摘要：水平定向钻施工是一种非开挖式的管道施工方式，目前在城市管道工程中得以广泛的应用。但往往在施工中会出现一些常见的问题，如果对这些问题处理不当，就会影响施工的顺利进行，甚至会造成钻进铺管的失败。本文主要阐述了城市管道工程水平定向钻施工中常见的一些问题，并提出了相应的处理方法，希冀在工程实施中对类似的问题与处理带来参考。
关键词：水平定向钻施工；问题；处理
1 城市管道工程水平定向钻施工的特点
水平定向钻进铺管技术是指使用水平定向钻进、控向仪器等设备，按预先设计的轨迹进行导向孔钻进、扩孔和回拖铺管，完成地下管道铺设的施工方法。水平定向钻施工是一种非开挖式的管道施工方式，在较大埋深以及穿越道路桥涵的长距离地下管道的施工中具有优越的施工特点，具有精确的导向、环保、效率高、安全性好、技术综合成本低等优点，目前在城市管道工程中得以广泛的应用。
2 城市管道工程水平定向钻施工常见的问题与处理
在城市管道工程水平定向钻施工中，往往会出现一些常见的问题，如果对这些问题处理不当，不仅会影响工程的顺利开展，甚至还会造成钻进铺管的失败。下面具体来阐述一些在施工中常出现的问题以及处理的措施。
2.1 导向孔钻进的轨迹偏差与处理
导向孔施工是水平定向钻进铺管工程的重要阶段，这道工序决定了管道铺设的最终位置，其重要的施工环节是钻孔轨迹的监测与控制。因此在导向孔钻进前要设计好轨迹数值，根据具体的要求，确定轨迹分段形式、入土与出土点、入土角度与出土角度、曲线段的曲率半径、直线段的最大深度、直线段与曲线段的长度等内容。一般导向孔钻进轨迹设计示意图如图1所示。
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图1 导向孔钻进轨迹设计示意图
导向孔钻进施工中常见的问题有：钻进的导入位置和入土角度偏差较大；钻进过程中形成的钻孔轨迹偏差较大等。
施工中出现以上的问题时，不宜猛纠硬调。对于钻进导入位置和入土角度较大的偏差处理，若钻进距离不大，可以退回重新调整钻进的导入位置和入土角度，确认符合设计要求后再进行施工；如果情况允许，也可以采用轻压慢钻的操作方法，进行小角度地逐步纠偏，在纠偏的过程中，应该严格地控制钻进的给进力和钻进方向，并进行严密监测。在钻进过程中如果发现形成的轨迹偏差比较大时，应停止施工，和有关部门商讨处理的方案，按商讨所确定的处理方案进行纠正。
2.2 施工用泥浆存在的问题与处理
施工用泥浆应在专用的搅拌装置中配置，并通过泥浆循环池进行曲使用。施工用泥浆存在的问题有：泥浆的配合比与地质土层情况不相适合；注浆的压力和流量参数控制不当等。
对于泥浆配合比的设计，应根据各种不同地质土层实际的情况、钻头的技术要求和施工步骤，采用不相同的配合比，以适合不同地质土层的施工需要。在导向孔钻进、扩孔清孔和回拖铺管施工环节中都应对泥浆的成分、配合比和技术性能指标进行监测，有需要时要及时对泥浆的配合比进行调整。施工中对注浆的压力和流量参数应按施工步骤进行严格的监控，按实际的施工需要进行调整，以符合施工的要求，避免出现工程的质量问题。
2.3 清孔不彻底与处理
在城市管道工程水平定向钻施工过程中，清孔工序直接影响着后续的回拖铺管工序的顺利实施，清孔的目的是：尽可能使孔道内残留的钻屑排出；在清孔的过程中可以对孔壁进行修整，以使孔壁平整无毛刺，减少回拖铺管时对管道外表的划伤及磨损；清孔还可以探清整个孔道内的基本状况，为判断是否具备回拖铺管的条件提供了有效的依据。如果清孔不彻底，会增加回拖铺管的阻力，影响回拖铺管的施工质量，甚至会造成回拖管道被“抱紧”等施工问题。
