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摘要：
目前地下中低壓燃氣管道大部分采用PE管材，且基本是開挖鋪設的施工工藝，但在鋪設過程中因會遇到障礙物、市政不允許開挖等而無法直接開挖鋪設，目前國內一般采用的是定向穿越（非開挖）的方式完成管道的鋪設。針對鋪設的施工工藝、施工過程中的重點和難點逐一分析，重點強調管道的標志標示以及竣工資料的重要性，同時分析了幾臺儀器檢測定向穿越管道的情況，提出在示蹤線完好的情況下，建議使用RD8000和探地雷達結合的方式檢測管道走向，在滿足開挖、停氣、開孔等前提條件下，使用高精度管線儀能最準確直觀地檢測到管線走向。
關鍵詞：
燃氣；定向穿越；運營管理
0引言
天然氣作為綠色能源已經被廣泛使用。燃氣管網是城市能源輸送的基礎和保障，準確的管道平面位置和埋深是燃氣公司運營管理、建立GIS系統的重要信息。燃氣的供應有多種方式，可以瓶裝、車載、管輸等。城市的發展與燃氣的需求息息相關，必然與燃氣管道的數量（公里數）成正比。在城市錯綜復雜的城市管網中，大部分采取直接開挖鋪設的方式，燃氣管網更多的是采取PE材質的管道。在燃氣管網開控鋪設工程中，必然存在交叉等無法開挖鋪設的問題，所以定向穿越就成為了城市地下管道鋪設的另一種方式。本文對PE管的定向穿越的設計提出一些基本要求，并分析定向穿越管道在施工中應該注意的一些細節問題，按要求做好竣工資料以及驗收通氣工作。在定向穿越管道投入運行后，對它的維護管理要求更高。本文特別強調了在城市燃氣管網的維護管理中針對定向穿越管道的一些經驗要求，以確保管網的安全穩定連續運行，同時重點介紹了RD8000、地下（PE）管線探測儀、探地雷達、高精度管線探測儀等幾種儀器的原理。通過對幾臺儀器探測管線的走向情況進行分析對比，總結各種儀器的優點和缺點，為以后定向穿越管道的運營管理提供經驗支持。
1燃氣PE管定向穿越設計與施工
1.1定向穿越設計基本要求
（1）施工單位應對穿越段進行詳細勘察，根據勘查資料制定施工方案。當滅火器管線與其他專業管線交叉時凈距不宜＜1m。
（2）施工單位應根據計算回拖力選擇相匹配的鉆機；聚乙烯管道的最大拖拉力應按下式計算：F=15DN/SDR式中：F為最大拖拉力，N；DN為管道公稱直徑，mm；SDR為標準尺寸比。根據現場實際情況，選擇有效的控向系統與傳感器；合理確定鉆進液粘度及泥漿配比。PE管彈性段的曲率半徑不應＜200倍的管材外徑。
（3）穿越段管道予制宜按設計長度全線焊接，應采用全自動焊機熱熔對接連接，按要求進行100%焊縫檢驗。
（4）管道回拖前應對焊接完成的管段按要求進行強度試驗。管道回拖時，應將管道放在滾輪管架上，以避免損傷管道，滾輪架應有足夠的強度、剛度和穩定性。管道回拖時，應先拖出3~5m進行檢驗，確認管道外表面劃痕深度＜壁厚10%以內，方可繼續進行回拖作業。
（5）定向鉆入鉆角宜為8～18°，出鉆角宜為4～12°，應根據穿越長度、管段埋深和彈性敷設條件確定。入鉆之后的直線段應＞1根鉆桿長度，定向鉆1次拖拉長度不宜＞200m。
（6）管道回拖后，入、出土點兩端管道應出地面2～3m，并將管道放置24h以上，待管道在穿越過程中的拉伸應力充分釋放后，方可與埋地管道連接。
（7）管道鉆進、回拖中，應實時記錄鉆進軌跡、鉆進液量、回拖過程中的回拖力、扭矩、回拖速度等數據，并附于竣工資料中。
