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定向鉆進施工技術(shù)是根據(jù)地質(zhì)水文資料特點設(shè)計完成的一項非開挖穿越技術(shù)。其主要包括定向鉆進、預(yù)擴孔、管道回拖3個主要工序。穿越質(zhì)量會受到穿越距離、地勘測量精度、設(shè)計思路及穿越點選擇等因素影響。實際作業(yè)過程中會存在很多不確定因素，要求施工期做好安全和技術(shù)交底工作，確保管道定向穿越施工順利進行。

本工程施工特點：

本段穿越工程位于黃河內(nèi)蒙古段，管道設(shè)計壓力3.0MPa，穿越水平長度約為800m，出入土角為12°，曲線長度為191.637m。出、入土段曲線曲率半徑915m (1500D)材質(zhì)選用直縫雙面埋弧焊鋼管。穿越地帶黃河漫灘面積較大，河床落差約為5.8m，黃河水面相對高度為2.0~3.0m。出入土點地面高程落差介于1084-1089m。地勘資料顯示，施工作業(yè)區(qū)地層結(jié)構(gòu)主要由砂類及黏性土組成。場地實測剪切波速介于250~500m/s，屬中硬土，根據(jù)穿越工程的鉆探成果，穿越區(qū)場地覆蓋層厚度一般大于5.0m，故施工場地類別為Ⅱ類。

本文研究通過“魚刺圖”的風(fēng)險識別方法分別從定向鉆進、預(yù)擴孔及管線回拖3個重要工序?qū)Χㄏ虼┰竭M行風(fēng)險識別，為風(fēng)險應(yīng)對提供科學(xué)依據(jù)。

定向鉆進階段風(fēng)險因素辨識

定向鉆進是水平定向鉆穿越施工的模擬曲線繪制完成后的第一個關(guān)鍵工作。按照施工圖設(shè)計路線，在控向儀指引下按照擬定的設(shè)計路線鉆進施工，其穿越盡量控制在設(shè)計參數(shù)允許的誤差范圍之內(nèi)，主要控制參數(shù)有出入土角、曲率半徑、深度等。根據(jù)定向鉆進階段施工所蘊藏的安全風(fēng)險，繪制相應(yīng)的風(fēng)險識別圖。

定向鉆進階段風(fēng)險魚刺圖    

擴孔階段風(fēng)險因素辨識

擴孔是鉆機系統(tǒng)水平定向鉆穿越施工的重要節(jié)點，也是檢驗?zāi)酀{配比是否合理、鉆機選型是否匹配、擴孔頻次是否科學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在確保成型完好的前提下，預(yù)擴孔不允許出現(xiàn)塌方和縮徑現(xiàn)象。在擴孔作業(yè)過程中，泥漿配比準(zhǔn)確性是保障孔壁穩(wěn)定性和光滑度重要因素，其有利于成孔質(zhì)量。根據(jù)擴孔階段所隱藏的風(fēng)險因素

擴孔階段風(fēng)險魚刺圖

管道回拖階段風(fēng)險因素辨識

管道回拖是三大關(guān)鍵工序中的最后一道施工工序，實施前需要對成品管道進行防腐層電火花檢驗，分析回拖設(shè)備選型是否匹配、模擬數(shù)據(jù)是否與設(shè)計文件相符、連接件質(zhì)量是否合格、技術(shù)交底是否到位，確保風(fēng)險可控。根據(jù)管道回拖階段所隱含的風(fēng)險因素，現(xiàn)將“管道回拖階段風(fēng)險”作為“魚頭”，繪制相應(yīng)的風(fēng)險識別圖。

管道回拖階段風(fēng)險魚刺圖

風(fēng)險應(yīng)對措施

設(shè)計階段風(fēng)險控制

設(shè)計風(fēng)險主要從方案的科學(xué)性、地勘資料精準(zhǔn)度、擬選用的技術(shù)成熟性等方面考慮。定向鉆穿越地質(zhì)、水文資料的精確度不僅直接關(guān)系定向穿越的出入土點定位，還直接關(guān)系鉆機、鉆頭、材料選型、管道防腐方式以及泥漿配比。

施工階段風(fēng)險控制

1. 破壞應(yīng)力與防腐檢驗。施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計文件和已批準(zhǔn)的施工方案進行作業(yè)。防腐前需要對管道進行雙100%的射線和超聲檢查，防腐后需要進行電火花檢漏。

2. 出入土點定位。出入點選擇期間，人們要根據(jù)管道穿越的長度、設(shè)計的入土角、出土角、模擬曲率半徑以及管材的管徑，選擇合適的定位點，其間需要對照設(shè)計文件，在滿足誤差范圍的情況下，由有經(jīng)驗的施工人員對鉆機進行校準(zhǔn)，然后進行實施。定向鉆出土點位置需要形成出土角度坡向，采用袋裝濕土，隨地形變化而適當(dāng)調(diào)整土坡，以增加土坡承載力和調(diào)整導(dǎo)向角的作用。

3. 機械設(shè)備風(fēng)險控制。在機械設(shè)備入場前，關(guān)鍵設(shè)備需要做到一機一卡一備案，合格證明文件齊全，使用說明書、維護保養(yǎng)手冊完整，維修記錄、年鑒標(biāo)識均在有效期內(nèi)。

4. 避免成孔時出現(xiàn)S形缺陷。在作業(yè)過程中，要嚴(yán)格按照審批通過的施工方案進行，除了對施工鉆桿控向角度進行嚴(yán)格控制，還要及時調(diào)整鉆頭規(guī)格，一旦施工過程偏離原設(shè)計曲線，就要及時報告技術(shù)人員按照應(yīng)急預(yù)案進行調(diào)整。

5. 管線回拖。管線回拖過程中，要根據(jù)機械設(shè)備顯示回拖力的大小控制好回拖的速度，根據(jù)批準(zhǔn)的施工方案監(jiān)控好泥漿配比。

管理風(fēng)險應(yīng)對

1. 人員風(fēng)險。施工前需要對施工人員進行健康體檢，嚴(yán)禁健康隱患者上崗，建立員工健康檔案。要組織員工學(xué)習(xí)有關(guān)法律、法規(guī)及公司相關(guān)規(guī)章制度，進行HSE教育培訓(xùn)，包括安全防護用具和勞動保護用品的使用。特種作業(yè)人員要通過培訓(xùn)，持證上崗，技術(shù)和安全交底完成后方可作業(yè)。

2. 環(huán)境風(fēng)險。在定向鉆作業(yè)過程中，夜間作業(yè)安全措施尤為重要。夜間作業(yè)時，操作范圍外延20m以外要具有足夠的照明度，進入現(xiàn)場的人員實行登記制度，根據(jù)崗位性質(zhì)，編排聯(lián)絡(luò)小組，分層次管理，專人負(fù)責(zé)，尤其在管道施壓期間，設(shè)置警戒線，無關(guān)人員不得靠近。

結(jié)語

水平定向鉆穿越技術(shù)導(dǎo)向精準(zhǔn)、成功率高，不會對河床造成干擾。施工前，施工單位不僅要充分考慮夏季泄洪、冬季凌汛對河床整體結(jié)構(gòu)及定向穿越管線所造成的影響，還要確保施工作業(yè)面范圍內(nèi)地質(zhì)資料齊全、地下設(shè)施資料齊全，為定向穿越施工掃清風(fēng)險隱患。