在一级扩孔完工后，若整个扩孔过程中发现扭矩偏大，可能是由于孔道内的钻屑含量过多造成的，在进入下一级的扩孔前，应该进行一次彻底的清孔。如果一次清孔还达不到规定的要求，应进行二次或者多次的清孔，直到符合要求为止。为保证扩孔和清孔的质量，在扩孔和清孔时应选用合适类型的钻头，例如：在松软的地层施工，应选择挤压型或组合型的钻头；在软土的地层施工，应选择切削型或组合型的钻头；在硬土和岩石的地层中，应选择牙轮组合型或滚刀组合型的钻头。另外在清孔时，应采取慢拉快转的方法，这样才能使孔道内残留的钻屑尽大可能地排出，从而达到清孔的效果。
2.4 施工中发生塌孔与处理
在工程施工中如果发生塌孔的问题，应该针对塌孔的状况，分析原因，制定相应的处理措施和预防措施。
对塌孔的原因分析应从技术、人为和施工管理等方面作出具体的分析。技术方面分析内容包括：勘察的地质情况与土层的现状是否相符；采用的施工方法是否与地质条件相适合；制定的施工参数是否合理，例如扩孔速度、泥浆配合比、注浆压力和注浆量；选用的钻具型式是否地质土层相合适等。人为方面主要是分析施工人员是否按照施工的方案进行操作施工；管理方面分析的内容包括：质量控制的管理措施是否落实到位，各种施工的监测检查是否按规定执行等。
塌孔的处理措施主要是根据塌孔的严重程度，作出相应的处理方案。如果塌孔的情况是比较轻微的，可以先向孔道内注入密度比较大的泥浆，停工后和专家人员共同商讨处理的方法，然后按照新所制定的方案进行后续的施工；如果塌孔的情况是很严重的，经专家人员评估后，按规定的措施，废除现孔道，重新进行新孔道的施工。
为了预防在施工中发生塌孔的问题，应重点做好以下各方面的工作：对于地质土层方面的因素，应可以采用调整注浆的压力来平衡孔道土层的压力，通过提高泥浆的粘稠性来进行有效的护壁，从而达到孔壁土层的稳定效果；对于施工参数控制方面的因素，应加强施工中的监测工作，及时调整施工参数，以保证适合施工的要求；对于人为和管理方面的因素，应加强施工中的管理和监督，加大管理制度和预防措施的执行力度，从而保证施工质量，防止塌孔问题的发生。
2.5 回拖铺管中断施工时的问题与处理
在回拖铺管的施工中，由于其他的客观原因，造成停止施工一段时间，在恢复施工时，往往会出现回拖力很大，甚至会发生管材被抱死的现象。
主要原因是：停工期间，孔道内壁的残留钻屑失水后硬化，造成较大的摩擦阻力，固化后“抱死”管材。如果出现这种现象，应及时向孔道内灌注入冲洗液，让冲洗液充分地侵泡失水的残留钻屑，使残留钻屑充分吸水后产生流性，确认符合施工要求后，再继续进行施工。一般停工期间的正常处理为：在停工期间应该每隔一段时间向孔道内灌送一次冲洗液，使孔道内壁的残留钻屑保持不失水，以保证后续施工的正常开展。
2.6 施工中出现的其他问题与处理
当施工中出现以下的问题，必须停止施工，分析原因，制定解决措施，待问题解决后方可继续作业：
（1）设备无法正常运行或损坏，钻机导轨、工作井变形；
（2）钻机轨迹发生突变、钻杆发生过度弯曲；
（3）回转扭矩、回拖力等突变，钻杆扭曲过大或拉断；
（4）产生缩孔的现象；
（5）待回拖管表面及钢管外防腐层损伤；
（6）遇到未预见的障碍物或意外的地质变化；
（7）监测到施工毗邻的建（构）筑物和影响区域范围内地层的沉降量超出控制允许值。
3 结束语
在城市管道工程水平定向钻施工中，常常都会出现一些的施工问题，当遇到这些的问题时候，应该仔细地分析原因，制定解决的措施，并严格地执行所制定的处理方案，精心施工，才能保证工程的顺利实施和安全完成。
参考文献：
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[4]金勇.水平定向钻铺管工程潜在安全隐患及对策分析[J].中国科技纵横，2014（13）
论文作者:黄志光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
标签：孔道论文; 泥浆论文; 土层论文; 管道工论文; 轨迹论文; 导向论文; 水平论文; 《基层建设》2019年第31期论文;