燃气管道水平定向钻穿越的设计要点
1.水平定向钻穿越技术概述及优势
1.1水平定向钻敷管技术概述
水平定向钻敷管技术是管道敷设中的一种新型技术，采用非开挖
方式，利用水平定向钻机在不同深度以及不同地层的环境下进行钻进，
并结合导向仪达到精准的设计位置。在施工中可按照预先设定的轨迹
钻取一个导向孔，再将扩孔器安装在导向孔出口端的钻杆头部，进行
扩孔处理。扩孔达到一定的标准后，将管道、旋转接头以及拉管头连
接在扩孔器的后端，进行回拉敷设地下管道。
1.2水平定向钻敷管技术的优势
该项技术较传统的管道敷设技术有以下几点优势：①缩短了施工
进度，运用该技术进行管道敷设可实现较长的穿越长度和较大的深度，
施工速度较快。②提高了施工质量，导向精准，不仅具有较高的效率，
还对施工的质量具有一定的保障。③确保了施工的安全性，运用该技
术规避了传统施工过程中施工难的问题，也有效降低了施工中安全事
故的发生率。④不损坏地面构筑物，不影响交通、航运，减少环境污
染，而且工程造价低，有显著的社会效益和经济效益。
2.燃气管道水平定向钻设计前期的相关要求
在水平定向钻设计前期，设计单位应严格按照《城市燃气设计规
范》、《输气管道设计规范》、《岩土工程勘察规范》等提出工程测
量及地质钻探方面的相关要求。
1）要求提供的平面地形图的比例为1：500或1：1000，断面图
的竖向比例为1：100或1：200，纵向比例为1：500或1：1000。
2）要求提供管线穿越段的地质勘探报告，包含水文地质、岩土力
学指标、地质断面图、柱状图等资料。在给地勘单位布置勘测钻孔点
时，一般可取管道中心两侧约20～30cm处，每50m交叉布置。若遇
到环境复杂的土质条件，可适当增加钻探孔的密度。勘探钻孔分为控
制钻孔及一般钻孔，控制钻孔一般占勘探钻孔总数的1/2～2/3。勘探
钻孔的深度一般可取河床底或路面下20m，确保大于管道敷设深度的
10m。
3）要求提供管线穿越段的物探资料，例如已建管道和其他埋设物
的位置及标高等，物探结果需反映在平面图及纵断面图上，为定向钻
的穿越轨迹提供设计依据。一般要求物探的范围是穿越管段四周的
50m～100m。
3.燃气管道水平定向钻穿越的设计要点
在对燃气管道水平定向钻进行穿越方案的设计时，必须对管道壁
厚以及管道抗拉力进行校核，并确定曲率半径。管道壁厚以及抗拉力
的校核是为了保障燃气管道的基本安全性，而曲率半径R的设计也必
须符合一定的科学性，一般取管道外径的1500倍，且必须大于300m。
除了保障这些基本的技术参数外，还需注意对以下几个方面的内容加
以足够的重视：
3.1根据地勘及物探资料合理设计穿越轨迹
水平定向钻比较适用于粘土、沙土及硬不高的岩石，故根据地勘
资料，选择穿越土层时应优先考虑以上土层，尽量避免在卵石层等硬
度较大的土层中进行定向钻穿越。如实在难以避免，须采取相应有效
的措施，近年随着技术水平的进步，在卵石这类不理想的土层也有成
功穿越的例子。而在《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423—
2007中有规定穿越水域时，穿越管段管顶埋深应设在河流最大冲刷线
2.5M以下，穿越管段管顶到河床底部的最小距离宜大于穿越管径的
10-15倍，且不小于6M。因此当穿越河流等水域时，需注意看地勘报
告，根据河流最大冲刷线、河床底标高等资料设计燃气管道定向钻的
管顶埋深。同时鉴于当今地下管线越来越复杂，设计定向钻穿越轨迹
时也需注意根据物探报告对地下管线及构筑物进行避让。特别是污水
管线一般采用无压自流方式，埋深通常都较深，对我们燃气管线的穿
越轨迹有一定影响。
3.2根据现场条件合理设计定向钻出入土点
燃气管道水平定向钻常见的设计断面图如图1所示。
图1水平定向钻常见的设计断面图
图中定向钻入土角为α，出土角为β，一般情况下入土角宜为
8o～18o，出土角宜4o～12o。入钻点之后的直线段距离L1不可小于
20m，水平段长度L2最好不低于10m。当实际施工时，定向钻入土
及出土位置是需要进行一定范围的开挖，开挖面积一般约在
1.5mX2.0m，开挖深度约1.2-1.5米。同时小型号的钻机系统一般也
需要有8mX3m