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编号：

电力管道工程

定向钻穿越京港澳高速保护公路

质量和安全技术评定汇报

法定代表人：
技术责任人：
评定项目责任人：

裕实国际有限责任企业
二〇一七年九月十一日

评定人员

姓 名
资质证书编号
从业登记号
签 名
项目责任人

评定组组员

汇报编制人

汇报审核人

过程控制责任人

技术责任人

目 录

第一章 项目概况 1
1.1 工程介绍 1
1.2 穿越段自然概况 1
1.2.1 气象条件 1
1.2.2 地貌地质描述 1
1.3技术评定任务 3
1. 4 技术评定依据 3
第二章 关键方案 5
2.1 电力管道定向钻穿越**高速设计方案 5
2.2管道定向钻穿越**高速施工方案 5
2.2.1定向钻施工优点 5
2.2.2定向钻施工缺点 5
2.2.3定向钻施工 6
2.2.4施工方法 8
第三章 关键危险、有害原因辨识和分析 11
3.1关键危险有害物质特征分析及分布 11
3.1.1关键物质特征 11
3.1.2 关键危险、有害物质危险性等级 12
3.2公路路基沉降对管道影响分析 13
3.4 定向钻穿越施工过程中对公路及隶属设施质量和安全影响分析 13
3.4.1工程失败 13
3.4.2路面隆起、沉降和塌陷 14
3.4.3路基、路面崩裂 14
3.4.4泥浆污染 14
3.4.5施工作业活动引发交通事故 14
第四章 穿越段对公路、公路隶属设施质量和安全技术评定 15
4.1 公路行政许可评定 15
4.1.1相关条文 15
4.1.2相关公路行政许可检验和评定 17
4.2 交叉角度评定 17
4.2.1相关条文 17
4.2.2交叉角度检验和评定 17
4.3侵入公路建筑界限评定 17
4.3.1相关条文 17
4.3.2侵入公路建筑界限检验和评定 19
4.4管道埋深评定 19
4.4.1相关条文 19
4.4.2管道埋深检验和评定 20
4.5沉降评定 20
4.6 管道壁厚评定 21
4.7 施工对公路交通安全影响评定 22
4.8场地恢复 22
4.9总体评价 22
第五章 提议对策方法 24
5.1 防工程失败对策方法 24
5.1.1选择适宜钻机 24
5.1.2加强导向孔施工质量 24
5.1.3控制预扩孔偏移和波浪 24
5.1.4加强泥浆流变性控制 25
5.1.5选择适宜钻具，加强扩孔量控制，预防塌孔 25
5.1.6妥善处剪发送沟 25
5.1.7加强设备维护保养 25
5.2防路面隆起、沉降和塌陷对策方法 26
5.3防路基、路面崩裂对策方法 26
5.4防泥浆污染对策方法 26
5.5防交通安全事故对策方法 26
第六章 结论和提议 28
6.1 结论 28
6.1.1相关公路行政许可评定结论 28
6.1.2 交叉角度评定结论 28
6.1.3侵入公路建筑界限评定结论 28
6.1.4管道埋深评定结论 28
6.1.5沉降评定结论 28
6.1.6管道壁厚评定结论 29
6.1.7交通安全评定结论 29
6.1.8场地恢复 29
6.1.9总体评价 29
6.2 提议 30

第一章 项目概况
1.1 工程介绍
本工程为郑州经济技术开发区云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21#-32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口（东向西）匝道定向钻施工，设计为架空10KV高压线路入地，采取16位顶管敷设，沿航海东路中北28米部署，采取定向钻施工工艺，确保高速道路通行不受施工影响。

