【摘要】在深入探討了燃?xì)夤艿拦こ讨兴蕉ㄏ蜚@穿越砂層的施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，著重分析與此過(guò)程相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。經(jīng)研究表明，砂層穿越風(fēng)險(xiǎn)、施工對(duì)周邊建構(gòu)筑物的影響以及管道后期運(yùn)行安全問(wèn)題是本領(lǐng)域最為關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。通過(guò)詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)分析，本研究提出了一系列有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，包括現(xiàn)場(chǎng)勘查與方案設(shè)計(jì)、擴(kuò)孔清孔施工要點(diǎn)、泥漿配比控制以及合理施工工序安排。這些措施旨在降低風(fēng)險(xiǎn)，確保施工的安全性和質(zhì)量，最終提高燃?xì)夤艿拦こ痰目沙掷m(xù)性。

【關(guān)鍵詞】燃?xì)夤艿拦こ?；水平定向鉆；敷設(shè)施工技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU996.7" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）03-0157-03

0 引言

水平定向鉆技術(shù)在燃?xì)夤艿拦こ讨械膽?yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是在需要穿越砂層的情況下。然而，這種施工技術(shù)尚存在一系列潛在的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，可能對(duì)工程的順利進(jìn)行和后期運(yùn)行安全構(gòu)成威脅。研究的目的是，對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行全面分析，提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以確保施工的成功和管道的安全運(yùn)行。

1 水平定向鉆施工風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 砂層穿越風(fēng)險(xiǎn)

水平定向鉆穿越砂層的過(guò)程中，存在多種風(fēng)險(xiǎn)，首要的是與地下砂層的穩(wěn)定性有關(guān)。具體存在風(fēng)險(xiǎn)分析如下：

（1）塌孔風(fēng)險(xiǎn)。由于砂層的自身穩(wěn)定性較差，砂層塌孔可能是施工中最常見(jiàn)和嚴(yán)重的問(wèn)題之一。砂層的不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致地下空洞的形成，從而影響到鉆孔的穩(wěn)定性。塌孔可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和管道受到危害，甚至危及施工人員的安全。

（2）成孔偏差。砂層穿越過(guò)程中，由于砂層的不均勻性，成孔的偏差可能會(huì)較大。這意味著最終成孔的位置可能與導(dǎo)向軌跡有較大偏差，可能對(duì)后續(xù)管道回拖和施工產(chǎn)生不利影響。成孔偏差還可能導(dǎo)致管道與其他地下結(jié)構(gòu)或管線發(fā)生碰撞，增加了施工風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1.2 施工對(duì)周邊建構(gòu)筑物的影響

水平定向鉆施工不僅對(duì)地下砂層產(chǎn)生影響，還可能對(duì)周邊的建筑物和構(gòu)筑物造成多種潛在影響。這一方面的分析是非常關(guān)鍵的，因?yàn)樗P(guān)乎施工活動(dòng)與周邊環(huán)境和結(jié)構(gòu)的相互作用。對(duì)潛在影響的詳細(xì)分析如下：

（1）非正常沉降。在施工過(guò)程中的挖掘和砂層穿越會(huì)干擾地下土壤的穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致周邊建構(gòu)筑物發(fā)生非正常沉降。這種非正常沉降是指建筑物或結(jié)構(gòu)物在沒(méi)有外部負(fù)荷的情況下發(fā)生下沉或沉降速度明顯增加。非正常沉降超出了設(shè)計(jì)參數(shù)，可能會(huì)導(dǎo)致裂縫、傾斜或結(jié)構(gòu)變形，從而損害建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（2）地面沉降。施工過(guò)程中的地下挖掘也可能引發(fā)地面沉降，這對(duì)周邊的地面建構(gòu)筑物和基礎(chǔ)設(shè)施造成潛在的損害。地面沉降指的是地表降低的現(xiàn)象，通常發(fā)生在地下挖掘活動(dòng)引起土層下沉的情況下。這可能對(duì)道路、管道、橋梁和其他地面建構(gòu)筑物基礎(chǔ)造成不均勻沉降，降低道路的平整度，甚至造成建筑物周圍土壤發(fā)生不均勻沉降，引發(fā)土地爭(zhēng)端和施工侵權(quán)糾紛。

綜合而言，施工對(duì)周邊建構(gòu)筑物的影響需要高度關(guān)注和有效管理。采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如監(jiān)測(cè)地下挖掘、結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性，以及合理的土地管理和糾紛解決機(jī)制，將有助于降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保施工活動(dòng)的安全性和可持續(xù)性，同時(shí)減少可能出現(xiàn)的不利后果。

