水平定向钻铺管工程潜在安全隐患及对策分析

金勇

(中石化管道储运分公司抢维修中心,江苏徐州 221008)

水平定向钻铺管工程潜在安全隐患及对策分析

金勇

(中石化管道储运分公司抢维修中心,江苏徐州 221008)

作为非开挖技术之一，水平定向钻进技术被广泛应用于各种工程施工中，如供水管道、天然气石油管道、电信管线、排水管道等等铺设工程。而然，作为一种地下穿越工程，水平定向钻铺具有很大的未知性，因此存在很多的潜在安全隐患。本文首先对水平定向钻铺管工程进行了介绍，然后对其施工过程中的一些安全隐患进行了分析，最后对如何降低水平定向钻铺管工程的安全防范措施进行了分析。

水平定向钻铺管 安全隐患 对策分析

改革开放以来，随着我国经济的快速增长，市政地下通道被大量建设。鉴于非开挖施工具有很多优点，如对民众生活有无影响、环境影响等，因此大量管道工程施工选择定向钻铺设施工方式。但是，由于水平定向钻工程的施工特点的原因，该方法存在很多安全隐患，主要表现在一下两个方面，第一，新管铺设导致旧管道的破坏从而引起诸如地面隆起、局部下降等；第二，由于施工不当，导致钻孔周边设施力学条件恶化，导致地下水在管道地段积蓄，甚至产生管道渗漏、水压增高以及土地流失等危害，严重情况可能造成塌陷。

1 水平定向钻进技术介绍

对于现代城市建设而言,非开挖技术作用重大，尤其是水平定向钻进这种新兴的地下管线铺设技术，更是受到了人们的大力关注。近些年，由于非开挖技术具备诸如安全可靠、环境影响小、对土体影响小等优点，因此得到了各个相关领域的广泛关注，因此该技术也得到迅猛发展。非开挖技术根据施工方法的不同分为很多种，如顶管法、冲击矛法、振动法和水平定向钻法等，其中最后一种办法运用最为广泛，在很多领域均有使用，如城市燃气管道、电信管线、石油天然气管道等等。

一般而言,水平定向钻施工由三部分组成，即钻导向孔、扩孔以及回拖。

钻导线孔作为水平定向钻施工的第一步，为后续管道铺设提供路径。而扩孔的目的是将导向孔直径扩大，从而保证铺设管道能够合适安放。其中，扩孔过程会由于地质条件差异产生空隙，从而为泥浆的运动提供空间，而且可以提供路径改变的余地。回拖是水平定向钻进技术的最后一步，必须在钻孔被扩大到一定的直径范围才可以进行管道回拖，从而完成铺设过程。

2 水平定向钻铺管工程存在的一些安全隐患

水平定向砖铺管工程安全隐患很多，但主要集中在三个部分，第一是由于施工过程对于地质情况掌握不好；其次，由于扩孔中施工不当；最后，在拉管过程中一些施工细节的不注意也会产生严重的施工事故。现对这三个方面的问题具体分析如下。

2.1 地质状况掌握不好引起的安全隐患

通过对实际施工过程的问题进行分析，可以发现，很多问题的发生是因为一些施工单位对于钻孔过程中地质结构不了解或者关于管线情况掌握不够所导致，从而产生了施工失败，严重的甚至对周边设施产生破坏。

理论上，只要不是流沙层，其他土质均适合水平定向钻铺管施工。不过对于实际施工过程而言，很多建筑回填土层由于不适合施工设备的运转，一些恶劣的地质条件甚至对设备产生损坏，如硬质土层极有可能导致钻头破坏，从而产生安全事故，由此可见，全面掌握施工地段的地质条件，对于安全隐患的防范非常关键。

2.2 扩孔阶段存在的安全隐患

扩孔阶段安全问题主要是因为坍孔、缩径、泥浆露失等引起。其中在软土层和砂质黏土层施工过程中，安全事故经常发生。对于前面一种地质条件，缩径常常发生；而对于后者这种地质条件，一般出现坍孔、卡钻等事故，甚至出现路面裂缝坍塌等情况。另外，对于特殊地质条件下的施工扩孔，会出现一些棘手的施工问题。其中一个比较常见的情况便是软土层的扩孔，泥浆会出现孔内露出现象，甚至直接渗出地表。

2.3 拉管中存在的问题

除了上述两种施工过程中产生的安全事故，在拉管时也会有很多安全隐患，如设备不正常导致拉管最佳点耽误从而使得孔内地质条件恶化出现抱管现象。除此之外，在复杂地质条件中拉管过程因为泥浆护壁措施的缺失或者排屑不足会导致管道形变等不良事故。甚至，由于管材质量不合格导致管材破裂等。

3 平定向钻进铺管技术施工中的风险防范对策

3.1 获取详尽准确的地下资料

对于施工地段地质条件的良好把握对于施工过程安全隐患的防护至关重要。因此，相关单位在施工前和施工过程中应通过查阅资料，对当地地质条件进行初步掌握，不仅如此，还应采取钻探开挖等方法对于底层和地下情况进行把握，了解地下土层结构、透水能力等情况，从而对施工风险进行正确判断，并据此选择合理的钻进方法和工具。对于现有资料不完善的施工地，应该对周边设施进行初步掌握和了解，并采用相关的探测技术对于地质条件进行实时探测，避免事故出现。

3.2 选用合适的钻机

作为水平定向钻进技术的核心部分，钻机的质量对于真个施工过程的顺利进行起着核心作用，因此钻机的选择就非常关键，其关系到整个施工工程的成败得失。在钻机的选择上，应该保证钻机的连续工作能力复合施工要求，避免中途停钻而出现相关困境，从而提高施工成功率。不仅如此，应该保证钻机得到良好的养护，使其处于最佳工作状态。

3.3 强化钻进监控手段

在导向孔钻进施工中,最易出现的问题便是钻头偏离设计轨迹。为了防止这种事故的发生，可以采用监控的方式，实时掌握钻头钻进轨迹，获取钻头施工过程的相关参数，及时对施工偏差做出调整，保证施工钻进过程精度合格。一般而言，钻进监控通过电磁波或者电缆对于钻头进行定位和方向控制，保证钻进过程能够顺利完成并且满足施工精度

3.4 重视泥浆钻液的作用

在施工过程中，钻液作为一种润滑剂，对于钻头的冷却作用很关键，能够保证钻头连续高效地工作。因此，应该合理选取钻液。一般而言，钻液的选择应该与土壤条件相匹配，大致的选取原则为：聚合物适用于细土层，膨润土适合粗土层。对于同一个工程如果遇到地质土层变化较大，应该根据实际情况即使更换钻液。

总而言之，水平定向钻铺管技术由于施工周期短、环境友好、精度高、成本低等优点而被广泛用于各个工程领域。但是水平定向钻铺管技术也存在很多安全隐患，因此施工过程应该采取相应的措施提前进行防范，加大防护意识，提高施工效率的减少事故发生。

[1]郑志会.浅谈水平定向钻技术在排水工程中的应用及施工风险防范[J].应用科学,2010年第4期.

[2]陈礼吉,吕为照.拖拉管技术在污水管网工程中的应用[J].浙江建筑第21卷增刊2004年9月.

[3]赵岚.水平定向钻在钢质燃气管道施工的应用[J].煤气与热力,2005,(05).