1.2 穿越段自然概况
1.2.1 气象条件
郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖气团交替频繁，春夏秋冬四季分明。冬季漫长而干冷，雨雪稀少；春季干燥少雨多春旱，冷暖多变大风多；夏季比较炎热，降水高度集中；秋季气候清凉，时间短促。整年平均气温15.6℃；8月份最热，月平均气温25.9℃；1月份最冷，月平均气温2.15℃。整年平均降雨量542.15毫米，无霜期209天。整年日照时间约1869.7小时。
1.2.2 地貌描述
开发区属黄河冲积区，地势平坦，相对高度通常为5-10米，多为沙荒地和薄产田。区内村庄稀少，人口密度低(237人/平方公里)。
开发区属季风性气候。冬季主导风为东北风和西北风，夏季为南风。整年静风频率为15%。冬季平均室外风速为2.8米/秒。
郑州市水资源年平均总量为22．44亿立方米(不包含中、深地下水)。地下水为东丰西欠，年径流量为西丰东欠。开发区地下水位6-8米，地下水资源丰富。300米深井单井出水量达60吨/小时，水质良好。开发区西有七里河，东有潮河，两河均属贾鲁河支流。
开发区跨黄河冲积平原和源前冲积平原两个地貌单元，属于稳定场地，承载力标准值95~220kpa。水位埋深6~8米。
地震设防烈度为7度。
1.3技术评定任务
《中国公路法》第四十五条要求“跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或架设、埋设管线等设施和在公路用地范围内架设、埋设管线、电缆等设施应该事先经相关交通主管部门同意”。所以涉路工程行政许可是交通主管部门法定职责。 成品油管道定向穿越长湘高速属于涉路工程范围，对其进行安全评定能够从源头上降低其对公路结构和交通安全影响，为公众出行、公共安全提供保障。
本项目将依据业主提供《云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21#-32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口（东向西）匝道定向钻施工线路施工图》设计文件，站在公正、客观、科学立场上，对照“安全、经济”标准分析该工程对京港澳高速及其隶属设施质量和安全影响进行技术评定。本管道穿越段同时穿过京港澳高速公路，故本汇报关键对高速公路影响进行技术评定，具体内容以下：
1）云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21#-32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口（东向西）匝道定向钻施工对高速公路及其隶属设施质量和安全进行技术评定。
2）结合建设条件对管道穿越段设计和施工方案合理性进行审核并提出咨询意见。 经过论证该穿越管道施工、运行过程中在安全方面可行性给出技术评定结论。保障管道安全安装，保护公路及其隶属设施质量，保障公共交通安全，为公路管理部门实施监察、管理提供依据。
1. 4 技术评定依据
1）《中国公路法》（主席令第18号修正）
2）《中国公路管理条例》（国务院令第543号）
3）《公路工程技术标准》（JTGB01-）
4）《公路路线设计规范》（JTGD20-）
5）《公路项目安全性分析指南》（JTG/TB05-）
6）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—）
7）《相关处理石油管道和天然气管道和公路相互关系若干要求(试行)》（[78]交公路字698号）
8）《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》（SY/T 0032—）
9）《管道穿越工程施工及验收规范》（SY/T 4079—95）
第二章 关键方案
2.1 电力管道定向钻穿越京港澳高速设计方案

2.2管道定向钻穿越京港澳高速施工方案
2.2.1定向钻施工优点
1）定向钻穿越施工含有不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会影响居民正常生活和工作秩序，处理了传统开挖施工对居民生活干扰，对交通，环境，周围建筑物基础破坏和不良影响。
2）现代化穿越设备穿越精度高，易于调整敷设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，完全能够满足设计要求埋深，而且能够使管线绕过地下障碍物。
3）本穿越段管道在路面覆盖厚度约为10m，所以采取水平定向钻机穿越，对周围环境没有影响，不破坏地貌和环境，适应环境保护各项要求。
4）采取水平定向钻机穿越施工时，施工不受季节限制，含有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
5）和其它施工方法比较，进出场地速度快，施工场地能够灵活调整，尤其在城市施工时能够充足显示出其优越性，而且施工占地少工程造价低， 施工速度快。
2.2.2定向钻施工缺点
定向钻施工是一项新生产工艺技术，现在中国尚无统一技术标准和施工验收规范。
1)施工结束，产品管和回扩孔之间空隙处理，不能像开槽埋管施工方法回填密实，对于横穿道路管线部位，孔内泥浆固结后，道路可能出现微量下沉。
2)因为非开挖法施工铺设管道高程近似倒置曲线，雨污水管道内淤积污物清洗不便。
3)当施工现场有干扰时，如无线电发射台、输电线路、变压器等将影响手持式跟踪仪测量精度。
2.2.3定向钻施工
1）钻机及配套设备就位
将钻机就位在穿越中心线位置上，钻机就位完成后，进行系统连接、试运转，确保设备正常工作。
2)测量控向参数
按操作规程标定控向参数，为确保数据正确，在穿越轴线不一样位置测取，且每个位置最少测四次，进行对比，并做好统计，取其有效值平均值作为控向Line Az值。
3) 泥浆配制
因为穿越经过地层关键是粉质粘土、砂卵石层、砾岩及砂岩，软硬改变复杂，对泥浆要求比较高，为克服对付这种不利原因，将采取以下方法：
⑴水源采取就近取水，用水泵输送至水罐内，在水罐中沉淀、过滤后配浆。
⑵根据试验室确定好泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出符合要求泥浆。
⑶为了确保泥浆性能，使膨润土有足够水化时间，增加泥浆储存罐和泥浆快速水化装置。
⑷泥浆回收利用：钻机场地和管线组装场地各有一个泥浆搜集池，泥浆经过泥浆池搜集，再经过泥浆回收系统回收再使用。
⑸泥浆在各个阶段所起作用以下：
①钻导向孔阶段要求尽可能将孔内泥砂携带出孔外，同时维持孔壁稳定，降低推进阻力，降低钻头温度；
②预扩孔阶段要求泥浆含有很好携带能力，护壁效果，预防地层坍塌；
③扩孔回拖阶段要求泥浆含有很好润滑、护壁、携砂能力，降低摩阻和扭矩。
4）钻机试钻
开钻前做好钻机安装和调试等一切准备工作，确定系统运转正常。严格根据设计图纸和施工验收规范进行试钻，当钻进1～2根钻杆后，检验各部位运行情况，如多种参数正常即可正常钻进。
5钻导向孔
导向孔钻进是整个定向钻施工关键，首先钻光缆套管导向孔及回拖光缆套管，再进行主管线导向孔钻进。导向孔钻进是整个定向钻施工关键。
控向对穿越精度及工程成功至关关键，并直接关联到主管穿越。开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，泥浆和司钻重视每一个步骤，认真分析各项参数，相互配合钻出符合要求导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况，达成出土正确，成孔良好。
为预防钻孔时导向孔和设计穿越曲线偏移，将部署人工磁场(Tru-Trucker system)确保穿越精度。在施工中，要严格根据施工规范，确保每根钻杆操作符合设计所要求曲率半径。钻进过程中，要依据泥浆返流情况立即做出正确判定，掌握地层实际情况，合理利用泥浆润滑、护壁作用，预防沉砂、塌孔、包钻、卡钻。
6）扩孔
导向孔完成后，钻头立即拆卸，装上检验合格ф350mm扩孔器沿着已形成导向孔进行第一次预扩孔，扩孔速度要慢于正常速度，泥浆流量和泥浆配比要符合要求，终孔直径为650mm。在扩孔中，为确保泥浆性能、用量。将在出土点侧安装一套泥浆处理系统，和钻机侧泥浆系统同时进行“对注作业”。
7）管线回拖
回拖是定向穿越最终一步，也是最为关键一步。管线回拖前要仔细检验各连接部位牢靠，在回拖时进行连续作业，避免因停工造成阻力增大。
为确保回拖顺利和防腐层不受破坏，将采取以下方法：
1）回拖前，对穿越主管进行电火花检漏，对存在漏点立即进行补伤。
2）管线回拖采取发送沟方法进行。发送沟采取单斗作业，其尺寸为上口宽3m、下口宽1.2m、深1.2m；在挖发送沟时，计算好管线进入孔洞这一段发送沟坡度，确保发送沟和穿越孔洞圆滑平缓。
3）在回拖作业时，增加高润滑泥浆，使高润滑泥浆象薄膜一样附着于防腐层表面，保护防腐层，降低回拖阻力。

