上海煤气第一管线工程有限公司 徐 斌

1 工程概况

松安路定向钻工程属于深圳城市燃气管道建设的一部分，燃气管道自宝安大道与松安路交界处起，沿松安路并在其车行道下敷设。地勘资料显示，设计管位下有连续约1 100 m含水量大的淤泥段。设计穿越长度1 100 m、深度8.5 m，入、出土点地面高程4.00 m，将依次穿越人工填土层、淤泥层、胶黏土层和砂岩层。本工程使用的管道为φ508 mm×9.5 mm直缝双面埋弧焊钢管，材质为L360(X52)，设计压力1.6 MPa。

受地下构筑物、地层、控制红线等影响，穿越导向轴线无法像常规定向钻呈“U”型，水平上呈10°弧度，规划给定的穿越位置距离红线位置不足2 m，水平位置须与道路同弧度弯曲，纵向上，设计断面位置分布有箱涵和污水管。纵向轴线须呈“ ”形状才能有效避让地下构筑物和不良地层。如何实现空间多维曲线轨迹的控向，使之精确地按照预定轨迹钻进，是本定向钻必须解决的难点。本文经分析和计算后充分利用管道的弹性极限和钻机的优良性能，通过采取精准的导向措施来解决这一难题。

2 轨迹设计

2.1 设计思路

图1为 HDD曲线轨迹最优化法设计示意，HDD(Horizontal directional drilling，水平定向钻)钻孔轨迹设计中会遇到两种情况：一是要绕过障碍物，如有穿越施工垂直平面的或有平行于施工垂直平面的；二是必须经过某些特定的点，如图1中的B、C点。对于第一种要绕过障碍物的情况，也可看成是经过满足与障碍物距离大于安全距离的一些垂直平面内的特定点，如图1中的Gi、Gi+1和Gi+2点。所以，根据动态规划方法，可把HDD钻孔轨迹分为若干个阶段，如图1中GiGi+1为一个阶段。……