摘　要：通過分析水平定向鉆敷設PE燃氣管道技術中引起管道探測失敗的原因及改進措施，指出常規(guī)示蹤線法難以保證對水平定向鉆敷設的PE燃氣管道精確定位，推薦采用鉆頭軌跡法、示蹤探頭法、常規(guī)示蹤線法相結(jié)合的方法以精確定位。

關鍵詞：水平定向鉆；  聚乙烯燃氣管道；  定位；  鉆頭軌跡法；  示蹤探頭法

Positioning Technology of PE Gas Pipeline Laid by Horizontal Directional Drilling

Abstract：Through the analysis of reasons and improvement measures for pipeline detection failure of PE gas pipeline laid by horizontal directional drilling，it is proposed that the conventional tracer method is difficult to guarantee the precise location of PE gas pipeline laid by horizontal directional drilling．The combined use of bit trajectory method，tracer probe method and conventional tracer method is recoinnlended for precise position．

Keywords：horizontal directional drilling；PE gas pipeline；positionin9；bit trajectory method；tracer probe method

1　概述

聚乙烯(PE)管道具有不導電、不導磁的特點，因此無法直接探測到其在地下的位置。當前國內(nèi)外普遍采用以電流脈沖感應為原理的金屬示蹤線法作為PE燃氣管道位置探測的常規(guī)方法。

CJJ 63—2008{聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》第6．2．6條規(guī)定，聚乙烯燃氣管道敷設時，應隨管道走向埋設金屬示蹤線。其目的也是為了以后便于測出管道的位置。在正常開挖敷設PE燃氣管道工程中，因管道埋深較小且示蹤線破壞小，故常規(guī)示蹤線法基本可以滿足PE管道的定位要求。隨著水平定向鉆敷設PE燃氣管道技術在城鎮(zhèn)燃氣工程中的大力推廣，由于各種原因引起管道探測失敗導致無法定位的案例也常有發(fā)生，因此有必要對此課題進行

深入探討。

2　PE燃氣管道探測失敗的原因

依據(jù)筆者多年從事水平定向鉆進敷設PE燃氣管道的設計、施工經(jīng)驗，并查閱國內(nèi)外相關文獻，分析該技術中引起管道定位探測失敗的原因主要有以下6個方面。

①示蹤線的截面積過小，不僅在施工中容易拉斷，而且施加電流后形成的電磁信號不強，不利于探測^[1]。

②實踐經(jīng)驗證明，常規(guī)示蹤線法對于埋深0.5～2.5m的示蹤線探測精度尚可，但是水平定向鉆敷沒的PE管道埋深較深，有時達7m以上，這時因示蹤線上方金屬管道對其產(chǎn)生屏蔽作用等原因，會造成探測無法正常進行，或者由于周邊管線(尤其是電力電纜)、介質(zhì)等影響造成探測誤差大，無法滿足探測精度要求^[2]。

③在定向鉆穿越過程中，示蹤線或其接頭處因綁扎不到位而常被拉斷，致使后期無法探測定位?；蚴请S管埋設示蹤線時未能保持直線敷沒，甚至采用螺旋狀纏繞方式等，造成難以根據(jù)示蹤線精確定位PE管道^[1]。

④示蹤線接頭處沒有做好絕緣和防腐，造成示蹤線漏電，接頭處金屬線直接裸露在外也容易折斷和腐蝕，致使示蹤線不連續(xù)或連接不好，造成實地探測時無信號^[1]。

⑤金屬示蹤線的施加信號電流端接地良好，但末端未能采取良好的接地措施，導致金屬示蹤線末端與土壤間的電阻較大。當發(fā)射機向金屬示蹤線施加探測信號電流時，絕大部分信號電流未能流經(jīng)金屬示蹤線，而是直接流向了大地，造成探測距離短甚至末端無法探測的結(jié)果^[2]。

