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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。其主要包括定向鉆進、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：

本段穿越工程位于黃河內蒙古段，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于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，穿越區場地覆蓋層厚度一般大于5.0m，故施工場地類別為Ⅱ類。

本文研究通過“魚刺圖”的風險識別方法分別從定向鉆進、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。

定向鉆進階段風險魚刺圖    

擴孔階段風險因素辨識

擴孔是鉆機系統水平定向鉆穿越施工的重要節點，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，其有利于成孔質量。根據擴孔階段所隱藏的風險因素

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后一道施工工序，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”，繪制相應的風險識別圖。

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。定向鉆穿越地質、水文資料的精確度不僅直接關系定向穿越的出入土點定位，還直接關系鉆機、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，防腐后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，其間需要對照設計文件，在滿足誤差范圍的情況下，由有經驗的施工人員對鉆機進行校準，然后進行實施。定向鉆出土點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. 機械設備風險控制。在機械設備入場前，關鍵設備需要做到一機一卡一備案，合格證明文件齊全，使用說明書、維護保養手冊完整，維修記錄、年鑒標識均在有效期內。

4. 避免成孔時出現S形缺陷。在作業過程中，要嚴格按照審批通過的施工方案進行，除了對施工鉆桿控向角度進行嚴格控制，還要及時調整鉆頭規格，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。特種作業人員要通過培訓，持證上崗，技術和安全交底完成后方可作業。

2. 環境風險。在定向鉆作業過程中，夜間作業安全措施尤為重要。夜間作業時，操作范圍外延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，設置警戒線，無關人員不得靠近。

結語

水平定向鉆穿越技術導向精準、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泄洪、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范圍內地質資料齊全、地下設施資料齊全，為定向穿越施工掃清風險隱患。