蘭州水平定向鉆穿越過程的風險分析及防控措施

1、前言

水平定向鉆穿越技術是采用水平定向鉆機將穿越管線按照設計軌跡通過障礙物的一種非開挖管道安裝施工方法，采用該技術進行管道施工，與大開挖施工相比，因主要通過鉆具在地下施工的不可預見性使其具有更大風險，同時由于水平定向鉆施工設備多、設備復雜、工藝和作業(yè)條件復雜等原因，如不采取積極有效的防范措施，很難確保穿越的成功、人身和設備安全，甚至可能造成巨大經濟損失和人身傷害。本文對水平定向穿越施工過程存在的主要風險進行分析，并制定相應的防控措施。

2、管道水平定向鉆穿越作業(yè)主要程序

清障放線、臨時道路及場地修筑 鉆機及配套設備運輸 鉆機及配套設備安裝及調試 鉆導向孔 預擴孔 管道回拖 設備拆除、撤場 地貌恢復

3、 作業(yè)過程的主要風險與預防措施

3.1 場地修筑的主要風險與預防措施

運用工作安全分析（JSA）法分析，場地修筑主要風險有：開挖地錨坑及泥漿池發(fā)生塌方；泥漿池滲漏、人員掉入泥漿池；挖斷電纜觸電；損壞介質管道、光纜等地下設施。

針對以上風險，采取如下防控措施：

（1）根據(jù)地質情況確定地錨坑及泥漿池的放坡尺寸，并做好安全監(jiān)護，避免塌方傷人。

（2）按相關方要求在泥漿池底部及四周鋪墊防滲布；泥漿池挖好后，四周設置警示牌，并加圍擋圍護，夜間加強照明，避免人員掉落。

（3）在開挖地錨抗、泥漿池前，施工方應詳細了解施工場地的地下電纜及架空電纜等情況，對機械操作手和指揮人員進行交底，并及時采取防止挖斷或碰斷電纜的措施。

（4）施工前必須調查清楚施工場地有無介質管道、光纜等地下設施，根據(jù)地下設施情況，采取保護措施。

3.2 鉆機及配套設備安裝及調試的主要風險及防控措施

運用工作安全分析（JSA）法分析，鉆機及配套設備安裝及調試作業(yè)主要風險有：

人員觸電；設備傾覆、損壞、物體打擊；膨潤土粉塵吸入；人員上下鉆機造成高處墜落等。

針對以上風險，采取如下防控措施：

（1）施工現(xiàn)場配電系統(tǒng)應采用三級配電、二級漏電保護系統(tǒng)。施工現(xiàn)場臨時用電嚴格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》（JG46-2005）的有關規(guī)定執(zhí)行。電纜要做好防水絕緣，破損電纜、插頭、插板應及時更換，接頭不能虛接。

（2）作業(yè)場地鄰近高壓線路安全防控措施：施工設備應與鄰近高壓線路保持安全距離；施工機具醒目處應張貼“當心觸電”、“小心上方電線”等標識。各種施工機具和設備其任何部位與架空電力線路的安全距離應符合下表的規(guī)定。施工時設專人監(jiān)護。

（3）各工種嚴格按照蘭州水平定向鉆設備安裝程序要求，在統(tǒng)一指揮下協(xié)調配合作業(yè)。

（4）調試和啟動鉆機時，應檢查確認鉆機各系統(tǒng)正常；認真觀察各表盤指示是否正常，觀察轉換高低速開關是否能脫開，各鉗口張開和夾緊是否迅速、到位；各操作手柄是否回位，檢查急停開關和報警裝置工作是否正常；查看各液壓管件是否漏油，各停車閥門、電瓶開關處于接通狀態(tài)，控制線、接地線連接牢固，符合安全要求。

（5）泥漿加料作業(yè)人員按規(guī)定穿戴合格的勞保用品，佩戴防護風帽、口罩、防塵鏡。

（6）鉆機上的人行道安裝護欄牢靠。

3.3 鉆導向孔作業(yè)過程的主要風險及防控措施

運用工作安全分析（JSA）法分析，鉆導向孔作業(yè)主要風險有：鉆導向孔時泥漿噴濺傷人；鉆頭觸及地下電纜造成人員觸電；接線、上下鉆桿或鉆具操作時人員被碰傷、砸傷、滑倒；上下泥漿罐時跌落；造成介質管道、通信光纜等地下設施損壞。

