20%，在浙江某城际天然气干线定向钻穿越甚至达到了全程的50%以上。深圳天然气高压管道建设的定向钻工程量也较原设计有较大提高，预计今后还有部分地段要改用定向钻。
然而，近期深圳部分天然气定向钻穿越管段验收时发现，技术性能达不到设计要求，按照CJJ33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》的说法：“定向钻施工，其管道基本上不可能进行维修”，建设期的质量隐患可能导致很快穿孔泄漏，届时引发的社会、经济后果都将是灾难性的。因此，对定向钻管段施工的质量风险，必须进行严格控制。
1 防腐层划伤风险的控制
目前深圳天然气定向钻穿越段管体防腐层为“3PE”，这在用于粉砂、中砂层穿越，譬如观澜河穿越施工时没有问题，但在岩石路段，譬如水官高速等穿越段，管孔中的砾石就会对防腐层造成严重划伤(图1)。
通常认为，回拖前扩孔直径已经达到定向钻穿越管径的1.2～1.5倍，管孔中又有大量泥浆润滑，似乎管道可以轻松穿过，但为什么会产生严重划伤呢?这是因为管段在回拖过程中呈现绷直趋向，而管孔是一条弯的圆弧曲线，其中心线不可能与管孔中心线自然重合，而是紧贴管孔壁向前滑移(图2)。
为解决穿越段防腐层划伤问题，美国90年代初就开发了定向钻专用的粉末混凝土Powercrete(帕罗特)防腐层，即在熔结环氧粉末底层上，喷涂以环氧树脂为主要成膜物质的双组分环氧混凝土涂料。我们曾于2009年到北京燃气集团、中石油管道局等地进行帕罗特应用实地考察，确认其经济上可行，用于定向钻管段时技术性能优于现行防腐结构。回来后提交的考察报告建议尽快展开探索，以减少运行中的腐蚀风险。
由于种种原因该建议未能实施，现面对定向钻管段防腐层划伤严重，屡屡无法达到最低技术要求的现状，应在岩石地段穿越管段改用帕罗特防腐层。
2 卡管风险的控制
在穿越路径地质情况复杂多变，尤其是存在孤石情况下，极易发生卡管，龙大高速穿越工程就是如此。受现场条件限制，定向钻前期地勘无法做到很细密，在钻导向孔和扩孔过程中，发现三处扭矩异常增大，表明其间有孤石。
有人认为增加洗孔次数可避免卡管，实际上在坚硬孤石与松软土壤交错分布的情况下，由于松软土壤被反复冲刷，使得孔径远大于坚硬孤石上的孔径，从而在两者交界处形成门槛。洗孔次数越多，门槛越明显，管道回拖时发生卡管的风险越大(图3)。
对于此类情况，应该在正式回拖前，用2～3根管制成试验段，先行回拖检验。试验段从钻机入土端完全拖出，一是检验成孔质量，确定是否会严重划伤防腐层；二是选择正式回拖时的泥浆参数及回拖速度，以免发生卡管事故。据了解，重庆燃气在2009年进行梨香溪穿越就先进行了试拖，中石油管道局2010年4月在中俄原油管道穿越黑龙江也进行了试拖，今年初广东佛山燃气高压管网穿越西江工程中竟然进行了三次试拖，之后才进行正式回拖。
另外，施工单位应有回拖时卡管情况下的应急预案，龙大高速穿越卡管发生在第三块孤石处，此时只需稍微后拉一下的扰动，再重新回拖时就可能错过卡点。由于管道浮在泥浆中，这是不难做到的，而一味强拖则会越卡越紧。由于施工单位没有合适的应急预案，结果发生卡管时应对失当，先是长时间停泵使泥浆干涸凝固，而后又在没有钻机有效引导情况下，用夯管锤暴力全程强夯，结果管段偏离管孔前行，导致钢管塑性变形严重超标(图4)。
中石油管道局在每次定向钻施工前制定的应急预案都包括卡管时的处理措施。2004年在长春-吉林管道穿越松花江的预案中，明确当发生卡管时，采用吊机或倒链反向拖拉解卡的方法，且回拖前就在管道入土端事先备好地锚，以便需要时立即启用，宁可备而未用，不可用时未备，以尽量缩短解卡时间，避免泥浆干涸凝固。
3 结语
深圳天然气高压管道建设工期紧迫，但绝不能因此放松质量，在二者有所冲突时应首先确保质量，哪怕工期延后。考虑到沿线杂散电流普遍较强，我们应该抱着宁过无缺的态度，保证定向钻管段施工质量。岩石地段的定向钻穿越应改用帕罗特防腐层，以降低划伤风险；在地质情况复杂多变，尤其是存在孤石时，应增加试拖工序，并提前做好解卡预案和准备，以防万一。
(本文作者：杨印臣 深圳市燃气集团建设分公司 广东深圳 518054)
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