8）钻机场地地貌恢复、剩下泥浆处理和设备转场。
回拖完成后，立即进行设备转场，同时进行泥浆处理、地貌恢复工作。采取罐车将废弃泥浆运至环境保护部门指定地方。
2.2.4施工方法
1) 预防定向钻在钻孔时导向孔和设计穿越曲线偏移方法
⑴探头校验
控向系统操作手册相关要求，对探头进行效验，探头测量精度在要求范围内才许可使用。
⑵方位角平均值法
方位角正确度对横向偏差（左右偏移）影响较大。所以，在穿越中心线上，选择三个不一样位置，每个位置旋转探头四次，每次旋转90度，最终取方位角测量值平均值，这么测量方位角最靠近实际方位角，有利于提升左右偏移正确度。
⑶采取人工磁场
探头进入人工磁场区域，在人工磁场方法下测量钻头位置靠近钻头实际位置，依据人工磁场下测量值立即纠正钻进方向，使钻头测量位置更靠近实际值。
⑷安排有经验控向、司钻操作
控向原理对绝大部分搞控向技术人员来说全部没有问题，控向、司钻实际经验很关键，经验丰富控向、司钻人员在复杂钻进控制上会更合理，钻出曲线更圆滑。
⑸严格根据控向作业指导书操作
依据每一个穿越工程地质、管径、壁厚情况及设计参数，以控向人员为主，司钻、泥浆人员配合，编制控向作业指导书，严格根据指导书操作。
2)预防定向钻穿越预扩孔卡钻事件发生方法
⑴控制扭矩在合理范围内
扭矩过大，钻杆卸扣困难，欲速则不达。所以，依据设备性能、钻具情况及司钻操作规范，把扭矩控制在适宜范围内。
⑵严格按泥浆作业指导书进行泥浆配比
⑶做好扩孔统计
在每级扩孔施工中，要认真观察扩孔情况，填写每一级扩孔数据。假如发生扩孔不顺畅等，则需进行一次洗孔。实际扩孔尺寸可依据现场情况进行调整。
⑷合理部署水咀数量和直径
依据地质情况及扩孔直径，合理部署水咀数量和直径，确保泥浆压力和流速，从而提升携带能力，降低钻屑床生成。
⑸合理选择钻具配合
合理钻具配合有利于提升扩孔效率，并减小风险。我企业利用多年施工经验，已开发出大口径长距离定向钻穿越钻具组合。
⑹配置解卡钻具
在实际施工中，一旦发生卡钻，利用我企业自主研制解卡钻具可快速解卡，避免时间长孔洞塌方报废情况。解卡钻具已成功应用于磨刀门水道穿越及其它管线穿越工程中。
3)确保管线顺利回拖方法
作为管道定向钻施工最终一环，回拖作业成败直接决定着整个定向钻工程成败。为确保穿越管道顺利回拖完成，在本工程中做好以下应急方法准备。
⑴管道采取发送沟方法回拖，沟内注水，减小回拖力。
⑵采取夯管锤助力回拖。
4)泥浆处理、防冒浆方法
⑴泥浆处理方法：泥浆回收处理再利用。
泥浆回收处理再利用方法是泥浆处理关键方法，也是降低施工成本关键方法。
a、在钻机入、出土点周围挖一个沉沙池（泥浆池），使从地下返出废泥浆流入沉沙池，使废泥浆中钻屑自然沉淀。
b、利用轴流泵，将经过初步沉淀废泥浆抽到泥浆振动筛上。
c、利用泥浆振动筛将废泥浆进行第一级除砂处理。
d、利用除砂清洁器将废泥浆进行第二级除砂处理。
e、利用除泥清洁器将废泥浆进行第三级除砂处理。
f、在穿越施工中，废泥浆通常经过以上三级处理即可满足施工要求，反复再利用。
⑵泥浆处理方法：泥浆外运、掩埋。
a、回收废泥浆时分离出来泥沙等，设专门堆放场地。
b、定向穿越施工完成后，对剩下泥浆和回收废泥浆时分离出来泥砂运输到当地垃圾填埋场。
剩下泥浆外运，全部要取得相关部门同意，不可造成环境污染。剩下泥浆外运时要使用密封好灌车运输，预防运输过程中泥浆洒落到路途上。

