浅谈农村饮水项目水平定向钻施工技术与安全管理

□刘 海

农村水源置换工程项目实施过程中因地下涉及到天然气管道、国防光缆、高压电缆等重要的管线及障碍物，部分农村因工程完成时间久远、存档资料参差不齐且联系相关产权单位到场指认存在一定偏差等原因，使得工程地勘困难，严重拖垮施工进度，若稍有勘测不到位可能会造成工程安全事故的发生，因此水平定向钻在农村饮水项目实施中需进一步加强管理。

1.农村水源置换水平定向钻施工技术应用

水平定向钻管道穿越工程的勘察、设计、施工和验收必须符合水平定向钻法管道穿越工程技术规程且应符合国家现行有关标准的规定。随着社会经济的发展，人民生活水平逐步提高，乡村的路面都基本硬化成为水泥混凝土路面和沥青路面。在农村水源置换工程施工过程中，为了减少对原有路面的破坏、减轻对生态环境的污染、减少对老百姓出行交通影响等，采用水平定向钻技术拉管施工，可以做到安全适用、技术先进、经济合理。

2.水平定向钻施工技术

2.1 施工工艺流程

2.2 施工准备工作

主要包括现场施工平面的布置、技术、施工人员、物资、设备机具、现场勘探、施工场地、钻机设备就位前准备等相关工作。

2.2.1 现场施工布置

现场施工人员的办公、住宿用房采用就近租借和搭建临时工棚；施工用电根据现场实际情况，采用发电机发电或就近接电；施工用水根据现场实际情况就近取水。

2.2.2 技术准备

准时参加相关的设计交底会议，认真听取设计方对工程设计的讲解，积极提出问题，将设计方的答疑内容认真记录；详细填写图纸会审记录和技术交底记录，并请与会有关单位人员签字确认；编制工序施工作业指导书，认真做好施工人员的技术交底工作。

2.2.3 施工人员准备

按规定要求精选施工作业班组，对班组作业人员进行安全教育和工种强化训练，要求所有施工人员在施工过程中必须按照公司企业形象和文化精神树立自己的正确理念，尊重地区的风俗习惯。

2.2.4 设备机具准备

依照施工设备机具配置计划，选调设备机具集中进行维修、保养，使所有待用设备处于良好状况，各设备操作手认真学习当地有关要求，并进行适量时间的设备操作，确保设备的良好运行。

2.2.5 物资准备

组织物资管理人员进行培训，了解工程相关技术要求；选择临时堆料场地，建立临时材料仓库，做好采购管材等物资准备工作。

2.2.6 现场勘察准备

施工单位必须以建设单位提供的勘察设计图纸为依据进行现场复核勘探，现场勘察资料的准确性既是导向孔轨迹设计的重要依据，也是决定工程饮水管道能否顺利穿越的决定因素。主要内容包括:提前探测地下埋线深度及位置、钻孔轴线和地面走向、地面相对高度、确定导向孔造斜长度和入钻点位置、铺管长度、布管位置、钻机等设备进出场路线、道路情况以及钻机和配套设备布置所占用的场地和空间；测量施工所在地的地形地貌、地下管线走向及埋深情况等；复查并勘探施工所在地的天然气管道、污水管道、自来水管道、高压电缆和通讯电缆的位置及埋深是否与本次工程穿越的管道交叉。

2.2.7 施工场地准备

包括施工区域场地平整，施工场地清理，入土出土工作坑及泥浆坑开挖支护工作。

2.2.8 钻机设备就位前准备

施工设备进场前要求场地达到“三通一平”，确保施工设备顺利进场，对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测，路面所有井孔都要下井查清，根据施工现场情况，确定导向孔轴线及钻机锚固方式。

3.水平定向钻施工技术的施工过程

3.1 测量放线

根据施工图、设计控制桩利用GPS进行测量放线，对于现场丢失的控制桩，根据交接桩记录、测量成果表等资料进行补桩；补桩后一定要校核，确认无误后再使用。测量放线要放出线路轴线和施工作业带边界线，并在其上设置百米桩；测量放线过程中做好各项记录，及时报验程序，合格后进行下道工序施工，施工作业带边界线在作业带清理前放出，周围采用警戒线进行围挡，禁止非专业人员入内。

3.2 导向孔钻进

导向孔钻进采用小直径全面钻头进行全孔底破碎钻进，在钻头底唇面上或钻具上安装有专门的控制钻进方向的机构，在钻具内或在紧接其后部位安装有测量探头；钻进过程中探头连续或间隔地测量钻孔位置参数，并通过无线或有线的方式实时地将测量数据发送到地表接收器；操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹达到设计要求；钻机开动后必须先进行试运转，确定各部分运转正常后方可钻进，每一根钻杆进行钻进距离、深度、侧向位移等关键因素需导向探测，曲线段加密探测，导向孔钻进时造斜段测量计算的频率及测试参数符合设计轨迹要求，施工中控制倾斜角变化并符合钻杆极限弯曲强度的要求，采取分段施钻使倾斜角变化均匀，保持钻头正确姿势，发生偏差及时纠正。导向过程中遇到突然的振动、卡钻、扭矩变化等异常情况立即停钻，查明原因，解决问题后方可继续施工。施工过程中注意地下水位的变化，钻进施工时是否正常，注意土质变化及水平定向钻设备的压力，出现异常时及时采取措施。