1.3 燃?xì)夤艿篮笃谶\(yùn)行安全

水平定向鉆施工的質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)于保障燃?xì)夤艿赖暮笃谶\(yùn)行安全至關(guān)重要，需要深入分析并采取相應(yīng)的措施，以確保燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的可靠性和安全性。

（1）管道質(zhì)量。施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)管理直接涉及管道質(zhì)量的問(wèn)題。如果施工風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法得到控制，可能會(huì)導(dǎo)致燃?xì)夤艿赖馁|(zhì)量問(wèn)題，包括不良施工可能引發(fā)的管道接口問(wèn)題、管道受拉產(chǎn)生裂紋、管道防腐層損傷等。這些問(wèn)題可能在管道使用過(guò)程中逐漸演化成泄漏或故障，對(duì)管道系統(tǒng)的可靠性和安全性構(gòu)成威脅。

（2）安全問(wèn)題。燃?xì)夤艿赖陌踩允侵陵P(guān)重要的。施工中的不安全因素可能導(dǎo)致管道泄漏、爆炸或其他嚴(yán)重安全事故，甚至可能引發(fā)災(zāi)難性的后果，包括生命和財(cái)產(chǎn)損失，以及環(huán)境污染問(wèn)題[2]。

綜合上述風(fēng)險(xiǎn)分析，水平定向鉆穿越砂層施工的風(fēng)險(xiǎn)主要包括與砂層穩(wěn)定性有關(guān)的問(wèn)題、對(duì)周邊建構(gòu)筑物的影響，以及管道后期運(yùn)行安全問(wèn)題。因此，必須采取一系列風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以確保施工的順利進(jìn)行和燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)行。這包括但不限于質(zhì)量控制、安全管理、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，以及合規(guī)性和環(huán)境保護(hù)的強(qiáng)調(diào)。通過(guò)這些措施，可以最大程度地減小潛在風(fēng)險(xiǎn)，保障燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的可持續(xù)性和安全性。

2 風(fēng)險(xiǎn)控制措施

2.1 現(xiàn)場(chǎng)勘查及方案設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)勘查和方案設(shè)計(jì)是水平定向鉆穿越砂層施工的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)工程的成功實(shí)施和風(fēng)險(xiǎn)控制至關(guān)重要。在這一階段，以下關(guān)鍵措施的全面實(shí)施和質(zhì)量保障直接影響了后續(xù)施工的安全性和可行性。

（1）地質(zhì)調(diào)查。在現(xiàn)場(chǎng)勘查中，地質(zhì)調(diào)查是首要任務(wù)之一。詳細(xì)的地質(zhì)信息收集對(duì)評(píng)估砂層的類型、厚度、地基承載力和穩(wěn)定性至關(guān)重要。此外，還需要了解地下水位信息，這有助于決定是否可以避免穿越砂層，或者是否能夠選擇最小程度穿越砂層。地質(zhì)調(diào)查的全面性和準(zhǔn)確性為方案設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）管線和建筑物調(diào)查。確定地下管線、建筑物、道路和其他地下結(jié)構(gòu)的位置和深度是不可或缺的。這些信息對(duì)避免與這些結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突至關(guān)重要，可以減少對(duì)周邊建構(gòu)筑物的不正常影響。我們可以通過(guò)精確調(diào)查和定位，制定出可行的導(dǎo)向軌跡，以減小施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）導(dǎo)向軌跡設(shè)計(jì)。在方案設(shè)計(jì)中，必須堅(jiān)守“盡量避免穿越砂層，無(wú)法避免時(shí)，盡可能少地穿越砂層”的原則，如圖1所示。這就要求在軌跡設(shè)計(jì)時(shí)充分結(jié)合前期進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查，以減小成孔偏差可能導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。在設(shè)計(jì)水平投影軌跡時(shí)，應(yīng)力求使其盡量呈直線，以減小成孔偏移的潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保施工的成功。

因此，現(xiàn)場(chǎng)勘查和方案設(shè)計(jì)是確保水平定向鉆穿越砂層施工成功的關(guān)鍵，它們提供了有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，幫助降低施工過(guò)程中的潛在問(wèn)題，確保工程的安全性和可行性。

2.2 擴(kuò)孔清孔施工要點(diǎn)