第三章 关键危险、有害原因辨识和分析
3.1关键危险有害物质特征分析及分布
本管道穿越长湘高速段关键地质情况为丘陵地带，地形起伏。管道处于第二层地质，该层地质为圆砺，杂色，密实，亚圆形为主，粉质黏土充填。关键粒径10-20mm直间，约占50%，最大可见50mm以上，成份不一。最大揭露厚度为3.0m，未揭穿，土石等级为Ⅲ级。因为本管道穿越段在第二层地质，地基发生沉降可能性不大，故不会发生因地基不均匀沉降引发管道破坏。
3.2定向钻穿越施工过程中对公路及隶属设施质量和安全影响分析
依据类比工程，结合本管道水平定向穿越实际情况，该穿越段对公路及其隶属设施影响关键表现为：工程失败；路面沉降、塌陷；路堤、路面崩裂和泥浆污染。
3.2.1工程失败
工程失败关键后果表现为回拖失败、扩孔报废。其关键原因可能是：钻机能力不够；导向孔不符合要求；预扩孔偏移量过大；孔内泥屑堆积过多；塌孔：管道进孔不顺畅；设备故障。泥浆含水量过大，引发孔壁亲水性土壤吸水造成缩孔，当缩孔时强行开钻，可能发生卡钻甚至造成工程失败。
3.2.2路面隆起、沉降和塌陷
依据类比工程，路面隆起、沉降和塌陷在定向钻穿越中时有发生。其关键原因可能是出、入土点距路基过近、地质较差或预扩孔直径过大、未进行沉降观察等。从而造成路基塌陷或破坏，路面结构层龟裂、反射裂缝甚至塌陷。一旦路面塌陷，将影响省道交通安全。
3.2.3路基、路面崩裂
水平定向穿越引发路基、地面崩裂通常只在(钻机)入土点发生。其关键原因可能是出、入土点距路基过近、孔内泥屑堆积过多、局部塌孔、回拖速度过快等。
3.2.4泥浆污染
因为大口径管道水平定向穿越泥浆使用量很大，除出、入土点两端泥浆池存放泥浆需要处理之外。穿越沿程冒浆、跑浆可能造成公路边沟、耕地、水域污染。
3.2.5施工作业活动引发交通事故
因为管道从长湘高速罗家冲大桥台背西侧路基穿越，出土点和入土点设备、材料进场，人员作业活动能够从高速公路教导和罗家冲大桥下经过，故本穿越段施工作业活动对高速公路运行安全无影响。

