水平定向鉆鋪管工程潛在安全隱患及對(duì)策分析

金勇

(中石化管道儲(chǔ)運(yùn)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(duì)策分析

金勇

(中石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司搶維修中心,江蘇徐州 221008)

作為非開挖技術(shù)之一，水平定向鉆進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)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(shè)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(duì)水平定向鉆鋪管工程進(jìn)行了介紹，然后對(duì)其施工過程中的一些安全隱患進(jìn)行了分析，最后對(duì)如何降低水平定向鉆鋪管工程的安全防范措施進(jìn)行了分析。

水平定向鉆鋪管 安全隱患 對(duì)策分析

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，市政地下通道被大量建設(shè)。鑒于非開挖施工具有很多優(yōu)點(diǎn)，如對(duì)民眾生活有無影響、環(huán)境影響等，因此大量管道工程施工選擇定向鉆鋪設(shè)施工方式。但是，由于水平定向鉆工程的施工特點(diǎn)的原因，該方法存在很多安全隱患，主要表現(xiàn)在一下兩個(gè)方面，第一，新管鋪設(shè)導(dǎo)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(dāng)，導(dǎo)致鉆孔周邊設(shè)施力學(xué)條件惡化，導(dǎo)致地下水在管道地段積蓄，甚至產(chǎn)生管道滲漏、水壓增高以及土地流失等危害，嚴(yán)重情況可能造成塌陷。

1 水平定向鉆進(jìn)技術(shù)介紹

對(duì)于現(xiàn)代城市建設(shè)而言,非開挖技術(shù)作用重大，尤其是水平定向鉆進(jìn)這種新興的地下管線鋪設(shè)技術(shù)，更是受到了人們的大力關(guān)注。近些年，由于非開挖技術(shù)具備諸如安全可靠、環(huán)境影響小、對(duì)土體影響小等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，因此該技術(shù)也得到迅猛發(fā)展。非開挖技術(shù)根據(jù)施工方法的不同分為很多種，如頂管法、沖擊矛法、振動(dòng)法和水平定向鉆法等，其中最后一種辦法運(yùn)用最為廣泛，在很多領(lǐng)域均有使用，如城市燃?xì)夤艿?、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(dǎo)向孔、擴(kuò)孔以及回拖。

鉆導(dǎo)線孔作為水平定向鉆施工的第一步，為后續(xù)管道鋪設(shè)提供路徑。而擴(kuò)孔的目的是將導(dǎo)向孔直徑擴(kuò)大，從而保證鋪設(shè)管道能夠合適安放。其中，擴(kuò)孔過程會(huì)由于地質(zhì)條件差異產(chǎn)生空隙，從而為泥漿的運(yùn)動(dòng)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(jìn)技術(shù)的最后一步，必須在鉆孔被擴(kuò)大到一定的直徑范圍才可以進(jìn)行管道回拖，從而完成鋪設(shè)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(gè)部分，第一是由于施工過程對(duì)于地質(zhì)情況掌握不好；其次，由于擴(kuò)孔中施工不當(dāng)；最后，在拉管過程中一些施工細(xì)節(jié)的不注意也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的施工事故?，F(xiàn)對(duì)這三個(gè)方面的問題具體分析如下。

2.1 地質(zhì)狀況掌握不好引起的安全隱患

通過對(duì)實(shí)際施工過程的問題進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，很多問題的發(fā)生是因?yàn)橐恍┦┕挝粚?duì)于鉆孔過程中地質(zhì)結(jié)構(gòu)不了解或者關(guān)于管線情況掌握不夠所導(dǎo)致，從而產(chǎn)生了施工失敗，嚴(yán)重的甚至對(duì)周邊設(shè)施產(chǎn)生破壞。

理論上，只要不是流沙層，其他土質(zhì)均適合水平定向鉆鋪管施工。不過對(duì)于實(shí)際施工過程而言，很多建筑回填土層由于不適合施工設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，一些惡劣的地質(zhì)條件甚至對(duì)設(shè)備產(chǎn)生損壞，如硬質(zhì)土層極有可能導(dǎo)致鉆頭破壞，從而產(chǎn)生安全事故，由此可見，全面掌握施工地段的地質(zhì)條件，對(duì)于安全隱患的防范非常關(guān)鍵。