在水平定向鉆穿越砂層的施工中，擴(kuò)孔和清孔是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，不僅決定了施工的順利進(jìn)行，還在很大程度上關(guān)系到風(fēng)險(xiǎn)控制的有效性。在這一階段，以下關(guān)鍵措施扮演著關(guān)鍵角色，確保施工的安全性和質(zhì)量。

（1）逐級(jí)擴(kuò)孔。在擴(kuò)孔的過(guò)程中，堅(jiān)持“逐級(jí)擴(kuò)孔”的原則是十分重要的。這意味著擴(kuò)孔的直徑應(yīng)逐漸增加，而不應(yīng)該出現(xiàn)“越級(jí)擴(kuò)孔”的情況。越級(jí)擴(kuò)孔可能導(dǎo)致多種問(wèn)題，包括塌孔問(wèn)題和擴(kuò)頭抱死情況。通過(guò)逐級(jí)擴(kuò)孔，可以更好地控制施工進(jìn)展，減少不穩(wěn)定因素，確保擴(kuò)孔的穩(wěn)定性[3]。

（2）泥漿壓力控制。泥漿系統(tǒng)的壓力控制對(duì)于施工的成功至關(guān)重要。壓力需要得到適度控制，以防止過(guò)高的壓力導(dǎo)致穿越路段冒漿，導(dǎo)致地表隆起或開(kāi)裂。泥漿的壓力控制在避免塌孔和維持泥漿的護(hù)壁效果方面扮演著關(guān)鍵作用。通過(guò)合理控制泥漿的壓力，可以減小可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，確保施工的安全性和穩(wěn)定性。

這些施工要點(diǎn)在水平定向鉆穿越砂層工程施工中具有至關(guān)重要的作用。通過(guò)逐級(jí)擴(kuò)孔和合理的泥漿壓力控制，可以減小塌孔、地面冒漿變形等問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)，確保施工的成功進(jìn)行。這些措施不僅提高了工程的安全性，還有助于維護(hù)施工的高質(zhì)量和效率。

2.3 泥漿配比控制

水平定向鉆穿越砂層的施工中，泥漿的配比控制是確保施工質(zhì)量和穩(wěn)定性的關(guān)鍵要素。以下是一些相關(guān)措施，有助于有效控制泥漿的配比，以滿足不同地質(zhì)情況和施工需求。

（1）根據(jù)地質(zhì)情況和需求調(diào)整配比。一種有效的措施是根據(jù)地質(zhì)情況和施工的具體需求來(lái)調(diào)整泥漿的配比。不同的地質(zhì)條件可能需要不同的泥漿配方。通過(guò)詳細(xì)地了解地下的地質(zhì)情況，可以根據(jù)砂層的類型、厚度和穩(wěn)定性，以及鉆機(jī)的大小和施工的具體階段來(lái)靈活調(diào)整泥漿的成分。這有助于確保泥漿的性質(zhì)符合施工的要求，從而提高整體施工的質(zhì)量。

（2）添加燒堿和纖維素。在穿越砂層的施工中，為了提高泥漿的穩(wěn)定性和護(hù)壁效果，可以考慮向泥漿中添加一些特定物質(zhì)，如燒堿和纖維素。燒堿可以幫助增加泥漿的黏性，從而提高其護(hù)壁效果，減小砂層的侵蝕風(fēng)險(xiǎn)。纖維素的添加有助于增加泥漿的黏性，同時(shí)提高泥漿的流變性。特定物質(zhì)的添加可以增加泥漿在施工過(guò)程中的粘附性，有助于減少泥漿在孔洞中的流失，提高施工的穩(wěn)定性[4]。

綜合來(lái)看，泥漿配合比控制是水平定向鉆穿越砂層施工中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)根據(jù)地質(zhì)情況和需求調(diào)整泥漿的成分，以及添加燒堿和纖維素等物質(zhì)，可以有效提高泥漿的性質(zhì)，減小施工風(fēng)險(xiǎn)，從而保障施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性。這些措施對(duì)于確保施工的成功和減少不穩(wěn)定因素具有重要意義。

2.4 合理安排施工工序

為了減小水平定向鉆穿越砂層施工的風(fēng)險(xiǎn)，必須采取合理的工序安排措施，以確保管道的連續(xù)性，減少拖管時(shí)間，同時(shí)降低施工中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。以下是相關(guān)措施，有助于有效管理施工工序，提高安全性和質(zhì)量。