第四章 穿越段对公路、公路隶属设施质量和安全技术评定
4.1 公路行政许可评定
4.1.1相关条文
⑴《中国公路法》（主席令第18号）
第四十四条要求，“任何单位和个人不得私自占用、挖掘公路。因修建铁路、机场、电站、通信设施、水利工程和进行其它建设工程需要占用、挖掘公路或使用公路改线，建设单位应该事先取得相关交通主管部门同意；影响交通安全，还须取得相关公安机关同意。占用、挖掘公路或使公路改线，建设单位应该根据不低于该段公路原有技术标准给予修复、改建或给对应经济赔偿”。
第四十五条要求，“跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或架设、埋设管线等设施，和在公路用地范围内架设、埋设管线、电缆等设施，应该事先经相关交通主管部门同意，影响交通安全，还须取得相关公安机关同意；所修建、架设或埋设设施应该符合公路工程技术标准要求。对公路造成损坏，应该根据损坏程度给赔偿”。
第四十七条要求，“在大中型公路桥梁和渡口周围二百米、公路隧道上方和洞口外一百米范围内，和在公路两侧一定距离内，不得挖砂、采石、取土、倾倒废弃物，不得进行爆破作业及其它危及公路、公路桥梁、公路隧道、公路渡口安全活动”。
第五十六条要求，“除公路防护、养护需要以外，严禁在公路两侧建筑控制区内修建建筑物和地面构筑物；需要在建筑控制区内埋设管线、电缆等设施，应该事先经县级以上地方人民政府交通主管部门同意。前款要求建筑控制区范围，由县级以上地方人民政府根据保障公路运行安全和节省用地标准，依据国务院要求划定。建筑控制区范围经县级以上地方人民政府依据前款要求划后，由县级以上地方人民政府交通主管部门设置标桩、界桩。任何单位和个人不得损坏、私自挪动该标桩、界桩”。
第六十七条要求，“在收费公路上从事本法第四十四条第二款、第四十五条、第四十八条、第五十条所列活动，除依据各条要求办理外，给公路经营企业造成损失，应该给对应赔偿”。
⑵《公路安全保护条例》（3月7日国务院令593号）
第二十七条进行下列涉路施工活动，建设单位应该向公路管理机构提出申请：
（一）因修建铁路、机场、供电、水利、通信等建设工程需要占用、挖掘公路、公路用地或使公路改线；
（二）跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或架设、埋设管道、电缆等设施；
（三）在公路用地范围内架设、埋设管道、电缆等设施；
（四）利用公路桥梁、公路隧道、涵洞铺设电缆等设施；
（五）利用跨越公路设施悬挂非公路标志；
（六）在公路上增设或改造平面交叉道口；
（七）在公路建筑控制区内埋设管道、电缆等设施。
第二十八条申请进行涉路施工活动建设单位应该向公路管理机构提交下列材料：
（一）符合相关技术标准、规范要求设计和施工方案；
（二）保障公路、公路隶属设施质量和安全技术评价汇报；
（三）处理施工险情和意外事故应急方案。
公路管理机构应该自受审申请之日起20日内作出许可或不予许可决定；影响交通安全，应该取得公安机关交通管理部门同意；包含经营性公路，应该征求公路经营企业意见；不予许可，公路管理机构应该书面通知申请人并说明理由。
⑶《中国公路管理条例》（12月27日国务院令第543号）
第二十四条要求，“不得在大型公路桥梁和公路渡口上、下游各二百米范围内采挖沙石、修建堤坝、倾倒垃圾、压缩或扩宽河床、进行爆破作业。不得在公路隧道上方和洞口外一百米范围内任意取土、采石、伐木”。
该第二十七条要求，“兴建铁路、机场、电站、水库、水渠、铺设管线或进行其它建设工程，需要挖掘公路，挖掘、占用、利用公路用地及公路设施时，建设单位必需事先取得公路主管部门同意，影响车辆通行。还须取得公安交通管理机关同意。工程完成后，建设单位应该根据原有技术标准，或经协商根据计划标准修复或改建公路”。
第二十八条要求，“修建跨越公路桥梁、渡槽、架设管线等，应该考虑公路远景发展，复合公路技术标准，并事先取适当地公路主管部门和公安交通管理机关同意”。
4.1.2相关公路行政许可检验和评定
总而言之，依据对《中国公路法》、《公路安全保护条例》和《中国公路管理条例》上述条文了解，检验结论以下：
本项目在实施前，应依据《中国公路法》第四十五条、第四十七条要求和《中华人名共和国公路管理条例》第二十九条、第三十条要求，该项目“云7板航海路南线21#-31#、云21板航海东路南线21#-32#线路改造项目穿越京港澳高速航海路上口（东向西）匝道定向钻施工”，建设单位应事先经相关交通主管部门同意，本项目交通主管部门为“长湘高速公路管理处”。另外，本项目还存在影响交通安全原因，所以“还须取得公安机关交通管理部门同意”。
因为本穿越段实施过程中，能够避免或不存在“挖砂、采石、取土、倾倒废弃物，爆破作业及其它危及公路、公路桥梁、公路隧道、公路渡口安全活动”，所以穿越段设计和施工符合该条法律法规要求。
本项目应依据法律法规要求，着重分析影响公路、公路隶属设施质量和安全，和影响交通安全原因，并提出提议，使项目实施运行能够符正当律法规要求；在实施阶段应严格避免出现法律法规严禁行为。
4.2 交叉角度评定
4.2.1相关条文
1、通常采取垂直交叉，从公路路基下穿越。如必需斜交，斜交角不宜小于60°;在特殊情况下，不应小于45°。在山区因受地形限制部分地段，斜交角最小不应小于30°。
4.2.2交叉角度检验和评定
本工程管道穿越段和**高速夹角约为75°，交叉角度满足规范要求。
4.3侵入公路建筑界限评定
4.3.1相关条文
⑴《公路工程技术标准》（JTG B01-）