⑥即使金屬示蹤線完整，有時也會發(fā)生示蹤線預留的裸露端點被掩埋，無法施加信號，而被迫采用感應法進行探測。此時探測數(shù)據(jù)比采用通電法測得的數(shù)據(jù)更易受到附近其他金屬管線的影響，導致無法得到精確的探測結(jié)果^[2]。

3　對常規(guī)示蹤線探測技術的改進措施

①摒棄壓膜示蹤線之后，目前較多選用BV塑料銅芯線作為示蹤線代用產(chǎn)品，但因其是非專業(yè)產(chǎn)品，存在成本高、抗腐蝕和抗老化性能差、抗拉力有局限性、長度短致使接頭增多等缺陷。筆者建議可改用Ⅲ代銅包鋼燃氣專用示蹤線，兇其具有電阻小、抗拉強度高、抗腐蝕和抗老化性能好、長度長可減少接頭、連接處有專用連接防護接頭等優(yōu)勢，可滿足水平定向鉆敷設PE燃氣管道對示蹤線的要求。根據(jù)中山順康塑料制品公司提供的數(shù)據(jù)，對幾種示    蹤線進行性能比較，見表1。

②隨管牽拉示蹤線應沿PE管直線緊貼，并盡量保持示蹤線在PE管的上平面中心，避免偏位，勿以螺旋狀纏繞在PE管道上埋設。在施工過程中，應嚴格要求工人每隔一定的間距，用塑料膠帶把金屬示蹤線緊緊固定在PE燃氣管道上，確保示蹤線與管道綁扎牢固，不留松散段，以免施工過程中遇障礙物而被牽扯拉斷。

③應保證示蹤線接頭連接牢固，保持良好導電性能，可采用焊接或壓接方式。連接點應該用絕緣膠布包好或采用專用接頭連接，防止示蹤線連接處漏電、滲水造成腐蝕斷線，致使探測信號中斷。

④對于水平定向鉆進方式敷設的PE管道，由于示蹤線埋深較深，不宜選用感應法探測，宜用通電法，此時應保證隨管敷設的示蹤線兩端伸出地面至少1m以上，以備探測時施加信號電流用^[2]。并應選擇較低的通電頻率，盡量設法改善接地條件^[3]。若示蹤線確實無法引出地面，則應將金屬線的塑料外皮剝?nèi)ゼs50cm長與PE管一起埋設，保證示蹤線與大地充分接觸，盡可能減少接觸電阻^[1]。發(fā)射機的接地線也盡量不要跨接其他管線^[2]，以增大示蹤線的供電電流，提高信噪比，這樣便可獲得較好的探測效果^[3]。

⑤探測時應根據(jù)實際情況，可以采用改變供電點位置后重復探測一遍，檢查兩次探測結(jié)果的吻合情況，以便提高探測的準確性和精度^[3]。

4　三管齊下的準確定位方法

從以上論述可知，雖然對常規(guī)示蹤線探測技術采取了相應改進措施，但是由于常規(guī)示蹤線探測技術存在易受干擾等諸多瓶頸問題，因此筆者認為僅靠該方法對水平定向鉆進敷設PE管道進行定位存在不足及風險，致使出現(xiàn)竣工后實際管道無法探測的失敗案例也很正常。因此，尋求一種更為穩(wěn)妥的適合于水平定向鉆進敷設的PE管道(以下簡稱拉管管道)定位方法是本文致力探索的方向。筆者就數(shù)年實踐經(jīng)驗及查閱文獻，推薦由鉆頭軌跡法、示蹤探頭法、常規(guī)示蹤線法三管齊下的準確定位方法，可較好地解決水平定向鉆敷設PE管道的定位問題。

