水平定向鉆穿越施工風險識別及應對措施

張愛琳 武日成

摘 要：我國地質類型復雜多樣，大開挖埋管施工技術工程量大、投資多、工期長，容易造成生態環境破壞，不能適應國家發展需要。隨著科學技術的不斷進步和先進技術的引進，一項新型的管道非開挖定向鉆進技術應用而生，其具有環境破壞小、施工效率高、投資成本低等優勢。但是，該作業屬于隱蔽工程施工，存在作業環境不明、風險因素錯綜復雜的安全隱患。

關鍵詞：水平定向鉆;穿越施工;風險辨識;應對措施

中圖分類號：TE973.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）02-0115-03

Risk Identification and Countermeasures of Horizontal Directional Drilling Crossing Construction

ZHANG Ailin WU Richeng

（School of Civil Engineering， Inner Mongolia University of Science and Technology，Baotou Inner Mongolia 014010）

Abstract： The geological types in China are complex and diverse， the large-scale excavation and buried pipe construction technology has a large amount of engineering， large investment， and long construction period， which is easy to cause damage to the ecological environment and cannot meet the needs of national development. With the continuous progress of science and technology and the introduction of advanced technology， a new type of pipeline trenchless directional drilling technology has been applied， which has the advantages of small environmental damage， high construction efficiency， and low investment cost. However， the operation is a concealed project construction， and there are hidden safety hazards such as unclear operating environment and intricate risk factors.

Keywords： horizontal directional drilling;crossing construction;risk identification;countermeasures

定向鉆進施工技術是根據地質水文資料特點設計完成的一項非開挖穿越技術[1]。其主要包括定向鉆進、預擴孔、管道回拖3個主要工序。定向鉆技術穿越山體、河流、鐵路、公路等，不會對周邊生態環境造成嚴重破壞，不影響交通。穿越質量會受到穿越距離、地勘測量精度、設計思路及穿越點選擇等因素影響。實際作業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交底工作，確保管道定向穿越施工順利進行[2]。

1 工程概況

本段穿越工程位于黃河內蒙古段，管道設計壓力3.0 MPa，穿越水平長度約為800 m，出入土角為12°，曲線長度為191.637 m。出、入土段曲線曲率半徑915 m（1500D）材質選用D610×12.5 L245NB直縫雙面埋弧焊鋼管。穿越地帶屬于自然保護區臨界地帶，地形較為復雜，黃河漫灘面積較大，河床落差約為5.8 m，黃河水面相對高度為2.0～3.0 m。出入土點地面高程落差介于1 084～1 089 m。地貌單元屬黃河Ⅰ級階地—河漫灘—河床。地勘資料顯示，施工作業區地層結構主要由砂類及黏性土組成。場地實測剪切波速介于250～500 m/s，屬中硬土，根據穿越工程的鉆探成果，穿越區場地覆蓋層厚度一般大于5.0 m，故施工場地類別為Ⅱ類。工程區工程按照8度抗震設防，設計基本地震加速度值為0.20 g，作業場地特征周期為0.35 s。根據標貫（動觸）擊次判定，20.0 m鉆探深度內所見粉細砂層為不液化砂土，擬建場地無其他軟弱土分布，不考慮地基液化和震陷的影響。

2 定向鉆施工工藝

定向鉆施工工藝流程為：場地平整→泥漿池開挖→測繪放線→沉箱錨固→鉆機調整與調試→組對泥漿供水管線→調試泥漿系統→工作機具準備→調試發電設備（一開一備）→有線控向系統的檢測與調試→鉆機系統整體調試→繪制穿越曲線調試圖譜[3-5]。調試合格后，按照已批準的施工方案進行定向鉆進作業。定向鉆進作業屬于隱蔽工程，存在隱蔽不確定危險源，施工單位還需要在不同階段從“人、機、料、法、環”五個方面進行風險識別。

3 主要風險因素識別

3.1 定向鉆進階段風險因素辨識

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鍵工作。按照施工圖設計路線，在控向儀指引下按照擬定的設計路線鉆進施工，其穿越盡量控制在設計參數允許的誤差范圍之內，主要控制參數有出入土角、曲率半徑、深度等。根據定向鉆進階段施工所蘊藏的安全風險，繪制相應的風險識別圖，如圖1所示。