油气管道穿越河流段的安装工艺与技术要求

引言

随着我国基础设施建设和油气产业发展的不断加快，跨区域输气输油管网布局愈加复杂，管道穿越江河湖泊等地质环境成为不可避免的工程难题。河流段作为管道线路中极具挑战性的特殊地段，不仅面临着复杂的水文、地质条件，还必须兼顾环境保护、水体生态与施工安全。合理选择穿越工艺、严格控制施工质量、落实环保措施，成为保障工程顺利实施的关键。

1 常用河流穿越施工工艺及适用性分析

1.1 水下开挖铺设法

水下开挖铺设法是传统且较为常见的一种河流穿越工艺，其主要施工流程包括修建围堰、抽排水、挖槽、铺设管道、回填覆土等环节。该方法施工技术相对成熟，设备要求较低，适合用于小型或中等宽度、流速较缓、水深不大的河流区域。其优点是施工周期短、成本较低，但缺点也较为明显，主要体现在对河床扰动大、易引发水体污染以及难以在雨季或洪水期开展作业，环保性和安全性相对较差，因此在现代环保要求较高的工程中逐渐被其他非开挖技术所取代。

1.2 定向钻穿越法（HDD）

定向钻穿越法（Horizontal Directional Drilling, HDD）是一种先进的非开挖技术，通过导向钻进、扩孔、回拖等步骤，实现管道从河流下方穿越，施工过程中无需扰动河床，具备环保性好、精度高、适应能力强等显著优点。HDD 特别适用于地质较为稳定、河流宽度不超过 1500 米的中小型河流，能够有效避免对水生态环境的破坏。其缺点主要在于对施工设备和操作技术要求高、投资成本较大，并且在复杂地层如岩层、卵石层中施工难度较大。随着技术进步，该方法已成为主流的河流穿越手段之一。

1.3 顶管与盾构法

顶管与盾构法是一种分别适用于中小型及大型管道及深埋线路的穿越施工技术，尤其适合穿越宽度大、地质复杂或位于城市区域的道路及河流段。该工艺通常需在两岸修建工作井和接收井，通过液压顶进或盾构推进方式实现地下管道铺设。顶管法适用于中短距离、地质条件均匀的区域，而盾构法更适用于长距离、地层多变的场景，具有施工自动化程度高、地面扰动小、安全性高等优点。但其工程造价较高、周期较长，对施工组织和设备维护的要求也更高。因此，该方法常用于技术条件苛刻、周边环境敏感的重要工程中。

2 穿越施工关键技术要求

2.1 管道材料与防腐层选择标准

河流段油气管道因处于长期受水浸蚀和地质变形影响的特殊环境中，必须选用高强度、高韧性且具备良好抗腐蚀性能的材料。常用钢材如 X65、X70 甚至X80 钢级，能够满足高内压和外部荷载的承受要求。在防腐方面，需根据土壤、水文特性选择三层 PE（聚乙烯）、环氧粉末（FBE）、双层环氧等防腐结构，确保在推拉施工、深埋运行过程中不受外力破坏或腐蚀侵蚀。材料选择必须符合《油气输送管道工程设计规范》（GB 50251）等国家标准，确保管道运行的长期安全与稳定。

2.2 管道焊接质量控制要求

焊接质量是穿越施工安全的生命线。由于穿越段焊缝往往承担较大应力，必须采取高标准焊接工艺，如手工焊条下向焊 + 自保护药芯半自动焊，大口径管道通常采用管道全位置自动焊，并实施全过程质量控制。焊接过程中严格按照焊接工艺评定和焊接工艺规程，满足焊接电压、电流及焊接速度等焊接技术参数，还需确保施工环境的温度、湿度和风力等环境因素。焊接完成后必须按照设计进行无损检测，包括超声波检测（UT）、射线检测（RT）等，以及时发现裂纹、未熔合、夹渣等缺陷。焊接质量不仅影响管道强度，也关系到防腐层的完整性，是控制穿越工程可靠性的核心环节之一。

2.3 弯管曲率与推力控制技术

在河流穿越施工中，因定向钻穿越孔的轨迹一般是近似弧形的曲线，如何控制造斜及随钻测量钻具在地下所处的方位，是定向穿越中一个关键的技术问题。钻孔的造斜是由一套特殊设计的钻具来完成，钻孔轨迹的监测依靠专用的随钻测量系统进行。同时，在定向钻施工过程中，要严格控制回拖牵引力和推力大小，确保不超过钢管屈服极限和防腐层允许承载强度。为此常采用张力监控设备、张力计算模型及合理的管段连接策略，减少施工过程中的外力损伤。合理控制推力和弯管角度，有助于确保施工顺利进行，并延长管道服役寿命。

2.4 测量与定位技术（如 GPS 与陀螺导向）

精确的测量与定位是确保河流穿越施工轨迹控制和管道准确对接的关键。当前常用技术包括全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）及陀螺导向系统等，可实时监测钻头位置、角度及埋深，实现施工过程中精准导向。在复杂地质环境或长距离穿越中，还需引入地面微测站、磁场校正系统等辅助手段，确保导向系统数据的可靠性。测量定位技术的精准程度直接决定了穿越精度、施工效率及后续回拖过程中的风险控制水平。

3 环境保护与风险控制措施

3.1 水体污染预防措施

在油气管道河流穿越施工中，防止施工过程中产生的泥浆、废液、油污等物质直接排入水体，是环境保护的首要任务。为此，应优先使用环保型泥浆材料，并配套建设泥浆回收系统与沉淀池，确保钻进过程中产生的废浆和钻屑经过处理后达标排放或回收利用。此外，施工机械与设备应定期检修，防止漏油漏液现象发生；施工作业区与水体之间应设置围挡或隔离带，防止污染物流入水域。通过制定严格的环保管理制度和落实责任制，可有效防控水体污染风险，保障河流水质安全。

3.2 河床扰动最小化方案

河床生态系统脆弱，施工中若扰动过大，可能引发水土流失、水生生物栖息地破坏等问题。因此，在方案设计阶段应优先选用非开挖技术（如定向钻、盾构等）以避开对河床的直接扰动。若不得不采取开挖施工，应严格控制施工面宽度、深度与周期，并选在枯水期或非生态敏感时期进行作业，同时配合沉沙池、滤水坝等工程措施减少泥沙下泄。施工结束后还需开展河床生态修复，如植被恢复、水文调控等，最大限度降低人为干预对河床的长期影响。

3.3 应急预案与事故处理机制

河流穿越作业风险大、突发事件频发，如泥浆泄漏、钻头卡死、设备故障、水体污染事故等，一旦应对不当，可能引发严重后果。因此，施工单位必须事先制定科学完备的应急预案，涵盖各类突发事件的响应流程、处置方法、责任分工和物资准备等内容，并组织定期演练，提升应急响应效率。同时，应建立现场值守制度和信息报告机制，确保事故发生后能够在最短时间内启动应急程序、控制险情并迅速恢复施工秩序，实现“早发现、快响应、严控制”的事故管理目标。

结语

河流段作为油气管道线路中关键而敏感的区段，其安装工艺和技术要求直接关系到工程的安全性、稳定性与环保性。通过科学选择施工方法、严格落实技术标准与环保措施，可有效提升河流穿越工程的整体质量和运行可靠性。未来，随着非开挖技术、智能控制与绿色施工理念的发展，油气管道河流穿越技术将更加安全、高效、环保。

参考文献

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