①鉆頭軌跡法

從實際經(jīng)驗可知，可以大體認為水平定向鉆進擴孔鉆頭的軌跡即是之后PE管敷設的軌跡。因此，施工過程中對鉆頭鉆進軌跡的詳實記錄，可以為日后準確定位PE管道提供參考數(shù)據(jù)。對鉆頭鉆進軌跡的準確記錄，可通過水平定向跟蹤導向儀中的導向檢測系統(tǒng)(主要由地下傳感發(fā)射探頭、地面手持式定位跟蹤儀和遠端監(jiān)視設備三部分構(gòu)成)實現(xiàn)^[4]。

②示蹤探頭法

示蹤探頭法(見圖l)主要用于探查有出入口的非金屬管道。該方法是將能發(fā)射電磁信號的示蹤探頭通過穿管設備，從管道開口處穿入拉管管道內(nèi)，在地面上用接收機接收示蹤探頭發(fā)射的信號，對拉管管道進行準確定位^[5]。只要具備良好的接地條件，此方法就能有效避免常規(guī)示蹤線法探測存在的弊端，不易受周邊管線、介質(zhì)干擾，能較大程度保證拉管管道的探測精度。采用該方法具有探測結(jié)果能準確提供拉管管道的三維空間位置數(shù)據(jù)及探測數(shù)據(jù)可作為拉管管道施工驗收依據(jù)兩點意義。

基于以上兩種探測方法，筆者建議對于水平定向鉆敷設的PE管道，可利用示蹤探頭法在拉管結(jié)束、管道尚未與已埋設管道連接前先行管道探測，并充分結(jié)合擴孔鉆頭鉆進軌跡數(shù)據(jù)準備好工程竣工資料，從而達到準確定位PE管道的目的。

應該說，通過上述兩種方法在工程施工過程中得到的數(shù)據(jù)，已經(jīng)基本可以達到PE管道定位要求了。利用上述兩組數(shù)據(jù)時，應注意以下三個問題：

a．應保證數(shù)據(jù)資料的準確、詳實，并及時做好記錄和存檔工作。

b．應盡量采用城市坐標系及標高作為定位依據(jù)，以免日后因地形地貌變化造成當時定位的參照物發(fā)生改變而定位失準。

c．應盡量避免因定向鉆穿越的探測深度受干擾而存在偏差。

③常規(guī)示蹤線法

常規(guī)示蹤線法作為工程竣工后最后一種探測地下PE管道的方法，因為有前兩種方法的探測數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)，所以可以大大提升其檢測結(jié)果的可靠性。即使竣工探測時出現(xiàn)某種原因?qū)е聼o法采用常規(guī)示蹤線法進行管道定位，因為有了前述數(shù)據(jù)，也不會造成管道定位數(shù)據(jù)缺失的局面。需要特別強調(diào)的是，采用常規(guī)示蹤線法時應盡量采用通電法，以達到準確定位水平定向鉆敷設PE燃氣管道的目的。

5　結(jié)語

雖然水平定向鉆敷設PE管道能給城鎮(zhèn)燃氣工程施工帶來便利，但是如果無法做好管道定位工作，會因為找不到埋地PE燃氣管道的準確位置而耽誤搶修，影響燃氣管網(wǎng)的安全運行。無法準確定位PE燃氣管道對城市地下管道的規(guī)劃管理、建設施工及地下空間的合理利用亦會產(chǎn)生不利，不少地下管線受損事故的主要原因均是非開挖管道竣工資料不準確或探測結(jié)果誤差大。水平定向鉆敷設PE管道若無法得到精確探測，該技術的推廣和應用將會受到一定阻礙，因此水平定向鉆敷設PE管道的探測方法研究具有重要的工程應用價值與現(xiàn)實意義。為此，筆者呼吁國家有關部門應及時規(guī)范水平定向鉆敷設PE管道的定位要求，可以為城鎮(zhèn)燃氣管道的安全運行提供良好保障，也將促進我國城鎮(zhèn)燃氣事業(yè)的健康快速發(fā)展。

參考文獻：

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本文作者：洪國

作者單位：福州市煤氣工程安裝有限公司