热力工程管道通过道路、河道的方式分为直埋开挖敷设、穿越和跨越3种，穿越方案主要有盾构、密闭式顶管、水平定向钻、暗挖、夯管等施工方法，而水平定向钻施工与列举的这几种方案相比较而言，具有着速度快、对环境影响较小、施工周期较短、管道运营安全、综合造价较低、管道运营安全等多方面的优越性。

适用条件及前期准备

适用条件

硬黏土和强风化泥页岩、中硬-硬质黏土和淤泥、卵砾石层，或含量较少及强度不高岩石地层都适合于定向钻施工，可优先采用水平定向钻方案。穿越出入点两侧应均有较好的道路通往穿越场地附近，均适合钻机组装施工。场地尽可能宽阔，便于管道回拖施工，满足定向钻施工场地要求。

水平定向钻先导孔轨迹与角度设计

水平定向钻先导孔轨迹与角度设计应包括：

1. 钻孔类型和轨迹形式；

2. 确定各项轨迹参数，包括入土角、出土角、圆弧过渡段曲率；

3. 由于热力工程管道多为钢质材质，这里以钢管为例，水平定向钻先导孔轨迹

参数的入土角可控制在8°~18°以内，出土角可控制在4°~12°以内，曲率半径宜大于1500D，且不应小于1200D。

穿越施工场地布置与平整

按照拟定位置和设计尺寸清表四周无杂物、平整场地，场地压实度符合规范和设计要求，四周布置集水明沟用以排除积水。在适宜位置各挖泥浆池1个，其尺寸长宽不小于30m，深度约1~2m，泥浆池底部采取土工布等隔水材料防泥浆渗漏到地层中。施工通道应根据实际情况修筑，路面应满足大型设备进场的承载力要求。回拖场地宽不小于30m，管道回拖采用挖沟的方式进行。对于具体场地布置和处理措施，施工时还应根据实际现场的定向钻机具适情况而定。

重点技术

管道回拖工况应力计算

根据一些已实施项目案例来看，设计回拖力值时可将计算得出的回拖力值适当提高，取1.3~3.0倍即可。回拖时应连续作业，采取缓慢匀速的行进方式，避免生硬拖拉，或因停工致使阻力增大，扭矩、回拖力、回拖速率、泥浆供应均需在合理的范围内。如若出现偏差宜采用小角度微调整的的方式循序渐进行，禁止停机进行大范围角度调整。

管线回拖

此外，管道弯曲应力小于允许弯曲应力则满足要求。

钻孔最终扩孔直径

定向钻扩孔孔径并不是越大越好，次数也并不是越多越好，需要根据地层地质条件、钻机设备大小、设计曲率半径等调整确定，分为一次扩孔和多级扩孔，目前大多数情况进行多级扩孔。为防止踏孔，导向孔完成后应及时拆卸导向钻头，安装外观良好、质量合格的合金扩孔器进行扩孔作业。为保证穿越施工的质量及安全性，可增加采用预扩孔和清孔工序。泥浆液方面需要做到供应及时，流量和压力等各项指标满足施工要求。在扩孔作业过程中做好文字记录，并留档，做到有据可查。

防腐层的确定

以供水管道为例，本着降低保温厚度但不降低保温效果的前提下同时兼顾层之间、各层与钢管之间的黏结强度，防止回拖过程中出现破损和层间分离的情况。目前埋地管道保温材料广泛采用硬质聚氨酯泡沫塑料，防腐层未做具体规定，较多采用聚丙烯胶黏带、3层PE、熔结环氧粉末及酚醛环氧玻璃钢，防腐层优缺点如下：

1 聚丙烯胶黏带

聚丙烯胶黏带防腐层有着实施便捷、机械设备简单等优点。聚丙烯胶黏带做保温层下的防腐层可以有效地防止因钢材变形而拉裂保温层，与此同时与聚氨酯有一定的黏结强度，可以有效减少保温层从防腐层上脱落。但聚丙烯胶黏带采用缠绕方法，带间横缝较多，易出现搭接处黏结力失效的情况，造成防腐效果降低，耐温一般不超过100℃。

2 三层PE

3层PE是由高密度聚乙、烯环氧粉末和热熔胶组成的3层防腐结构，近些年来是长输管道较为常用的防腐方式，具有机械性能优异、绝缘、抗杂散电流干扰、耐冲击性能出众、3层PE复合结构集环氧粉末和聚乙烯的优点于一体，综合性能优异。但价格相对较高，耐温约为100℃。

3 熔结环氧粉末

熔结环氧粉末防腐层与金属表面接触面有很高的黏结性，硬度高，摩擦系数较低，适用范围较广，抗土壤应力好，耐蚀性能较强，化学稳定性好。缺点是涂层喷涂之前需要对钢管表面进行严格的处理，如处理不妥当易引起黏结失效；有着偏高的水汽渗透率，如果保温层因外层失效，与水介质接触后，有产生鼓泡的可能。常用熔结环氧粉末耐温不高于100℃。

4 酚醛环氧玻璃钢

酚醛环氧玻璃钢具有良好的抗腐蚀性能、耐温性，耐温一般高于100℃，强度较高、硬度大，与钢管有较强的黏结力。同时酚醛环氧玻璃钢与聚氨酯泡沫塑料的黏结性较好，也可以工厂预制，能够保证质量。

5 硬质聚氨酯泡沫塑料保温层的确定

硬质聚氨酯泡沫塑料保温层，通常在工厂常温状态下发泡成型，具有生产工艺简单、重量轻、隔热、耐寒效果佳、施工简单便捷等特点。由于聚氨酯发泡料的重量很轻、导热系数较小、抗老化性好、使用寿命长，对管道运营提供了保障。

6 管道补口

保温管道补口是整个工程最薄弱的环节，经调研，所有埋地保温管道发生腐蚀的部位基本在补口位置，因此补口质量的好坏，关系到整条管道的质量。补口处的各层间材料需基本与主管道材质保持一致。值得注意的是，为保证管道补口处的密封性，防止地下水渗入，补口均要求做严密性试验，补口聚乙烯外护采用电熔焊工艺。为了增强补口防护层密封性，采用电热熔套（带）缝用热收缩带封闭。

其他注意事项

阴极保护

如热力的管道穿越位置分布有高压电力线，为了避免管道腐蚀，应对管道进行阴极保护，在定向钻穿越双侧各安装1组锌合金牺牲阳极（每组4支），通过测试桩与管道连接，在保护管道的同时起到排流的作用。

地面标识

线路标识包括线路标志桩、警示带和警示牌。管道在穿越河流两侧设置穿越桩。为了防止临近项目开挖或者其他生产等活动等过程对我方已建热力管道造成影响甚至破坏，在管道上方设置警示带，警示带埋设在管道上方与管道路由重合竖向对齐状态。管道在穿越河流两端设置警示牌131*1 910=2-97*3。

结语

随着诸多成熟的热力管道项目广泛地采用了水平定向钻设计和施工，积累了丰富的经验，项目工程得以应对复杂的地质条件，使得穿越人工或天然障碍变得更加简单、便利和安全。