地质岩土学应用于定向钻施工中的探讨

2016-04-14黄越

地球 2016年5期

关键词：定向岩土管道

■黄越

（广东省化工地质勘查院广东花都510800）

地质岩土学应用于定向钻施工中的探讨

■黄越

（广东省化工地质勘查院广东花都510800）

随着科学技术的发展，定向钻施工技术也得到了空前的发展，其应用范围也越来越广泛，与其同时其面临的问题也越来越严峻。本文通过对定向钻施工技术的阐述，并结合其在施工过程中存在的问题提出相应的解决方案，重点突出了地质岩土学在定向钻施工中的重要作用。实践证明，只有更好的利用地质岩土学理论加以分析，充分将地质岩土学应用到定向钻施工中，定向钻施工技术才能得到长足的发展。

定向钻施工地质岩土学发展

1 引言

现阶段，城市建设越来越密集，其路段也越来越复杂，在进行排水管道或者其他管道的开挖施工时，定向钻施工技术充分发挥了其优势，定向钻施工在不影响城市的正常交通和破坏城市路面的情况下进行管道建设，减少了成本浪费，保护了环境，具有广阔的应用前景。

2 定向钻工程

在进行施工前必须对实际施工的地质条件以及地下水的分布情况做好掌握，采样实验记录以后方可进行施工。在施工过程中要充分应用减震的技术，可以设置多层减震装置以层层减震来保护仪器的正常运作，以此方法施工，及时在不利环境下产生了较为强烈的震动也可以通过减震装置层层削弱震动力度，从而保护了导向仪器，在剧烈震动下仍然能够正常工作。

要加强对岩层的水平钻进到辅助管道的建设，通过实地考察、试验研究、方法测试的种种环节，研究水平定向钻进辅助管道技术，并将其应用实际的施工中。比如现阶段已经通过实验，解决了超过1900m定向钻石施工中的钻杆变形失稳问题，并将研究成果与专家分析，延伸解决了许多其他的问题，并将研究方案应用于实际施工中，提高了施工效率。

3 定向钻穿越施工

定向钻穿越施工能够最大范围的适应土质变化，施工效率高，对周围环境产生的影响小，而且其安全度高。虽然定向钻施工具备许多的施工优点，但是定向钻穿越施工涉及的专业领域也非常之多，它要求对其他领域的知识有一定的了解，其中地质岩土学领域对其影响最为重要，要加强地质岩土学在定向钻穿越施工中的应用才能使定向钻施工顺利进行，降低工程成本，提高工作效率。

无论哪种开挖施工工艺都有一定的风险，这就需要我们在开挖前实地考察、采样分析、实验研究等，了解开挖地段的地质情况，并针对实际存在的风险，存在的问题做足准备，提出相应的解决措施，备用方案，优化方案等，最大限度的减少开挖风险，以免造成安全事故，影响整个开挖工程的进行。

4 定向钻穿越施工中的问题

由于管道定向钻穿越的地质情况不一，其复杂程度直接影响了定向钻的施工。地层的结构，地质的变化程度都会定向钻施工造成极大的影响，其中包括了坚硬岩石的扩孔问题。此外，由于施工的实际环境不固定，收到施工场地和气候条件的制约，加上配套的设施不能根据环境的改变及时做出相应的科学的调整，从而导致施工缓慢，严重影响了施工的进度。

针对管道的定向钻施工过程中的施工难题，必须加强每一个施工环节的管制，应对复杂的地质，及时根据地质的改变、施工环境的改变、气候的改变做出相应的施工方案，比如施工中配备备选设备，根据不同地层的地质在导向孔穿越前提前对地质情况做采样分析，灵活的运用施工工艺，制定相应的地面管线管理措施等，解决复杂底层地质条件下的定向钻穿越施工难题。

4.1 定向钻穿越工程安全风险测评

由于管道周围土层中力的相互作用，必须对穿越管道的受力情况、稳定性以及抵抗强震程度的可靠性做数值模拟分析，此外，由于管道收到地面道路和建筑物的荷载的施加，还要分析道路和建筑物的影响，实验分析实际情况下其抗震性能和其综合的安全性能。通过数值模拟的分析以及实验做依据，掌握实际情况下管道受到的影响，并根据实际情况对管道做出相应的调整或加固措施来适应地层荷载的改变，降低安全风险。

4.2 边坡稳定性分析

在边坡领域基于工程地质、水文地质的调研，通过采样分析、实验研究，结合理论知识对边坡做定性的分析，确定边坡的物力参数并且选择适当的计算参数，针对实际的岩体的力学条件，采用弹塑性力学分析和有限元分析的方法确定边坡的稳定性，通过实际的探讨和理论上的分析能够确定最优的施工方案，确保施工的顺利进行。

4.3 定向钻穿越施工过程中的地质岩土学应用

管道的定向钻穿越施工地质条件复杂，如果不具备专业的地质学知识，很可能在施工过程中造重复施工从而浪费施工成本，大大降低施工效率，减慢施工进度。施工前，应结合地质岩土学理论知识，在定向钻施工中加以应用，只有充分准备才能规避施工风险，提高工作效率，保证施工进度，达到预期的效果。

4.4 管道定向钻穿越施工的地质研究

施工结束后，管道便进入运营阶段，这时结合地质岩土学理论对管道进行综合分析，具体包括了对穿越管道的性能因素的理论分析和穿越管道的时效性分析，并根据理论分析结果测评在地质中管道运营寿命以及运行风险，并根据大致的测评总结由此可能造成的地质的不稳定性问题，积极建立后期的检查维护系统，统计运营成本，抓好每一个环节，全面做好工程建设工作。

5 地质岩土学在定向钻施工中的应用展望

近几年，定向钻施工技术得到了长足的发展，其应用也是拓展到了更多的领域。但是，随着定向钻施工技术的拓展，其在深部地质中的应用也越来越广泛，临的问题也越来越复杂，如何调高定向钻的施工效率，有效解决当前问题成为重中之重。而地岩土学应用的理论知识对于解决定向钻施工问题有着极大的帮助，与地质岩土学应用知识紧密结合是以后定向钻施工技术快速发展所必须的环节。