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定向鉆進(jìn)施工技術(shù)是根據地質(zhì)水文資料特點(diǎn)設計完成的一項非開(kāi)挖穿越技術(shù)。其主要包括定向鉆進(jìn)、預擴孔、管道回拖3個(gè)主要工序。穿越質(zhì)量會(huì )受到穿越距離、地勘測量精度、設計思路及穿越點(diǎn)選擇等因素影響。實(shí)際作業(yè)過(guò)程中會(huì )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(jìn)行。

本工程施工特點(diǎn)：

本段穿越工程位于黃河內蒙古段，管道設計壓力3.0MPa，穿越水平長(cháng)度約為800m，出入土角為12°，曲線(xiàn)長(cháng)度為191.637m。出、入土段曲線(xiàn)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(diǎn)地面高程落差介于1084-1089m。地勘資料顯示，施工作業(yè)區地層結構主要由砂類(lèi)及黏性土組成。場(chǎng)地實(shí)測剪切波速介于250~500m/s，屬中硬土，根據穿越工程的鉆探成果，穿越區場(chǎng)地覆蓋層厚度一般大于5.0m，故施工場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。

本文研究通過(guò)“魚(yú)刺圖”的風(fēng)險識別方法分別從定向鉆進(jìn)、預擴孔及管線(xiàn)回拖3個(gè)重要工序對定向穿越進(jìn)行風(fēng)險識別，為風(fēng)險應對提供科學(xué)依據。

定向鉆進(jìn)階段風(fēng)險因素辨識

定向鉆進(jìn)是水平定向鉆穿越施工的模擬曲線(xiàn)繪制完成后的第一個(gè)關(guān)鍵工作。按照施工圖設計路線(xiàn)，在控向儀指引下按照擬定的設計路線(xiàn)鉆進(jìn)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(jìn)階段施工所蘊藏的安全風(fēng)險，繪制相應的風(fēng)險識別圖。

定向鉆進(jìn)階段風(fēng)險魚(yú)刺圖    

擴孔階段風(fēng)險因素辨識

擴孔是鉆機系統水平定向鉆穿越施工的重要節點(diǎn)，也是檢驗泥漿配比是否合理、鉆機選型是否匹配、擴孔頻次是否科學(xué)的重要環(huán)節。在確保成型完好的前提下，預擴孔不允許出現塌方和縮徑現象。在擴孔作業(yè)過(guò)程中，泥漿配比準確性是保障孔壁穩定性和光滑度重要因素，其有利于成孔質(zhì)量。根據擴孔階段所隱藏的風(fēng)險因素

擴孔階段風(fēng)險魚(yú)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(shí)施前需要對成品管道進(jìn)行防腐層電火花檢驗，分析回拖設備選型是否匹配、模擬數據是否與設計文件相符、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。根據管道回拖階段所隱含的風(fēng)險因素，現將“管道回拖階段風(fēng)險”作為“魚(yú)頭”，繪制相應的風(fēng)險識別圖。

管道回拖階段風(fēng)險魚(yú)刺圖

風(fēng)險應對措施

設計階段風(fēng)險控制

設計風(fēng)險主要從方案的科學(xué)性、地勘資料精準度、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(diǎn)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. 破壞應力與防腐檢驗。施工人員應嚴格按照設計文件和已批準的施工方案進(jìn)行作業(yè)。防腐前需要對管道進(jìn)行雙100%的射線(xiàn)和超聲檢查，防腐后需要進(jìn)行電火花檢漏。

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

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

4. 避免成孔時(shí)出現S形缺陷。在作業(yè)過(guò)程中，要嚴格按照審批通過(guò)的施工方案進(jìn)行，除了對施工鉆桿控向角度進(jìn)行嚴格控制，還要及時(shí)調整鉆頭規格，一旦施工過(guò)程偏離原設計曲線(xiàn)，就要及時(shí)報告技術(shù)人員按照應急預案進(jìn)行調整。

5. 管線(xiàn)回拖。管線(xiàn)回拖過(guò)程中，要根據機械設備顯示回拖力的大小控制好回拖的速度，根據批準的施工方案監控好泥漿配比。

管理風(fēng)險應對

1. 人員風(fēng)險。施工前需要對施工人員進(jìn)行健康體檢，嚴禁健康隱患者上崗，建立員工健康檔案。要組織員工學(xué)習有關(guān)法律、法規及公司相關(guān)規章制度，進(jìn)行HSE教育培訓，包括安全防護用具和勞動(dòng)保護用品的使用。特種作業(yè)人員要通過(guò)培訓，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(guò)程中，夜間作業(yè)安全措施尤為重要。夜間作業(yè)時(shí)，操作范圍外延20m以外要具有足夠的照明度，進(jìn)入現場(chǎng)的人員實(shí)行登記制度，根據崗位性質(zhì)，編排聯(lián)絡(luò )小組，分層次管理，專(zhuān)人負責，尤其在管道施壓期間，設置警戒線(xiàn)，無(wú)關(guān)人員不得靠近。

結語(yǔ)

水平定向鉆穿越技術(shù)導向精準、成功率高，不會(huì )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構及定向穿越管線(xiàn)所造成的影響，還要確保施工作業(yè)面范圍內地質(zhì)資料齊全、地下設施資料齊全，為定向穿越施工掃清風(fēng)險隱患。