定向鑽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。其主要包括定向鑽進、預擴孔、管道回拖3個主要工序。
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。
本工程施工特點：
本段穿越工程位於黃河內蒙古段，管道設計壓力
3.0MPa
，穿越水平長度約為
800m
，出入土角為
12°
，曲線長度為
191.637m
。出、入土段曲線曲率半徑
915m (1500D)
材質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
。出入土點地面高程落差介於
1084-1089m
。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。場地實測剪下波速介於
250~500m/s
，屬中硬土，根據穿越工程的鑽探成果，穿越區場地覆蓋層厚度一般大於
5.0m
，故施工場地類別為Ⅱ類。
本文研究透過“魚刺圖”的風險識別方法分別從定向鑽進、預擴孔及管線回拖3個重要工序對定向穿越進行風險識別，為風險應對提供科學依據。
定向鑽進階段風險因素辨識
定向鑽進是水平定向鑽穿越施工的模擬曲線繪製完成後的第一個關鍵工作。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鑽進施工，其穿越儘量控制在設計引數允許的誤差範圍之內，主要控制引數有
出入土角、曲率半徑、深度
等。根據定向鑽進階段施工所蘊藏的安全風險，繪製相應的風險識別圖，如下圖所示。
定向鑽進階段風險魚刺圖
擴孔階段風險因素辨識
擴孔是鑽機系統水平定向鑽穿越施工的重要節點，也是檢驗
泥漿配比
是否合理、
鑽機選型
是否匹配、
擴孔頻次
是否科學的重要環節。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。在擴孔作業過程中，泥漿配比準確性是保障孔壁穩定性和光滑度重要因素，其有利於成孔質量。根據擴孔階段所隱藏的風險因素，本文研究繪製相應的風險識別圖，如下圖所示
擴孔階段風險魚刺圖
管道回拖階段風險因素辨識
管道回拖是三大關鍵工序中的最後一道施工工序，實施前需要對成品管道進行防腐層電火花檢驗，分析
回拖裝置選型
是否匹配、
模擬資料
是否與設計檔案相符、
連線件質量
是否合格、
技術交底
是否到位，確保風險可控。根據管道回拖階段所隱含的風險因素，現將“管道回拖階段風險”作為“魚頭”，繪製相應的風險識別圖，如下圖所示。
管道回拖階段風險魚刺圖
風險應對措施
設計階段風險控制
設計風險主要從方案的科學性、地勘資料精準度、擬選用的技術成熟性等方面考慮。定向鑽穿越地質、水文資料的精確度不僅直接關係定向穿越的出入土點定位，還直接關係鑽機、鑽頭、材料選型、管道防腐方式以及泥漿配比。
施工階段風險控制
1. 破壞應力與防腐檢驗。
施工人員應嚴格按照設計檔案和已批准的施工方案進行作業。防腐前需要對管道進行雙100%的射線和超聲檢查，防腐後需要進行電火花檢漏。
2. 出入土點定位
。出入點選擇期間，人們要根據管道穿越的長度、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，其間需要對照設計檔案，在滿足誤差範圍的情況下，由有經驗的施工人員對鑽機進行校準，然後進行實施。定向鑽出土點位置需要形成出土角度坡向，採用袋裝溼土，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. 機械裝置風險控制。
在機械裝置入場前，關鍵裝置需要做到一機一卡一備案，合格證明檔案齊全，使用說明書、維護保養手冊完整，維修記錄、年鑑標識均在有效期內。
4. 避免成孔時出現S形缺陷。
在作業過程中，要嚴格按照審批透過的施工方案進行，除了對施工鑽桿控向角度進行嚴格控制，還要及時調整鑽頭規格，一旦施工過程偏離原設計曲線，就要及時報告技術人員按照應急預案進行調整。
5. 管線回拖。
管線回拖過程中，要根據機械裝置顯示回拖力的大小控制好回拖的速度，根據批准的施工方案監控好泥漿配比。
管理風險應對
1. 人員風險
。施工前需要對施工人員進行健康體檢，嚴禁健康隱患者上崗，建立員工健康檔案。要組織員工學習有關法律、法規及公司相關規章制度，進行HSE教育培訓，包括安全防護用具和勞動保護用品的使用。特種作業人員要透過培訓，持證上崗，技術和安全交底完成後方可作業。
2. 環境風險
。在定向鑽作業過程中，夜間作業安全措施尤為重要。夜間作業時，操作範圍外延20m以外要具有足夠的照明度，進入現場的人員實行登記制度，根據崗位性質，編排聯絡小組，分層次管理，專人負責，尤其在管道施壓期間，設定警戒線，無關人員不得靠近。
結語
水平定向鑽穿越技術導向精準、成功率高，不會對河床造成干擾。施工前，施工單位不僅要充分考慮夏季洩洪、冬季凌汛對河床整體結構及定向穿越管線所造成的影響，還要確保施工作業面範圍內地質資料齊全、地下設施資料齊全，為定向穿越施工掃清風險隱患。
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