針對以上風險，采取如下防控措施：

（1）泥漿試噴前，鉆頭5m以內，鉆頭正前方嚴禁站人，避免泥漿噴濺傷人；鉆頭未鉆入地層時人員撤離到安全范圍內。

（2）鉆進過程中當鉆機帶電報警時，司鉆應回拖鉆桿，使鉆頭脫離電纜。

（3）接信號線時必須穿防滑工作鞋；上下鉆桿或鉆具操作時要等設備動作完成后進行，并嚴格按照操作規(guī)程作業(yè)，人員不得靠近旋轉的鉆桿、鉆具或旋轉的部件。

（4）泥漿罐應設置帶護欄的扶梯，人員上下泥漿罐時應攀援扶梯。

（5）施工前建設單位必須對地下管線和設施進行詳細的調查研究（挖探坑、依靠雷迪管線探測儀儀器設備進行探測等），探測地下各類介質管道、光電纜等的位置、走向、深度。建設單位將調查結果書面告知施工單位；施工單位必須對建設單位提供的地下隱蔽物調查結果進行復核，根據(jù)地下隱蔽物位置、標高及交叉情況，采取保護措施，并在施工前對施工直接作業(yè)環(huán)節(jié)人員進行交底確認。

3.4 預擴孔作業(yè)過程的主要風險及防控措施

運用工作安全分析（JSA）法分析，預擴孔作業(yè)主要風險有：卡鉆、人員碰傷、夾傷、擠傷。

針對以上風險，采取如下防控措施：

（1）司鉆人員應密切注意操作臺面上各種儀表的指數(shù)和現(xiàn)場的各種動向，如發(fā)現(xiàn)儀表讀數(shù)異常，應立即停止操作，待處理恢復正常后方可繼續(xù)操作。

擴孔時卡鉆可采用機械回拉擴孔器的的辦法解決擴孔卡鉆問題。

①施工程序：卡鉆后立即停止旋轉 出土側連接（鉆桿+短接+旋轉接頭+U型環(huán)+鋼絲繩+吊管機、挖掘機） 同步回拉（鉆機給予適當?shù)耐屏Γ?擴孔器離開巖石 鉆機恢復旋轉 出土側卸下鉆具 繼續(xù)擴孔

②司鉆手應隨時密切關注擴孔扭矩的變化，防止卡鉆后扭矩過大，損壞鉆機旋轉馬達及鉆桿絲扣。

（2）擴孔作業(yè)期間，要待設備動作全部完成之后，方可指揮上卸鉆具人員實施操作。設備啟動時，不得站在附近，以免造成刮碰傷害。上卸鉆桿或鉆具作業(yè)時，應防止手被吊帶、虎鉗、B型鉗、管鉗等夾傷、擠傷；使用B型鉗或管鉗、鏈鉗等工具時，操作對面嚴禁站人，防止B型鉗、管鉗、鏈鉗等彈起傷人。

3.5 管道回拖作業(yè)過程的主要風險及應急措施

蘭州水平定向鉆管道回拖作業(yè)主要風險有回拖受阻。針對該風險，采取如下應急措施：

應根據(jù)受阻位置和實際情況區(qū)別對待。當管線回拖進距離相對較短時，宜采取往出土側回拉的方式；當管線回拖至接近出土時，可采取往鉆機側助推的方式；當回拖管線位置處于中間段，兩個方向均可考慮，在軟地層受阻時，用助推方式成功的機率較大，巖石地層受阻時，盡可能考慮往出土側回拉的方式，以免損壞防腐層甚至鋼管。

回拉和助推的方式有兩種：（1）機械設備操作方式：利用挖掘機、履帶拖拉機、吊管機等爬行設備，在管端安裝卡具，連接鋼絲繩進行回拉或助推。（2）夯管錘操作方式：在管端安裝事先加工好的卡具，利用夯管錘的瞬間、高頻沖擊力進行回拉或助推。