水平定向钻穿越施工及其风险控制措施

水平定向钻穿越施工及其风险控制措施

王宣 王萌  蒋亚龙 于愉松

中建新疆建工（集团）有限公司  新疆乌鲁木齐 830042

摘要：现阶段，在管道施工技术中，水平定向钻穿越施工属于非开挖的一种失控技术，这种施工技术具有一定的综合性特点。本文从施工设计和施工过程以及管理角度出发，对水平定向钻穿越施工进行分析，探讨了水平定向钻穿越施工面临的风险，并且从设计方面、施工操作流程方面、导向精准定位与监测等方面研讨水平定向钻穿越施工方案，旨在提升水平定向钻穿越施工质量以及效率。

关键词：水平定向钻；穿越施工；风险控制

引言：随着城市建设不断发展，地下管道的需求也在日益增加，水平定向钻穿越施工在管道施工中具有经济、高效等优势，其应用范围越来越广泛。然而实际施工期间存在着诸多因素，影响着其施工安全。因此，如何科学控制水平定向钻穿越施工的风险成为重要探索问题，下文将对水平定向钻穿越施工及其风险控制措施进行分析。

1水平定向钻穿越施工影响因素

1.1施工设计环节

水平定向钻穿越施工设计过程中，施工现场勘察效果直接影响着施工方案设计的合理性，并且与工程中安全性息息相关，如果勘察不够仔细或者范围不够，都会出现设计方案与实际施工现场不相符的问题出现，因此增加施工风险。比如，在设计中泥浆的性能与地质地层之间不相符，就很有可能出现钻井失败的问题出现，因此加大设计的严谨性很有必要。

1.2施工环节

在施工环节中很容易出现钻机的锚固不稳定的情况，一旦出现这种问题就会导致钻进和回拖失败的现象，甚至会出现设备损坏的现象，威胁工人生命安全。水平定向钻穿越施工也会面临着坍塌的问题，如果出现多次扩孔或者扩孔量过大的问题，就很容易出现孔洞坍塌问题，这对工程安全影响也是非常大的。施工期间钻杆断裂也是安全风险问题之一，施工中开挖点如果实际施工与设计值之间存在较大偏差，很容易导致钻杆出现死角、弯曲等问题，如果遇到尖锐物体，很容易增加钻杆弯矩，严重时出现断裂。[1]管道铺设到沟槽中时，如果施工方式不合理，则会出现管道吊架翻倒的现象，这样在回拖过程中将会出现再次扩孔问题，同时也会出现卡钻等情况，影响施工进度。

1.3管理方面存在的风险

施工管理产生的风险主要有以下两个方面，一种是现场管理，主要是针对施工现场的机械设备、人员、材料等方面的管理，如果不能控制各项要素符合工程施工标准，那么施工现场就会出现混乱的情况，这不仅会影响工程施工质量，也会引起一系列安全问题。另一种是施工管理，这是针对施工过程进行管控，比如机械设备是否按照规章制度使用、人员的操作是否按照施工流程进行等，一旦出现操作失误很有可能引发较大的安全事故。

2.水平定向钻穿越施工风险控制对策

2.1提升工程设计的合理性

水平定向钻穿越施工前期需要针对实际工程进行勘探，结合施工现场的地理环境和施工条件进行设计，包括地下情况勘察、详细图纸、施工方案等，这对减少工程施工风险起到至关重要的作用。一方面，地面勘察主要是对施工场地地面和地下进行探查，包括地层分析和地质条件剖面分析等问题，这不仅可以清楚地了解地下施工环境，也有利于施工人员对地质潜在风险进行识别，以便于及时发现地层不稳定、岩层断裂等问题，以便于事前采取措施进行处理，进一步提升施工方案以及各项参数的精准度。[2]另一方面，水平定向钻穿越施工方案设计时，施工路径设计是整个方案设计的基础，合适的施工路径可以保证工程施工质量和效率。因此，在设计施工路径时应当充分考虑建筑物地下结构、管线等因素，做好施工路径规划工作，可以有效避免因为管线等因素带来的风险。