（1）協(xié)調(diào)各施工工序。不同的施工工序之間必須充分協(xié)調(diào)和進(jìn)行密切溝通，以確保施工的順利進(jìn)行。各工序之間的銜接應(yīng)該是無(wú)縫的，以減少潛在風(fēng)險(xiǎn)。這包括地質(zhì)勘查、擴(kuò)孔清孔、泥漿配比控制和拖管等工序之間的協(xié)調(diào)。確保這些工序之間的協(xié)同合作是關(guān)鍵，因?yàn)槿魏我画h(huán)出現(xiàn)問(wèn)題都可能影響整個(gè)施工過(guò)程。

（2）管道焊接和拖動(dòng)。在進(jìn)行拖管操作前，必須確保管道已在出土端擺放平穩(wěn)。這一步驟對(duì)于保持管道回拖的連續(xù)性至關(guān)重要。管道不能一次性焊接成型，可能導(dǎo)致管道在拖動(dòng)過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題，甚至抱死。此外，如果回拖過(guò)程中需要多次中斷，應(yīng)避免長(zhǎng)停滯時(shí)間超過(guò)規(guī)范要求，以防止泥漿漏失導(dǎo)致回拖力劇增，增加拖動(dòng)的困難度[5]。

通過(guò)采取上述風(fēng)險(xiǎn)控制措施，可以有效減小水平定向鉆穿越砂層施工的風(fēng)險(xiǎn)，確保施工的安全性和質(zhì)量。合理安排施工工序以確保連續(xù)性和降低拖管時(shí)間，將對(duì)整個(gè)工程的成功和可持續(xù)性產(chǎn)生積極影響。這些措施不僅有助于降低施工風(fēng)險(xiǎn)，還提高了施工過(guò)程的效率和可控性，確保了燃?xì)夤艿拦こ痰陌踩\(yùn)行。

3 未來(lái)研究方向

經(jīng)研究并著重探討水平定向鉆穿越砂層施工中的風(fēng)險(xiǎn)以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，探討風(fēng)險(xiǎn)控制的重要性，得出以下結(jié)論：

首先，砂層穿越風(fēng)險(xiǎn)是水平定向鉆施工的關(guān)鍵問(wèn)題，可能導(dǎo)致塌孔和成孔偏差等問(wèn)題。這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響施工的順利進(jìn)行，增加施工成本，甚至對(duì)管道的質(zhì)量和后期運(yùn)行安全造成威脅。

其次，施工對(duì)周邊建構(gòu)筑物的影響也是需要高度關(guān)注的問(wèn)題。非正常沉降和其他不良影響可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和結(jié)構(gòu)造成損害，引發(fā)潛在的侵權(quán)問(wèn)題。

最后，水平定向鉆的施工質(zhì)量和安全性直接關(guān)系到后期燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)行。施工中的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致管道質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，最終威脅到運(yùn)行的安全性。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查、方案設(shè)計(jì)、擴(kuò)孔清孔施工要點(diǎn)、泥漿配比控制、合理安排施工工序等一系列措施，以降低風(fēng)險(xiǎn)，確保施工的安全性和質(zhì)量。風(fēng)險(xiǎn)控制不僅有助于降低施工成本，還可以提高整個(gè)燃?xì)夤艿拦こ痰目沙掷m(xù)性。

未來(lái)的研究方向應(yīng)該繼續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化水平定向鉆施工技術(shù)，以進(jìn)一步減小風(fēng)險(xiǎn)。這可能包括更精確的地質(zhì)勘查方法、高級(jí)的泥漿系統(tǒng)技術(shù)、智能化的施工工具以及更有效的施工管理方法。這些改進(jìn)將有助于提高施工的效率和安全性，使燃?xì)夤艿拦こ谈吒?jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)性。

4 結(jié)語(yǔ)

水平定向鉆穿越砂層施工技術(shù)的研究和風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)燃?xì)夤艿拦こ叹哂兄匾饬x。通過(guò)研究的深入探討，強(qiáng)調(diào)了風(fēng)險(xiǎn)控制的關(guān)鍵性，同時(shí)提出了一系列實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。這些措施有望幫助工程師和施工人員更好地理解和應(yīng)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)，以確保燃?xì)夤艿拦こ痰捻樌M(jìn)行和后期安全運(yùn)行。未來(lái)，繼續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化水平定向鉆施工技術(shù)將繼續(xù)是研究和實(shí)踐的關(guān)鍵方向，以不斷提高工程的可持續(xù)性和安全性。

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[作者簡(jiǎn)介]方金水（1979—），男，廣東惠來(lái)人，工程師，碩士研究生，研究方向：非開(kāi)挖管道工程、非開(kāi)挖水平定向鉆。