当前位置： 剪切机械 >> 剪切机械优势 >> 水平定向钻穿越施工风险识别及应对措施
定向钻进施工技术是根据地质水文资料特点设计完成的一项非开挖穿越技术。其主要包括定向钻进、预扩孔、管道回拖3个主要工序。穿越质量会受到穿越距离、地勘测量精度、设计思路及穿越点选择等因素影响。实际作业过程中会存在很多不确定因素，要求施工期做好安全和技术交底工作，确保管道定向穿越施工顺利进行。
案例施工特点：
本段穿越工程位于黄河内蒙古段，管道设计压力3.0MPa，穿越水平长度约为m，出入土角为12°，曲线长度为.m。出、入土段曲线曲率半径m(D)材质选用直缝双面埋弧焊钢管。穿越地带黄河漫滩面积较大，河床落差约为5.8m，黄河水面相对高度为2.0~3.0m。出入土点地面高程落差介于-m。地勘资料显示，施工作业区地层结构主要由砂类及黏性土组成。场地实测剪切波速介于~m/s，属中硬土，根据穿越工程的钻探成果，穿越区场地覆盖层厚度一般大于5.0m，故施工场地类别为Ⅱ类。
本文通过“鱼刺图”的风险识别方法分别从定向钻进、预扩孔及管线回拖3个重要工序对定向穿越进行风险识别，为风险应对提供科学依据。
定向钻进阶段风险因素辨识
定向钻进是水平定向钻穿越施工的模拟曲线绘制完成后的第一个关键工作。按照施工图设计路线，在控向仪指引下按照拟定的设计路线钻进施工，其穿越尽量控制在设计参数允许的误差范围之内，主要控制参数有出入土角、曲率半径、深度等。根据定向钻进阶段施工所蕴藏的安全风险，绘制相应的风险识别图，如下图所示。
定向钻进阶段风险鱼刺图扩孔阶段风险因素辨识
扩孔是钻机系统水平定向钻穿越施工的重要节点，也是检验泥浆配比是否合理、钻机选型是否匹配、扩孔频次是否科学的重要环节。在确保1-3=1-1*9/10+2*9-7=3成型完好的前提下，预扩孔不允许出现塌方和缩径现象。在扩孔作业过程中，泥浆配比准确性是保障孔壁稳定性和光滑度重要因素，其有利于成孔质量。根据扩孔阶段所隐藏的风险因素，本文研究绘制相应的风险识别图，如下图所示
扩孔阶段风险鱼刺图管道回拖阶段风险因素辨识
管道回拖是三大关键工序中的最后一道施工工序，实施前需要对成品管道进行防腐层电火花检验，分析回拖设备选型是否匹配、模拟数据是否与设计文件相符、连接件质量是否合格、技术交底是否到位，确保风险可控。根据管道回拖阶段所隐含的风险因素，现将“管道回拖阶段风险”作为“鱼头”，绘制相应的风险识别图，如下图所示。
管道回拖阶段风险鱼刺图风险应对措施
设计阶段风险控制
设计风险主要从方案的科学性、地勘资料精准度、拟选用的技术成熟性等方面考虑。定向钻穿越地质、水文资料的精确度不仅直接关系定向穿越的出入土点定位，还直接关系钻机、钻头、材料选型、管道防腐方式以及泥浆配比。
施工阶段风险控制
1.破坏应力与防腐检验。施工人员应严格按照设计文件和已批准的施工方案进行作业。防腐前需要对管道进行双%的射线和超声检查，防腐后需要进行电火花检漏。
2.出入土点定位。出入点选择期间，人们要根据管道穿越的长度、设计的入土角、出土角、模拟曲率半径以及管材的管径，选择合适的定位点，其间需要对照设计文件，在满足误差范围的情况下，由有经验的施工人员对钻机进行校准，然后进行实施。定向钻出土点位置需要形成出土角度坡向，采用袋装湿土，随地形变化而适当调整土坡，以增加土坡承载力和调整导向角的作用。
3.机械设备风险控制。在机械设备入场前，关键设备需要做到一机一卡一备案，合格证明文件齐全，使用说明书、维护保养手册完整，维修记录、年鉴标识均在有效期内。
4.避免成孔时出现S形缺陷。在作业过程中，要严格按照审批通过的施工方案进行，除了对施工钻杆控向角度进行严格控制，还要及时调整钻头规格，一旦施工过程偏离原设计曲线，就要及时报告技术人员按照应急预案进行调整。
5.管线回拖。管线回拖过程中，要根据机械设备显示回拖力的大小控制好回拖的速度，根据批准的施工方案监控好泥浆配比。
管理风险应对
1.人员风险。施工前需要对施工人员进行健康体检，严禁健康隐患者上岗，建立员工健康档案。要组织员工学习有关法律、法规及公司相关规章制度，进行HSE教育培训，包括安全防护用具和劳动保护用品的使用。特种作业人员要通过培训，持证上岗，技术和安全交底完成后方可作业。
2.环境风险。在定向钻作业过程中，夜间作业安全措施尤为重要。夜间作业时，操作范围外延20m以外要具有足够的照明度，进入现场的人员实行登记制度，根据岗位性质，编排联络小组，分层次管理，专人负责，尤其在管道施压期间，设置警戒线，无关人员不得靠近。
结语
水平定向钻穿越技术导向精准、成功率高，不会对河床造成干扰。施工前，施工单位不仅要充分考虑夏季泄洪、冬季凌汛对河床整体结构及定向穿越管线所造成的影响，还要确保施工作业面范围内地质资料齐全、地下设施资料齐全，为定向穿越施工扫清风险隐患。