2.2加大施工操作流程规范化

水平定向钻穿越施工具有一定的复杂性，并且施工风险较高，为了保证工程施工的质量以及安全性，严谨的操作流程以及详细的工程设计尤为重要。正式施工前应当做好各项施工准备工作，比如，在进场前应当对现场环境进行检查，对各项影响因素以及风险进行评估，明确存在风险的类型，以此做好应对措施。对于不可避免的风险应当在施工期间进行控制，要求工作人员按照相关工作流程以及标准进行操作，对于可能风险的施工工序事前准备好应对措施。最为重要的便是作业人员的安全，因此，在事前、事中都需要规范作业人员的操作，做好相应的防护措施，比如安全服、安全帽、警示标志等俱全，最大限度保证工程施工安全性。[3]另外，水平定向钻穿越施工中钻机是重要组合部位，同时也是产生风险较大的一个部位，规范的操作是保证工程施工安全的基础，因此，钻机使用应当进行事前检查，确保各项指标都应当满足工程需求，无误后进行试运行。并且对于操作人员的专业水平要求也较高，他们需要具备较多的施工经验，可以及时处理问题，合理控制风险扩大，避免在钻孔期间出现超负荷、乱动等风险问题。再者，泥浆处理也是一项重要的施工环节，具备润滑、冷却、清洗等功能，合理控制泥浆质量和排放有利于提升工程施工质量以及环境保护力度。对此，泥浆的质量应当在施工前期进行测试，保证其质量满足实际工程需求。施工期间也需要观察泥浆的流量、压力变化，如果出现异常也需要采取措施进行处理，以便于保证其施工稳定性。

2.3导向精准定位与监测

水平定向钻穿越施工导向也是影响其施工质量的一个重要因素，通常情况下，需要明确其施工方向，一般采用全站仪、惯性导航系统等一系列高精度的导向设备，对施工路径和方向进行实时监控，以便于及时校正施工方向。通过实时检测可以及时发现其中存在的问题，避免更大的偏差出现，进而保证施工准确性。通过先进的技术定位设备可以帮助施工单位明确地下工作情况，比如惯性导航系统（INS）、全球定位系统（GPS）、地下雷达等定位仪器，可以实现精准定位钻机位置，这些技术可以呈现出高精度坐标信息，进而帮助施工人员进行准确判断。对导向功能来说，电磁导向、激光导向都是较为精准的导向技术，以此引导钻头到预定的路径。[4]这些导向技术可以结合设计要求以及目标，对水平定向钻施工路径进行监控，并可以实际反馈监测信息，以供施工人员分析，以此作为依据作出正确的决策，保证水平定向钻稳定前行。

2.4施工环境保护应用

在建筑工程施工过程中，产生的废弃物很容易对环境造成破坏，对生态环境以及周围居民的影响都非常大，因此，施工场地必然会设置屏障保护，以此减少对周围居民产生影响。同时，降振降噪也是环境保护的一个因素，可以采用隔音围挡隔离噪声。另外，水土流失问题也需要重视，合理规划施工排水系统，避免出现水土流失的问题，保护土壤资源也是维系生态平衡的重要举措之一，因此，施工期间应当重视生态环境保护，减少工程对环境的损害，促使自然与工程建设稳定发展。

结论：综上所述，水平定向钻穿越施工在管道施工中应当较为广泛，这种施工技术一般在多种地下公用设施敷设中应用，这种施工技术具有诸多优势，但也存在较多的风险。为了切实提升水平定向钻穿越施工质量就需要对其采取合理措施控制施工风险，科学制定施工方案，规范施工流程以及要求，精准控制和监督导向，严格按照规章制度保护周围环境质量，以此实现高质量完成施工的同时，保护生态环境。

参考文献：

[1]许可祥.供热管道穿越岩层水平定向钻施工技术分析[J].广东建材,2024,40(01):140-143.

[2]龚旭.某引水工程输水管道穿越航道设计方案研究[J].工程与建设,2023,37(06):1715-1717.

[3]闫喜彬.水平定向钻穿越施工技术在城市燃气管道工程中的应用[J].居业,2023(05):10-12.

[4]朱向东.给水工程中水平定向钻穿越技术施工探讨[J].大众标准化,2023(05):48-50.