油氣管道經(jīng)過河流區(qū)域時需要采用定向鉆穿施工技術(shù)，但地下穿越施工具有復(fù)雜性和隱蔽性等特點，施工過程中會受到多種因素的影響。需要對勘察設(shè)計工作影響因素進行分析，采取切實有效的解決措施，了解穿越施工需要注意的問題，保證油氣管道穿越的順利進行。
定向鉆穿越勘察設(shè)計存在問題
油氣管道穿越施工時，實際的地質(zhì)情況會與勘察資料存在著較大偏差，補充勘察與提供的原始勘察資料進行比較來看，主要存在如下問題：
（1）沒有對河流卵石層厚度、分布區(qū)間和顆粒直徑等給予足夠的認(rèn)識。這是因為河床和兩岸堆積物質(zhì)都已經(jīng)發(fā)生了很多次的沖淤，卵石層厚度、分布區(qū)間和顆粒直徑等有著較大的變化，在進行勘察作業(yè)時應(yīng)該在穿越斷面上下游都設(shè)置15m的勘察點。
（2）沒有查清基巖裂隙的實際分布狀況，這是因為定向鉆穿越區(qū)段覆蓋層厚度都比較大，基巖暴露部分較少，不能通過觀察來確定裂隙狀態(tài)和分布情況，只能依賴鉆探等方法來對基層進行識別與分析，判定結(jié)果的準(zhǔn)確性與獲取巖芯質(zhì)量、地質(zhì)人員的專業(yè)能力有著直接關(guān)系，這就使得勘察數(shù)據(jù)與實際情況產(chǎn)生偏差。
（3）沒有對巖體強度、差異性給予充分地認(rèn)識。巖體形成的不持續(xù)性及受到風(fēng)化因素的影響，會使巖體強度產(chǎn)生很大改變，應(yīng)該采集具有代表性的巖樣。
穿越位置及斷面的選擇
如果油氣管道穿越的斷面兩側(cè)地形存在著較大的起伏，會使得定向鉆在兩岸出、入土端與江河底部水平區(qū)段形成較大的高差，注入泥漿的壓力不均勻，就會存在著冒漿和成孔質(zhì)量不均等問題。
如果距離河堤等比較近，會使得定向鉆行進路徑與河堤距離不足，在鉆進及擴孔作業(yè)時會存在著塌陷和沉降等問題。
穿越層位選擇
從定向鉆穿越施工實際情況來看，主要有如下設(shè)計問題：
（1）流沙層為飽和水狀態(tài)，有著較強的蠕變性和流動性，穿越成孔存在著較大的難度。失水以后會導(dǎo)致孔壁塌陷等問題。例如，在某河流穿越油氣管線時，在出土端碰到長流沙區(qū)段，沒有順利成孔，在進行回拖作業(yè)時出現(xiàn)塌孔，只能采取開挖方式將最后管道挖出后接長。
（2）粗砂地層顆粒直徑較大，黏性土含量低，土層內(nèi)聚力過小，使得穿越成孔存在較大的難度。比如，在某河流穿越油氣管線時，一些地段擴孔扭矩變大，使得擴孔施工作業(yè)進展變得更為緩慢，擴孔時出現(xiàn)鉆桿斷裂現(xiàn)象，解卡作業(yè)沒有起到效果，只能將原孔道報廢。這是由于穿越地層中粗砂的存在，使得大直徑擴孔作業(yè)時出現(xiàn)孔洞坍塌，鉆桿被完全覆蓋后扭矩變大而出現(xiàn)斷桿。
（3）砂卵石地層的卵石分布呈現(xiàn)出不均勻狀態(tài)，同時，卵石強度比較大，在鉆進作業(yè)時不能對精度進行有效控制，給成孔帶來較大的困難，會出現(xiàn)坍塌和卡鉆等問題，應(yīng)該盡量不在砂卵地層進行穿越施工，如果必須穿越該類地層，需要采取相應(yīng)的處理措施。例如，某河流穿越需經(jīng)過厚度為1.5m的砂卵層，顆粒直徑在5cm左右，沒有事先采取相應(yīng)的預(yù)防措施，在遇阻情況下強行作業(yè)，卵石進入到孔洞使得鉆桿被完全卡住，只得采取開挖作業(yè)來保證定向鉆完成穿越施工。
（4）軟硬不均地層穿越施工，在進行大直徑擴孔作業(yè)時，會在軟硬地層交界段產(chǎn)生偏擴、狗洞等現(xiàn)象，使得成孔質(zhì)量無法達(dá)到設(shè)計要求，還伴隨著冒漿、地下水滲漏等風(fēng)險。比如，在某河流采取定向鉆穿越技術(shù)進行施工，由于地層軟硬不均，穿越作業(yè)時存在著巖層傾角變大等問題，擴孔器在硬巖區(qū)段偏離設(shè)計軌跡，使得擴孔進度變慢，擴孔器前部加強筋受到嚴(yán)重的磨損。
定向鉆穿越勘察問題應(yīng)對措施
定向鉆設(shè)計主斷面為鉆孔投影斷面，鉆孔間距一般≥50m，基于離散鉆孔的推測斷面，不能完全反映實際地層情況，尤其是在復(fù)雜區(qū)域。為盡量減小地質(zhì)勘察資料與實際穿越施工地質(zhì)兩者間的偏差，需要將地質(zhì)測繪、鉆探等技術(shù)進行結(jié)合，采取綜合性地質(zhì)勘察方法，完全查清定向鉆施工地層狀況。