第1.0.6条要求：“公路用地范围为公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不少于1m范围内土地；在有条件地段，高速公路、一级公路大于3m、二级公路大于2m范围内土地为公路用地范围”。
第8.6.1条要求：“电讯线、电力线、电缆、管道等均不得侵入公路建筑限界，不得妨碍公路交通安全，并不得损害公路结构和设施”。
⑵《公路路线设计规范》 （JTG D20-）
第6.6.1强制性条文要求：“公路建筑界限是为了确保公路上要求车辆正常运行和安全，在一定宽度和高度范围内，不得有任何障碍物侵入空间范围。在公路横断面设计中，公路标志、护栏、照明立柱、电杆、管线、绿化、行道树和跨线梁底、桥台、桥墩等任何部分不得侵入公路界线以内”。
第12.5.9条要求：“多种管线跨越公路设施，不得侵入公路建筑限界，不得妨碍公路交通安全、损害公路设施，也不得对公路设施形成潜在威胁”。
该规范条文说明第12.5.5条解释为：“1981年颁发《公路工程技术标准》列入了高速公路，自1990年实现高速公路“零”突破以来，高速公路建设有了迅猛发展。鉴于高速公路对国民经济发展关键性及其交通量大、不许可中止交通等特征，同时考虑到管道检验、养护和维修工作能正常进行，并不致影响公路运行和安全，所以，供水、污水、化工等管线和高速公路、一级公路相交，应采取穿越方法，埋置地下专用通道，并在其两侧设置检验井和标识性标志。
该规范条文说明第12.5.9解释为：“条文中所要求多种管线均不得侵入公路建筑限界，这是公路正常行车所不可缺乏条件。不得妨碍公路交通安全是指：如高压输电线路，即使未侵入公路限界，但若跨越公路高度不够，则会妨碍公路交通安全；水渠、水管虽不在公路限界之内，但常常漏水，也会损害公路路基稳定或引发边坡失稳。不得对公路及其设施形成潜在威胁是指：如石油、天然气或其它管道挂附在公路桥梁上，或敷设于公路隧道内，全部会对公路及其设施组成潜在安全威胁；多种管线设施，如水池、油气管线加压站房等，对公路亦可能组成安全威胁，故不得建在公路用地范围内或周围”。
4.3.2侵入公路建筑界限检验和评定
对于公路界限，本工程管道采取定向钻方法穿越长湘高速，经检验，本管道穿越段入土点在 ，离**高速边沟距离远大于3m，出土点距高速公路边沟距离大于3m。另外，故本管道穿越段未侵入公路建筑界限，满足规范要求。
4.4管道埋深评定
4.4.1相关条文
⑴《公路路线设计规范》 （JTG D20-）
第12.5.6条要求：穿越公路保护套管，其顶面距路面底基层底面应大于1.0m。
⑵《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB 50369—）第13.1.1条和《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY/T 4079-95）第7.1.2条
要求：穿越管道管顶距公路路面不得小于1.2m，在路边低洼处管道埋深不得小于0.9m。
⑶《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB 50423—）第7.1.6条、《油气管道穿越工程施工规范》（GB 50424—）第8.1.2条
要求：穿越管道管顶距公路顶面路面不得小于1.2m；在路边沟底最低处埋深不得小于1.0m；路边沟为关键水渠时，距水渠最低处埋深不得小于1.5m。间距起算点为管道外壁或套管顶部。
⑷《相关处理石油管道和天然气管道和公路相互关系若干要求(试行) 》（[78]交公路字698号）文件
第三条要求：管道在公路路基下穿越(或路基填压管道)时，管道(或套管)顶面距公路路面顶面不应小于1.0m，距公路边沟底面不宜小于0.5m。
⑸《钢质管道穿越铁路和公路推荐作法》（SY/T 0325—T）
第5.3.2条要求：穿越位置，应尽可能避免在潮湿或岩石地带及需要深挖处穿越。
第5.4.2条要求：穿越公路输送管，其最小覆盖厚度在公路路面以下为1.2m，在公路界限范围内其它全部表面下0.9m。
第6.7.3条要求：公路下套管应按要求最小覆盖层安装，其最小覆盖层(从套管顶至路面距离)应符合公路路面层下1.2m，在公路界限范围内其它全部表面下0.9m。
4.4.2管道埋深检验和评定
综合《公路工程技术标准》（JTG B01—）、《公路路线设计规范》（JTG D20—）、《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB 50369—）、《油气管道穿越工程施工规范》（GB 50424—）、《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB 50423—）、《油气管道穿越工程施工规范》（GB 50424—）、《相关处理石油管道和天然气管道和公路相互关系若干要求(试行) 》（[78]交公路字698号）、《钢质管道穿越铁路和公路推荐作法》（SY/T 0325—T）和施工图（说明书）》等相关要求，“穿越公路管道其顶面距路面顶面应大于1.2m，在路边低洼处管道埋深不得小于0.9m，不带套管穿越时，距路边沟最低处埋深不得小于2.5m”。经检验，本项目穿越段穿越方法为定向钻穿越，在钢质管道外壁形成泥浆固结保护层，其顶面距路面顶面约为10m，远大于1.2m，在路边边沟埋深约为4m，大于2.5m，满足规范要求。
4.5沉降评定
穿越施工引发地面沉降计算方法关键有经验法和解析法。现在工程界常采取Peck提出地面沉降横向分布估算公式：