（8）聚乙烯管非開挖穿越鐵路、主要干道，應采用鋼管作套管保護，但經鐵路、道路所屬部門同意后，可不加套管。鋼套管應采用3層PE防腐，鋼套管之間的對接焊縫應采用聚乙烯熱收縮套防腐，套管內的聚乙烯管應設專用管架等措施，以避免聚乙烯管體及外表面損傷。套管內徑在穿越公路時應比燃氣管道外徑大100mm，穿越鐵路時應比燃氣管道外徑大300mm。
1.2定向穿越其他要求
在施工過程中，除滿足設計的基本要求外，為了以后的定向穿越管道的維護和運行，需要滿足如下一些要求：
（1）通常頂管深度＞5m就很難探測到具體的位置，因此出入土點的位置非常關鍵，因此要求在入、出土點以及路面上做好標志標識，安裝頂管標志牌，以確定具體的位置。
（2）標志標識會因為路面的改變或長期的磨損而失去參考意義，因此在條件允許的情況下，在出入土點放置示蹤球確定位置，有效期可長達25a。
（3）竣工資料中必須要有定向穿越管道的剖視圖和平面圖，并且要求為施工過程中控向儀點對點連接成的圖形，而且接連點不應＞5m。完善竣工資料是便于定向穿越管道投入運營后的維護管理，地下管線錯綜復雜、需要精細化的管理來確保運營安全。
（4）PE管不導電、不導磁，很難通過儀器探測，因此在定向穿越的同時要用示蹤線，示蹤線應為＞10mm2的YJV實心線。
2定向穿越管道的運營管理
城市燃氣管網中，穿越河流、躲避障礙物等定向穿越管道占比大。定向穿越因其管道深、走向不清晰、路由難界定等因素使得在運營管理上有一定的難度，因此，定向穿越管道除在施工上要求比較高外，還要特別針對在投入運行前的工程驗收把關，確保安全投運。同時在日常巡檢中要增加頻率和探測，一旦發現泄漏，第一時間即采取應急方案處理險情。另外在需要準確獲取走向信息的時候，要利用多臺儀器檢測，綜合考慮管線走向。
2.1定向穿越管道工程驗收
施工單位在完成定向穿越管道施工后，連同其管道的施工資料一并提交至工程部，由工程部匯同監理、施工單位一同對工程實行預驗收，驗收合格后下達接駁通知單至運營部，由運營部安排人員復檢，復檢合格后并入管網，投入使用。復檢內容必須包括以下內容：
（1）資料的審核，特別是定向穿越管道的資料審核，必須為整個施工過程的記錄軌跡圖，數據清晰可靠、資料齊全。
（2）利用RD8000等儀器對定向穿越管道進行探測，兩端出入土點的走向必須清晰，信號連續，并與竣工資料圖紙吻合。
（3）路面標志標識清晰，按要求在管線上方安裝標志牌，同時出入點做明確的標識（專用于定向穿越的標志牌），并與探測信號重疊。
2.2定向穿越管道日常巡檢
定向穿越管道在工程驗收合格后由運營部安排接駁，在接駁并入原有管道后置換通氣，正式投入運營，在投入運行后必須加強對該段管道的巡檢，嚴格執行《中低壓管網巡查制度》。具體巡檢方式包括普查和細查。普查主要針對定向穿越管道安全保護范圍（管道外測0.7m內）和安全控制范圍內（管道外測0.7~5m內）是否有機具開挖，或者在安全控制范圍外有施工是否會影響到現有定向穿越管道，防止燃氣管道被挖穿。另外，要觀察定向穿越管道區域內是否出現沉降、下陷、塌方等現象，一旦有異常，則應馬上采取措施補救，防止拉斷管道造成泄漏事故。普查周期為每日一巡。細查主要是檢測定向穿越管道是否存在泄漏現象。使用甲烷氣體檢測儀檢測在定向穿越管道周圍5m范圍內的周邊井，檢測是否發生泄漏，一旦發現泄漏，采取應急措施，防止事故擴大造成影響。一般細查周期按照定向穿越管道投用年限來分級，一般為每3個月1次，達到3級（＞13a）后要求每5d細查1次，并做好相關記錄。