2.2 擴(kuò)孔階段存在的安全隱患

擴(kuò)孔階段安全問題主要是因?yàn)樘住⒖s徑、泥漿露失等引起。其中在軟土層和砂質(zhì)黏土層施工過程中，安全事故經(jīng)常發(fā)生。對(duì)于前面一種地質(zhì)條件，縮徑常常發(fā)生；而對(duì)于后者這種地質(zhì)條件，一般出現(xiàn)坍孔、卡鉆等事故，甚至出現(xiàn)路面裂縫坍塌等情況。另外，對(duì)于特殊地質(zhì)條件下的施工擴(kuò)孔，會(huì)出現(xiàn)一些棘手的施工問題。其中一個(gè)比較常見的情況便是軟土層的擴(kuò)孔，泥漿會(huì)出現(xiàn)孔內(nèi)露出現(xiàn)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(chǎn)生的安全事故，在拉管時(shí)也會(huì)有很多安全隱患，如設(shè)備不正常導(dǎo)致拉管最佳點(diǎn)耽誤從而使得孔內(nèi)地質(zhì)條件惡化出現(xiàn)抱管現(xiàn)象。除此之外，在復(fù)雜地質(zhì)條件中拉管過程因?yàn)槟酀{護(hù)壁措施的缺失或者排屑不足會(huì)導(dǎo)致管道形變等不良事故。甚至，由于管材質(zhì)量不合格導(dǎo)致管材破裂等。

3 平定向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)施工中的風(fēng)險(xiǎn)防范對(duì)策

3.1 獲取詳盡準(zhǔn)確的地下資料

對(duì)于施工地段地質(zhì)條件的良好把握對(duì)于施工過程安全隱患的防護(hù)至關(guān)重要。因此，相關(guān)單位在施工前和施工過程中應(yīng)通過查閱資料，對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件進(jìn)行初步掌握，不僅如此，還應(yīng)采取鉆探開挖等方法對(duì)于底層和地下情況進(jìn)行把握，了解地下土層結(jié)構(gòu)、透水能力等情況，從而對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行正確判斷，并據(jù)此選擇合理的鉆進(jìn)方法和工具。對(duì)于現(xiàn)有資料不完善的施工地，應(yīng)該對(duì)周邊設(shè)施進(jìn)行初步掌握和了解，并采用相關(guān)的探測技術(shù)對(duì)于地質(zhì)條件進(jìn)行實(shí)時(shí)探測，避免事故出現(xiàn)。

3.2 選用合適的鉆機(jī)

作為水平定向鉆進(jìn)技術(shù)的核心部分，鉆機(jī)的質(zhì)量對(duì)于真?zhèn)€施工過程的順利進(jìn)行起著核心作用，因此鉆機(jī)的選擇就非常關(guān)鍵，其關(guān)系到整個(gè)施工工程的成敗得失。在鉆機(jī)的選擇上，應(yīng)該保證鉆機(jī)的連續(xù)工作能力復(fù)合施工要求，避免中途停鉆而出現(xiàn)相關(guān)困境，從而提高施工成功率。不僅如此，應(yīng)該保證鉆機(jī)得到良好的養(yǎng)護(hù)，使其處于最佳工作狀態(tài)。

3.3 強(qiáng)化鉆進(jìn)監(jiān)控手段

在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)施工中,最易出現(xiàn)的問題便是鉆頭偏離設(shè)計(jì)軌跡。為了防止這種事故的發(fā)生，可以采用監(jiān)控的方式，實(shí)時(shí)掌握鉆頭鉆進(jìn)軌跡，獲取鉆頭施工過程的相關(guān)參數(shù)，及時(shí)對(duì)施工偏差做出調(diào)整，保證施工鉆進(jìn)過程精度合格。一般而言，鉆進(jìn)監(jiān)控通過電磁波或者電纜對(duì)于鉆頭進(jìn)行定位和方向控制，保證鉆進(jìn)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(duì)于鉆頭的冷卻作用很關(guān)鍵，能夠保證鉆頭連續(xù)高效地工作。因此，應(yīng)該合理選取鉆液。一般而言，鉆液的選擇應(yīng)該與土壤條件相匹配，大致的選取原則為：聚合物適用于細(xì)土層，膨潤土適合粗土層。對(duì)于同一個(gè)工程如果遇到地質(zhì)土層變化較大，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況即使更換鉆液。

總而言之，水平定向鉆鋪管技術(shù)由于施工周期短、環(huán)境友好、精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)工程領(lǐng)域。但是水平定向鉆鋪管技術(shù)也存在很多安全隱患，因此施工過程應(yīng)該采取相應(yīng)的措施提前進(jìn)行防范，加大防護(hù)意識(shí)，提高施工效率的減少事故發(fā)生。

[1]鄭志會(huì).淺談水平定向鉆技術(shù)在排水工程中的應(yīng)用及施工風(fēng)險(xiǎn)防范[J].應(yīng)用科學(xué),2010年第4期.

[2]陳禮吉,呂為照.拖拉管技術(shù)在污水管網(wǎng)工程中的應(yīng)用[J].浙江建筑第21卷增刊2004年9月.

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