式中S(x)为地面沉降量(m)；x为离管道轴线水平距离(m)；Smax为管道轴线上方最大地面沉降量(m)；i为地面沉降槽宽度系数(m)；Vl为管道单位长度土体损失量(m3/m)，通常采取挖掘面面积百分率来估算土体损失大小，令η为土体损失百分率，则Vl=πr2η。
η取值依据管道所处层位土体性质确定，自稳性差、易流失土取大值。
i经验公式为：

式中：H为顶管埋置深度（m）
为土内摩擦角。
依据类比工程，本工程土层失土率η取5.4%，内摩擦角取18°。
Vl=πr2η=3.14×0.4062×0.054≈0.03m3
=10/(2.5×tg(45°-18°/2))=10/1.88≈5.49
=0.03/(2.5×5.49)=0.03/13.73≈0.002m=2mm
参考《公路路基设计规范》（JTG D30-）等规范要求“穿越施工造成公路路面沉降量应小于或等于20mm”，故本穿越段沉降满足要求。
4.6 管道壁厚评定
本工程穿越管道拟选择6.4mm壁厚管道，管道穿越施工时，部分管道采取热煨弯处理，形成弯管。本章节关键计算该工程拟使用管道壁厚是否满足《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-）相关要求要求，其形成弯管后能否保障管道日常安全生产需求。
管道最小公称壁厚计算

其中：δ——钢管计算壁厚(mm)；
P——设计压力(MPa)，本建设项目穿越管道拟设计压力为4.0MPa；
D——钢管外径(mm)，本建设项目拟用管道外径为406mm；
σs——钢管最低屈服强度(MPa)，经对管材相关资料检索，本建设项目拟用管道最低屈服强度为360MPa，部分管道经热煨弯处理制成弯管后其最低屈服强度为原管道75%；
F——强度设计系数，本建设项目管道拟穿越地域考虑到以后周围建设，其地域等级为三级地域，故强度设计系数取值为0.5 。
φ-焊缝系数。取1.0 。

经过计算，本穿越段管道最小公称计算壁厚为6.01mm 。本穿越段成品油管道设计壁厚为6.4mm大于最小公称计算壁厚，同时满足《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-）第7.3.3条中要求DN400～450（mm）管道最小壁厚为6.4mm要求。
4.7 施工对公路交通安全影响评定
依据本文第三章3.4节分析，定向钻施工过程中会对管道周围土体产生扰动，从而引发公路路面有一定变形。一旦路面发生沉降、甚至塌孔现象，事先又未设置施工通告和采取限速等方法，将严重影响高速公路中行驶车辆安全。所以施工全过程应做好动态监测，亲密注意，如有异常立即停止施工，并分析原因，采取有效补救方法立即处理。经过采取补救方法，能够预防和降低施工对公路、公路隶属设施质量和安全影响。
4.8场地恢复
依据《中国公路法》等法律法规、技术标准、规范要求，工程完成后，建设单位应该根据原有技术标准，或经协商根据计划标准修复公路。
1）地貌恢复
移除公路周围隔离物、场内外警示牌、标识牌；清理入土点和出土点作业场地材料、设备及建筑垃圾；恢复原有地貌。
2）公路、公路隶属设施恢复
建设单位应根据《公路工程技术标准》（JTG B01-）、《公路路基设计规范》等相关技术标准、规范要求要求修复公路和公路隶属设施。
4.9总体评价
本工程管道穿越**高速，采取定向钻穿越法施工，减小了对公路、公路隶属设施质量和安全影响，方案选择合理。