2.3定向穿越管道走向檢測
城市燃氣管道投用后，因為城市發展和城市建設的需要，經常存在開挖施工等情況，因此管線走向是否清晰非常關鍵。但定向穿越管道的定位非常復雜，尤其早期的定向穿越管道存在示蹤線中斷、資料不齊等情況，給后期的管線準確定位帶來非常大的不便。使用RD8000、地下（PE）管線探測儀、探地雷達、高精度管線探測儀等多種儀器來嘗試確定管線的走向，各有優點和缺點。
（1）RD8000管線探測儀。利用發射一定頻率的電流在鋼管/PE管的示蹤線上，接收器在示蹤線的上方接收信號從而確定管線位置。管線走向在埋深2m內的信號非常穩定，定位清晰，在2~4m范圍內信號開始浮動，不穩定，超過4m基本不能準確定位。該儀器是通過示蹤線探測，一旦示蹤線中斷將無法探測。
（2）地下（PE）管線探測儀。利用超聲探測技術探測地下管線，向地下發出超聲波，然后采集發射波的頻率，多次重復操作后判斷地下是否存在空腔，從而確定管道位置。不需要示蹤線來探測，能判斷地下有空腔位置存在，但不能確定是否燃氣管道或其他管道，操作非常繁瑣，效果一般。
（3）探地雷達。通過發射天線向地下發射高頻電磁波，電磁波在地下介質中傳播時遇到存在電性差異的界面時發生反射，根據接收到電磁波的波形、振幅強度和時間的變化特征推斷地下介質的空間位置、結構、形態和埋藏深度。通過對管道與其周圍介質的物性差異分析，設置相關參數，進行數據采集，經過數據處理和解釋，最終定出排水管道的空間位置和埋藏深度。經過實際驗證，探地雷達的解釋結果與工作區實際管道分布情況基本吻合。該操作比地下（PE）管線探測儀方便，且效果更明顯，與RD8000等管線探測儀一起使用時能更準確地判斷位置走向。
（4）高精度管線探測儀。在需要探測的金屬管道附近打勘探孔，將管道探測儀器的探頭放入勘探孔內，利用電磁原理探測超常埋深地下金屬管道位置。利用高精度管線探測儀進行實際探測，結果準確可靠，燃氣管道深度探測誤差＜1.5m，水平位置探測誤差＜1.0m。10m范圍內信號非常穩定，能準確判斷管線位置和埋深，誤差＜1%。該探測儀探測的缺點為需要停氣，需要在定向穿越出入土位置挖開并開天窗，讓發射器進入管道內。
3結語
定向穿越在燃氣管網開挖鋪設避開障礙物、穿過河流等區域經常采取的方式。隨著城市燃氣管網的不斷增加，定向穿越的管道越來越多。為便于日后定向穿越管道的運行維護管理，在定向穿越工程施工階段要嚴格要求，保證圖紙資料齊全、示蹤線信號穩定，在驗收階段要特別檢查是否標志標識清晰、管線走向清晰。城市發展下各管線單位都采取定向穿越或頂管方式避開障礙物，必然與燃氣管線交叉，此時管道的清晰定位非常關鍵，防止因其他管線施工造成燃氣管道被破壞。早期的定向穿越管道，存在資料不齊、信號不穩定等因素，難于確定管位走向及深度，需要采用儀器檢測來判斷。在示蹤線信號沒有中斷的情況下，可以用RD8000與探地雷達結合的方式確定管線位置及深度。另外如果現場能達到要求，最準確的方式是使用高精密管線探測儀，通過停氣開挖出入土點并斷管推入發射器，這樣能準確判定管線位置及深度，保障管道安全穩定運行。
作者：鐘凱 單位：廣州燃氣集團有限公司西區分公司
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