水平定向鉆鋪管工程潛在安全隱患及對策分析

金勇

(中石化管道儲運分公司搶維修中心,江蘇徐州 221008)

水平定向鉆鋪管工程潛在安全隱患及對策分析

金勇

(中石化管道儲運分公司搶維修中心,江蘇徐州 221008)

作為非開挖技術之一，水平定向鉆進技術被廣泛應用于各種工程施工中，如供水管道、天然氣石油管道、電信管線、排水管道等等鋪設工程。而然，作為一種地下穿越工程，水平定向鉆鋪具有很大的未知性，因此存在很多的潛在安全隱患。本文首先對水平定向鉆鋪管工程進行了介紹，然后對其施工過程中的一些安全隱患進行了分析，最后對如何降低水平定向鉆鋪管工程的安全防范措施進行了分析。

水平定向鉆鋪管 安全隱患 對策分析

改革開放以來，隨著我國經濟的快速增長，市政地下通道被大量建設。鑒于非開挖施工具有很多優點，如對民眾生活有無影響、環境影響等，因此大量管道工程施工選擇定向鉆鋪設施工方式。但是，由于水平定向鉆工程的施工特點的原因，該方法存在很多安全隱患，主要表現在一下兩個方面，第一，新管鋪設導致舊管道的破壞從而引起諸如地面隆起、局部下降等；第二，由于施工不當，導致鉆孔周邊設施力學條件惡化，導致地下水在管道地段積蓄，甚至產生管道滲漏、水壓增高以及土地流失等危害，嚴重情況可能造成塌陷。

1 水平定向鉆進技術介紹

對于現代城市建設而言,非開挖技術作用重大，尤其是水平定向鉆進這種新興的地下管線鋪設技術，更是受到了人們的大力關注。近些年，由于非開挖技術具備諸如安全可靠、環境影響小、對土體影響小等優點，因此得到了各個相關領域的廣泛關注，因此該技術也得到迅猛發展。非開挖技術根據施工方法的不同分為很多種，如頂管法、沖擊矛法、振動法和水平定向鉆法等，其中最后一種辦法運用最為廣泛，在很多領域均有使用，如城市燃氣管道、電信管線、石油天然氣管道等等。

一般而言,水平定向鉆施工由三部分組成，即鉆導向孔、擴孔以及回拖。

鉆導線孔作為水平定向鉆施工的第一步，為后續管道鋪設提供路徑。而擴孔的目的是將導向孔直徑擴大，從而保證鋪設管道能夠合適安放。其中，擴孔過程會由于地質條件差異產生空隙，從而為泥漿的運動提供空間，而且可以提供路徑改變的余地。回拖是水平定向鉆進技術的最后一步，必須在鉆孔被擴大到一定的直徑范圍才可以進行管道回拖，從而完成鋪設過程。

2 水平定向鉆鋪管工程存在的一些安全隱患

水平定向磚鋪管工程安全隱患很多，但主要集中在三個部分，第一是由于施工過程對于地質情況掌握不好；其次，由于擴孔中施工不當；最后，在拉管過程中一些施工細節的不注意也會產生嚴重的施工事故。現對這三個方面的問題具體分析如下。

2.1 地質狀況掌握不好引起的安全隱患

通過對實際施工過程的問題進行分析，可以發現，很多問題的發生是因為一些施工單位對于鉆孔過程中地質結構不了解或者關于管線情況掌握不夠所導致，從而產生了施工失敗，嚴重的甚至對周邊設施產生破壞。

理論上，只要不是流沙層，其他土質均適合水平定向鉆鋪管施工。不過對于實際施工過程而言，很多建筑回填土層由于不適合施工設備的運轉，一些惡劣的地質條件甚至對設備產生損壞，如硬質土層極有可能導致鉆頭破壞，從而產生安全事故，由此可見，全面掌握施工地段的地質條件，對于安全隱患的防范非常關鍵。

2.2 擴孔階段存在的安全隱患

擴孔階段安全問題主要是因為坍孔、縮徑、泥漿露失等引起。其中在軟土層和砂質黏土層施工過程中，安全事故經常發生。對于前面一種地質條件，縮徑常常發生；而對于后者這種地質條件，一般出現坍孔、卡鉆等事故，甚至出現路面裂縫坍塌等情況。另外，對于特殊地質條件下的施工擴孔，會出現一些棘手的施工問題。其中一個比較常見的情況便是軟土層的擴孔，泥漿會出現孔內露出現象，甚至直接滲出地表。

2.3 拉管中存在的問題

除了上述兩種施工過程中產生的安全事故，在拉管時也會有很多安全隱患，如設備不正常導致拉管最佳點耽誤從而使得孔內地質條件惡化出現抱管現象。除此之外，在復雜地質條件中拉管過程因為泥漿護壁措施的缺失或者排屑不足會導致管道形變等不良事故。甚至，由于管材質量不合格導致管材破裂等。

3 平定向鉆進鋪管技術施工中的風險防范對策

3.1 獲取詳盡準確的地下資料

對于施工地段地質條件的良好把握對于施工過程安全隱患的防護至關重要。因此，相關單位在施工前和施工過程中應通過查閱資料，對當地地質條件進行初步掌握，不僅如此，還應采取鉆探開挖等方法對于底層和地下情況進行把握，了解地下土層結構、透水能力等情況，從而對施工風險進行正確判斷，并據此選擇合理的鉆進方法和工具。對于現有資料不完善的施工地，應該對周邊設施進行初步掌握和了解，并采用相關的探測技術對于地質條件進行實時探測，避免事故出現。

3.2 選用合適的鉆機

作為水平定向鉆進技術的核心部分，鉆機的質量對于真個施工過程的順利進行起著核心作用，因此鉆機的選擇就非常關鍵，其關系到整個施工工程的成敗得失。在鉆機的選擇上，應該保證鉆機的連續工作能力復合施工要求，避免中途停鉆而出現相關困境，從而提高施工成功率。不僅如此，應該保證鉆機得到良好的養護，使其處于最佳工作狀態。

3.3 強化鉆進監控手段

在導向孔鉆進施工中,最易出現的問題便是鉆頭偏離設計軌跡。為了防止這種事故的發生，可以采用監控的方式，實時掌握鉆頭鉆進軌跡，獲取鉆頭施工過程的相關參數，及時對施工偏差做出調整，保證施工鉆進過程精度合格。一般而言，鉆進監控通過電磁波或者電纜對于鉆頭進行定位和方向控制，保證鉆進過程能夠順利完成并且滿足施工精度

3.4 重視泥漿鉆液的作用

在施工過程中，鉆液作為一種潤滑劑，對于鉆頭的冷卻作用很關鍵，能夠保證鉆頭連續高效地工作。因此，應該合理選取鉆液。一般而言，鉆液的選擇應該與土壤條件相匹配，大致的選取原則為：聚合物適用于細土層，膨潤土適合粗土層。對于同一個工程如果遇到地質土層變化較大，應該根據實際情況即使更換鉆液。

總而言之，水平定向鉆鋪管技術由于施工周期短、環境友好、精度高、成本低等優點而被廣泛用于各個工程領域。但是水平定向鉆鋪管技術也存在很多安全隱患，因此施工過程應該采取相應的措施提前進行防范，加大防護意識，提高施工效率的減少事故發生。

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[2]陳禮吉,呂為照.拖拉管技術在污水管網工程中的應用[J].浙江建筑第21卷增刊2004年9月.

[3]趙嵐.水平定向鉆在鋼質燃氣管道施工的應用[J].煤氣與熱力,2005,(05).