對穿越施工區(qū)域的地質(zhì)、水文資料進行全面地收集，掌握河床岸坡變遷情況，獲取到詳細(xì)的河床地形圖，對油氣管道穿越施工區(qū)域的水利工程、穿越工程等進行全面的調(diào)查。地質(zhì)勘探工作量應(yīng)該結(jié)合穿越區(qū)域?qū)嶋H情況進行部署，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置鉆間距，如果鉆孔作業(yè)不能根據(jù)地層改變情況進行調(diào)節(jié)，當(dāng)遇到對油氣管線定向鉆穿越施工有影響的卵石層、碎石層等，應(yīng)該合理減小鉆孔間距。如果定向鉆穿越工程面臨復(fù)雜的地質(zhì)，應(yīng)該合理增加出、入土層段的數(shù)量，將探孔間距適當(dāng)縮短。
在油氣管道河流穿越位置及斷面選擇方面，應(yīng)該選在兩岸地形起伏不大的位置，盡量減小兩岸高差。如果兩岸高差比較大，在穿越施工作業(yè)時應(yīng)該采取措施來保證成孔質(zhì)量，避免出現(xiàn)冒漿問題。定向鉆穿越鉆入、出土點和經(jīng)過中線時需要與河堤等保持足夠的距離。如果穿越施工需要經(jīng)過不良地層，應(yīng)該盡量避開存在大斷裂和不良的地層。穿越軌跡不可以設(shè)置為急彎，應(yīng)該合理設(shè)置造斜點，為防止造斜時產(chǎn)生偏移現(xiàn)象，需要選擇穩(wěn)定的層位作為造斜點。如果需要經(jīng)過基巖地層，需要選擇傾斜角度較小的地下層位，可采取多曲線方式來完成過渡。
在穿越施工出、入土端存在卵石、粗砂等地層，可以采用如下處理辦法：
開挖換填法
將不良地層進行挖除，采用適合于定向鉆穿越的土質(zhì)，再進行鉆孔和回拖，會需要更多的工程量，但會有效降低穿越施工風(fēng)險，可應(yīng)用于覆蓋層厚度低于15m，地下水位不高的地層。
下套管法
用套管將卵石層等進行隔離，以一定角度持續(xù)頂進，利用泥漿將套管中的卵石等物質(zhì)置換出套管，該方法對定向鉆方向控制有著很好的精度要求。
注漿固化法
通過注漿將卵石層完全固化，采用穿越巖層法來經(jīng)過固化層，但固化后的地層強度變大，鉆進作業(yè)會存在著困難。
設(shè)計關(guān)于泥漿的施工技術(shù)要求
設(shè)計通常會從地質(zhì)結(jié)構(gòu)風(fēng)險分析及應(yīng)對措施、施工設(shè)備及材料風(fēng)險、設(shè)備及材料倒運、工程管理等方面進行風(fēng)險分析并提出施工技術(shù)要求。但泥漿使用存在著專業(yè)性強、成本高、抽檢難度大等問題，往往得不到施工單位及監(jiān)理方的重視，泥漿能否合理選型將影響定向鉆穿越施工的成敗。
泥漿可以從孔洞中攜帶出破碎的巖屑，保證孔壁的穩(wěn)定性，是保證鉆進作業(yè)正常進行的前提條件，還可以對鉆頭進行冷卻與沖洗，建立起與地層壓力保持平衡的液柱，需要結(jié)合不同鉆進階段的地層特點，優(yōu)化泥漿類型。確定最為合理的泥漿與添加劑，可以更好地保證順利完成鉆進、擴孔作業(yè)。
保證泥漿達(dá)到合理的黏度和排量，特別是在遇到不良地層時，需要將鉆進性能、擴孔尺寸與泥漿參數(shù)進行匹配：提升護壁泥漿黏度和供給量，確定好鉆擴孔器，根據(jù)實際鉆進情況提高擴孔量、泥漿排量及洗孔的頻次，可以更好地攜帶出鉆屑，防止鉆屑沉積對成孔帶來影響。必要時應(yīng)添加各類正電膠鉆井液等的添加劑，增強泥漿性能。
油氣管道采用定向鉆穿越技術(shù)進行施工，有著很高施工效率，不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。設(shè)計階段做好勘察，得到更為準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，合理選擇穿越層位，優(yōu)化穿越曲線，采用合理的不良地質(zhì)處理措施，提出針對性的風(fēng)險提示和施工技術(shù)要求，可保證后續(xù)油氣管道穿越施工順利完成。
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