水平定向钻穿越过程的风险分析及防控措施

1、前言

水平定向钻穿越技术是采用水平定向钻机将穿越管线按照设计轨迹通过障碍物的一种非开挖管道安装施工方法，采用该技术进行管道施工，与大开挖施工相比，因主要通过钻具在地下施工的不可预见性使其具有更大风险，同时由于水平定向钻施工设备多、设备复杂、工艺和作业条件复杂等原因，如不采取积极有效的防范措施，很难确保穿越的成功、人身和设备安全，甚至可能造成巨大经济损失和人身伤害。本文对水平定向穿越施工过程存在的主要风险进行分析，并制定相应的防控措施。

2、管道水平定向钻穿越作业主要程序

清障放线、临时道路及场地修筑 钻机及配套设备运输 钻机及配套设备安装及调试 钻导向孔 预扩孔 管道回拖 设备拆除、撤场 地貌恢复

3、 作业过程的主要风险与预防措施

3.1 场地修筑的主要风险与预防措施

运用工作安全分析（JSA）法分析，场地修筑主要风险有：开挖地锚坑及泥浆池发生塌方；泥浆池渗漏、人员掉入泥浆池；挖断电缆触电；损坏介质管道、光缆等地下设施。

针对以上风险，采取如下防控措施：

（1）根据地质情况确定地锚坑及泥浆池的放坡尺寸，并做好安全监护，避免塌方伤人。

（2）按相关方要求在泥浆池底部及四周铺垫防渗布；泥浆池挖好后，四周设置警示牌，并加围挡围护，夜间加强照明，避免人员掉落。

（3）在开挖地锚抗、泥浆池前，施工方应详细了解施工场地的地下电缆及架空电缆等情况，对机械操作手和指挥人员进行交底，并及时采取防止挖断或碰断电缆的措施。

（4）施工前必须调查清楚施工场地有无介质管道、光缆等地下设施，根据地下设施情况，采取保护措施。

3.2 钻机及配套设备安装及调试的主要风险及防控措施

运用工作安全分析（JSA）法分析，钻机及配套设备安装及调试作业主要风险有：

人员触电；设备倾覆、损坏、物体打击；膨润土粉尘吸入；人员上下钻机造成高处坠落等。

针对以上风险，采取如下防控措施：

（1）施工现场配电系统应采用三级配电、二级漏电保护系统。施工现场临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》（JG46-2005）的有关规定执行。电缆要做好防水绝缘，破损电缆、插头、插板应及时更换，接头不能虚接。

（2）作业场地邻近高压线路安全防控措施：施工设备应与邻近高压线路保持安全距离；施工机具醒目处应张贴“当心触电”、“小心上方电线”等标识。各种施工机具和设备其任何部位与架空电力线路的安全距离应符合下表的规定。施工时设专人监护。

（3）各工种严格按照水平定向钻设备安装程序要求，在统一指挥下协调配合作业。

（4）调试和启动钻机时，应检查确认钻机各系统正常；认真观察各表盘指示是否正常，观察转换高低速开关是否能脱开，各钳口张开和夹紧是否迅速、到位；各操作手柄是否回位，检查急停开关和报警装置工作是否正常；查看各液压管件是否漏油，各停车阀门、电瓶开关处于接通状态，控制线、接地线连接牢固，符合安全要求。

（5）泥浆加料作业人员按规定穿戴合格的劳保用品，佩戴防护风帽、口罩、防尘镜。

（6）钻机上的人行道安装护栏牢靠。

3.3 钻导向孔作业过程的主要风险及防控措施

运用工作安全分析（JSA）法分析，钻导向孔作业主要风险有：钻导向孔时泥浆喷溅伤人；钻头触及地下电缆造成人员触电；接线、上下钻杆或钻具操作时人员被碰伤、砸伤、滑倒；上下泥浆罐时跌落；造成介质管道、通信光缆等地下设施损坏。

针对以上风险，采取如下防控措施：

（1）泥浆试喷前，钻头5m以内，钻头正前方严禁站人，避免泥浆喷溅伤人；钻头未钻入地层时人员撤离到安全范围内。

（2）钻进过程中当钻机带电报警时，司钻应回拖钻杆，使钻头脱离电缆。

（3）接信号线时必须穿防滑工作鞋；上下钻杆或钻具操作时要等设备动作完成后进行，并严格按照操作规程作业，人员不得靠近旋转的钻杆、钻具或旋转的部件。

（4）泥浆罐应设置带护栏的扶梯，人员上下泥浆罐时应攀援扶梯。

（5）施工前建设单位必须对地下管线和设施进行详细的调查研究（挖探坑、依靠雷迪管线探测仪仪器设备进行探测等），探测地下各类介质管道、光电缆等的位置、走向、深度。建设单位将调查结果书面告知施工单位；施工单位必须对建设单位提供的地下隐蔽物调查结果进行复核，根据地下隐蔽物位置、标高及交叉情况，采取保护措施，并在施工前对施工直接作业环节人员进行交底确认。

3.4 预扩孔作业过程的主要风险及防控措施

运用工作安全分析（JSA）法分析，预扩孔作业主要风险有：卡钻、人员碰伤、夹伤、挤伤。

针对以上风险，采取如下防控措施：

（1）司钻人员应密切注意操作台面上各种仪表的指数和现场的各种动向，如发现仪表读数异常，应立即停止操作，待处理恢复正常后方可继续操作。

扩孔时卡钻可采用机械回拉扩孔器的的办法解决扩孔卡钻问题。

①施工程序：卡钻后立即停止旋转 出土侧连接（钻杆+短接+旋转接头+U型环+钢丝绳+吊管机、挖掘机） 同步回拉（钻机给予适当的推力） 扩孔器离开岩石 钻机恢复旋转 出土侧卸下钻具 继续扩孔

②司钻手应随时密切关注扩孔扭矩的变化，防止卡钻后扭矩过大，损坏钻机旋转马达及钻杆丝扣。

（2）扩孔作业期间，要待设备动作全部完成之后，方可指挥上卸钻具人员实施操作。设备启动时，不得站在附近，以免造成刮碰伤害。上卸钻杆或钻具作业时，应防止手被吊带、虎钳、B型钳、管钳等夹伤、挤伤；使用B型钳或管钳、链钳等工具时，操作对面严禁站人，防止B型钳、管钳、链钳等弹起伤人。

3.5 管道回拖作业过程的主要风险及应急措施

管道回拖作业主要风险有回拖受阻。针对该风险，采取如下应急措施：

应根据受阻位置和实际情况区别对待。当管线回拖进距离相对较短时，宜采取往出土侧回拉的方式；当管线回拖至接近出土时，可采取往钻机侧助推的方式；当回拖管线位置处于中间段，两个方向均可考虑，在软地层受阻时，用助推方式成功的机率较大，岩石地层受阻时，尽可能考虑往出土侧回拉的方式，以免损坏防腐层甚至钢管。

回拉和助推的方式有两种：（1）机械设备操作方式：利用挖掘机、履带拖拉机、吊管机等爬行设备，在管端安装卡具，连接钢丝绳进行回拉或助推。（2）夯管锤操作方式：在管端安装事先加工好的卡具，利用夯管锤的瞬间、高频冲击力进行回拉或助推。