第五章 提议对策方法
5.1 防工程失败对策方法
5.1.1选择适宜钻机
通常选择钻机所要考虑关键参数是最大推／拉力和最大输出扭矩。计算和实践全部表明，管道回拖时回拖力关键和穿越地质条件、回拖管段规格和长度、预扩孔直径和质量相关。好地质条件。预扩孔质量相对轻易确保；回拖管段规格越大，长度越长，回拖力越大；预扩孔直径越大，质量越好，回拖力越小。预扩孔扭矩关键和地质条件、扩孔器直径、扩孔速度和上一级扩孔质量相关。土质硬度和扩孔器直径越大，扩孔速度越快，扭矩越大。上一级扩孔质量越好，扭矩越小。在选择钻机时，应综合考虑这些原因。通常情况下，钻机最大回拖力应大于回拖管段自重1/2；钻机辅出最大扭矩由钻机基础性能决定。
同时，应立即采取方法．最大程度地减小回拖力。方法之一就是回拖时采取水浮法发送穿越管段。
5.1.2加强导向孔施工质量
导向孔基础控制指标是出、入土角、曲线偏移和造斜段曲率半径。其中，(钻机)出、入土角通常比较轻易控制，只要确保钻机就位和随钻测量正确性即可：曲线偏移量控制要求正确控向技术和熟练司钻操作；对大口径管道水平定向穿越来说，造斜段曲率半径应作为导向孔关键指标加以控制。
地质不均匀或操作不妥全部可能造成导向孔局部或大部曲率半径不符合要求。为此，在正式施工前应具体阅读地质资料，实地勘察穿越地质。进行导向孔作业时，应确保穿越曲线圆滑，预防出现反向弯曲。
5.1.3控制预扩孔偏移和波浪
水平定向穿越最终扩孔直径通常为管道直径1.3～1.5倍。对于大口径管道水平定向穿越，当穿越沿程土质不均匀时。即使导向曲线很完美，因为钻杆、钻具本身重力作用，土质松软地方下切比较多，土质坚硬地方下切比较少，从而造成预扩孔偏移。使疆扩后穿越曲线变成波浪形。这种偏移和波浪对管道顺利回拖是极其有害。尽可能减弱这种偏移和波浪关键方法是选择合理钻具和钻具组合。应针对地质条件采取钻具以板式扩孔器和桶式扩孔器为主，在进行较大扩孔时辅以扶正器，以很好地处理了预扩孔偏移和波浪问题。
5.1.4加强泥浆流变性控制
水平定向穿越成孔依靠较于钻具对周围土壤切削和挤压。泥浆关键作用之一就是悬浮和携带泥屑。假如泥浆流变性不好，其悬浮和携带泥屑作用就会大打折扣。钻具切削下来泥屑就可能大量地沉积在孔内，从而增加回拖阻力为了尽可能地将孔内泥屑清除洁净，必需确保泥浆流变性。同时，经验表明，板式扩孔器扩孔后，采取桶式扩孔器清孔整形对确保预扩孔质量有很大好处。
5.1.5选择适宜钻具，加强扩孔量控制，预防塌孔
在满足管道回拖要求前提下尽可能选择较小扩孔直径；选择适宜泥浆；选择适宜钻具和钻具组合：并尽可能缩短施工周期。
孔径越大，塌孔可能性越大。这是不言而喻。但如前所述，较大孔径又有利于管道回拖。这是-个难以调和矛盾。现在在大口径管道穿越中处理这个矛盾方法是选择预扩孔直径下限，即通常情况下，取预扩孔直径为穿越管径1.3倍左右。同时，配置适宜泥浆，合理使用防塌剂。
5.1.6妥善处剪发送沟
发生钻具断裂事故，除地质不均和钻具疲惫原因外，有相当一部分是因为管道进孔顺畅，管道强制入洞后钻具和管段不在一条轴线上，其局部微弱步骤在交变应力作用发生脆裂。为预防这种现象发生。在开挖发送道(沟)时，应尽可能使发送道(沟)和管孔自然衔接。
5.1.7加强设备维护保养
认真、定时进行设备维护保养，确保设备正常运转。对故障率较高设备应配置备用设备。
5.2防路面隆起、沉降和塌陷对策方法
在良好土壤中进行水平定向穿越时，在管孔顶部会形成自然卸荷拱。卸荷拱高度和管孔孔径、土壤坚实度和它上部荷载相关。孔径越大，卸荷拱高度越高；上部荷载越大，卸荷拱高度越高；土壤坚实度越高，卸荷拱高度越低；假如卸拱高度小于孔顶疆土厚度，孔顶覆土就会塌陷，进而引发堤坝塌陷。预防这一现象发生基础前提是确保出、入土点距路堤安全距离。即确