3.3 泥浆配制

根据当地建设方提供的《工程地质勘察报告》及相关的设计文件参数要求，针对地层特点，我们选用优质的定向钻专用土粉或膨润土，配合加一定比例的添加剂，制定出符合要求的泥浆配制方案。泥浆配制主要为成分是水、膨润土和某种性能的胶体化学材料通过搅拌而成，根据场区地质条件而确定泥浆黏度指标及泥浆PH 值。泥浆是定向穿越中的关键因素，因此我们在此阶段一定要认真把控泥浆配制的质量，为下道工序的安全施工奠定良好的基础。

3.4 扩孔清孔

导向孔钻进完成后及时卸下导向钻头，换上扩孔器进行回扩，扩孔方向由出钻口到入钻口进行扩孔，扩孔器与钻杆连接牢固，扩孔过程中严格控制回拉力、扭矩、转速、泥浆流量等技术参数，确定成孔稳定和线型要求，确保无不良现象发生；扩孔施工根据敷设管线的管径、地层条件、设备能力，分一次或几次逐级扩孔；扩孔孔径达到设计终孔直径要求后及时回拖管道进行施工；管线敷设之前宜作一次或多次清孔，清除扩孔后残留的泥渣。

3.5 管线回拖

回拖是穿越的最后一步，也是最关键的一步，回拖前仔细检查各连接工序，确定连接牢固后方可回拖，在回拖时应进行连续作业，不可中断，过程中做好出入点人员的联系，协调配合将管线敷设到预定位置。水平定向钻回拖过程中应平衡作业，以确保其稳定性和安全性。

3.6 施工监测

定向钻施工完毕后，及时进行注浆加固，防止地面发生沉降，减少管道停用时可能产生的后期沉降量，定向钻进管线施工做好工程本体、围护体系和周围环境等的工程监测。

4.农村水源置换水平定向钻施工安全管理

一是在施工前一定要认真勘探施工现场，对照建设单位提供的地质勘察设计图纸进行复勘，尤其是涉及到地下天然气管道、国防光缆、高压电缆等重要的管线及障碍物，及时联系相关产权单位到场指认并且在施工过程中进行监督旁站指导，通过现场调查勘探的结果分析当前施工中的重点难点，施工技术人员应该全面解读数据资料，提出有效的解决措施方案。

二是从事水平定向钻法管道穿越工程的设计、施工、监理等单位应具有相应的专业资质；选择有资质、有信誉、有能力、有条件的专业施工单位进行作业，施工作业人员必须经过专业培训教育，经考核合格后方能上岗作业，且遵循相应的安全操作技术规程。

三是施工现场必须做好安全防护措施（例如：安全警示标志、安全风险告知、安全疏导引导、配备安全防护用品等）。

四是切实有效地提高现场管理人员的安全管理水平、做好施工人员的安全技术交底、安全技能培训、安全应急预案演练等相关工作，层层签订安全生产责任书和承诺书，责任到岗、责任到人、提高现场管理者和施工作业人员的安全意识及安全责任，确保安全生产事故发生概率为零。

五是施工过程应做到安全文明施工，树立良好的企业形象，做好与当地老百姓友好沟通协调工作，严格遵守当地环保政策要求及单位项目部的《现场安全文明施工管理制度》。施工过程尽量做到无污染、噪音小、为当地百姓提供良好的生活环境，尽量满足村民的生活需求。

六是坚决杜绝施工作业队伍擅自改变施工方式，施工前必须认真落实技术交底工作，按照签发的施工图纸正确施工；严格按照质量报验程序进行，对存在侥幸的施工作业队伍立即进行警告，整改落实。

七是对于拉管施工中存在交叉的地下天然气管道、电缆、光缆等障碍物，在水平定向钻开钻施工前必须开挖探坑将天然气管道、电缆、光缆等障碍物的高程、走向、位置、寸尺大小等一切有利于施工作业的重要信息确定好。排除一切隐患，确保安全施工。

八是依据工程实际情况制定可行的专项施工方案，并采取有效安全的防范措施，做好人材机的合理安排使用，建立完善的管理体系，严格要求管理者切实地履行好自己的岗位职责和安全责任，以保证工程安全生产。

5.结语

水平定向钻施工技术已经在很多工程中得到了应用,并展现出了明显的优势和广阔的应用前景。该技术的应用受到了越来越多人的青睐，尤其在农村水源置换项目施工的过程中,传统方法采用开挖沟槽敷设地下管道，对道路交通和环境影响较大，给老百姓生活出行带来不便，运用此技术解决了一系列难题而且施工速度快、成本低，给相关方在协调工作方面减轻了很大的负担和工作压力，进而体现了水平定向钻穿越技术的优越性和科学性。所以，农村饮水项目在加强安全管理确保施工作业环境安全的前提下，运用水平定向钻拉管施工技术是比较便捷的。□