地質(zhì)巖土學(xué)應(yīng)用于定向鉆施工中的探討

■黃越

（廣東省化工地質(zhì)勘查院廣東花都510800）

地質(zhì)巖土學(xué)應(yīng)用于定向鉆施工中的探討

■黃越

（廣東省化工地質(zhì)勘查院廣東花都510800）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，定向鉆施工技術(shù)也得到了空前的發(fā)展，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛，與其同時(shí)其面臨的問題也越來越嚴(yán)峻。本文通過對(duì)定向鉆施工技術(shù)的闡述，并結(jié)合其在施工過程中存在的問題提出相應(yīng)的解決方案，重點(diǎn)突出了地質(zhì)巖土學(xué)在定向鉆施工中的重要作用。實(shí)踐證明，只有更好的利用地質(zhì)巖土學(xué)理論加以分析，充分將地質(zhì)巖土學(xué)應(yīng)用到定向鉆施工中，定向鉆施工技術(shù)才能得到長(zhǎng)足的發(fā)展。

定向鉆施工 地質(zhì)巖土學(xué) 發(fā)展

1 引言

現(xiàn)階段，城市建設(shè)越來越密集，其路段也越來越復(fù)雜，在進(jìn)行排水管道或者其他管道的開挖施工時(shí)，定向鉆施工技術(shù)充分發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì)，定向鉆施工在不影響城市的正常交通和破壞城市路面的情況下進(jìn)行管道建設(shè)，減少了成本浪費(fèi)，保護(hù)了環(huán)境，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 定向鉆工程

在進(jìn)行施工前必須對(duì)實(shí)際施工的地質(zhì)條件以及地下水的分布情況做好掌握，采樣實(shí)驗(yàn)記錄以后方可進(jìn)行施工。在施工過程中要充分應(yīng)用減震的技術(shù)，可以設(shè)置多層減震裝置以層層減震來保護(hù)儀器的正常運(yùn)作，以此方法施工，及時(shí)在不利環(huán)境下產(chǎn)生了較為強(qiáng)烈的震動(dòng)也可以通過減震裝置層層削弱震動(dòng)力度，從而保護(hù)了導(dǎo)向儀器，在劇烈震動(dòng)下仍然能夠正常工作。

要加強(qiáng)對(duì)巖層的水平鉆進(jìn)到輔助管道的建設(shè)，通過實(shí)地考察、試驗(yàn)研究、方法測(cè)試的種種環(huán)節(jié)，研究水平定向鉆進(jìn)輔助管道技術(shù)，并將其應(yīng)用實(shí)際的施工中。比如現(xiàn)階段已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)，解決了超過1900m定向鉆石施工中的鉆桿變形失穩(wěn)問題，并將研究成果與專家分析，延伸解決了許多其他的問題，并將研究方案應(yīng)用于實(shí)際施工中，提高了施工效率。

3 定向鉆穿越施工

定向鉆穿越施工能夠最大范圍的適應(yīng)土質(zhì)變化，施工效率高，對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響小，而且其安全度高。雖然定向鉆施工具備許多的施工優(yōu)點(diǎn)，但是定向鉆穿越施工涉及的專業(yè)領(lǐng)域也非常之多，它要求對(duì)其他領(lǐng)域的知識(shí)有一定的了解，其中地質(zhì)巖土學(xué)領(lǐng)域?qū)ζ溆绊懽顬橹匾?，要加?qiáng)地質(zhì)巖土學(xué)在定向鉆穿越施工中的應(yīng)用才能使定向鉆施工順利進(jìn)行，降低工程成本，提高工作效率。

無論哪種開挖施工工藝都有一定的風(fēng)險(xiǎn)，這就需要我們?cè)陂_挖前實(shí)地考察、采樣分析、實(shí)驗(yàn)研究等，了解開挖地段的地質(zhì)情況，并針對(duì)實(shí)際存在的風(fēng)險(xiǎn)，存在的問題做足準(zhǔn)備，提出相應(yīng)的解決措施，備用方案，優(yōu)化方案等，最大限度的減少開挖風(fēng)險(xiǎn)，以免造成安全事故，影響整個(gè)開挖工程的進(jìn)行。

4 定向鉆穿越施工中的問題

由于管道定向鉆穿越的地質(zhì)情況不一，其復(fù)雜程度直接影響了定向鉆的施工。地層的結(jié)構(gòu)，地質(zhì)的變化程度都會(huì)定向鉆施工造成極大的影響，其中包括了堅(jiān)硬巖石的擴(kuò)孔問題。此外，由于施工的實(shí)際環(huán)境不固定，收到施工場(chǎng)地和氣候條件的制約，加上配套的設(shè)施不能根據(jù)環(huán)境的改變及時(shí)做出相應(yīng)的科學(xué)的調(diào)整，從而導(dǎo)致施工緩慢，嚴(yán)重影響了施工的進(jìn)度。

針對(duì)管道的定向鉆施工過程中的施工難題，必須加強(qiáng)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)的管制，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)，及時(shí)根據(jù)地質(zhì)的改變、施工環(huán)境的改變、氣候的改變做出相應(yīng)的施工方案，比如施工中配備備選設(shè)備，根據(jù)不同地層的地質(zhì)在導(dǎo)向孔穿越前提前對(duì)地質(zhì)情況做采樣分析，靈活的運(yùn)用施工工藝，制定相應(yīng)的地面管線管理措施等，解決復(fù)雜底層地質(zhì)條件下的定向鉆穿越施工難題。

4.1 定向鉆穿越工程安全風(fēng)險(xiǎn)測(cè)評(píng)

由于管道周圍土層中力的相互作用，必須對(duì)穿越管道的受力情況、穩(wěn)定性以及抵抗強(qiáng)震程度的可靠性做數(shù)值模擬分析，此外，由于管道收到地面道路和建筑物的荷載的施加，還要分析道路和建筑物的影響，實(shí)驗(yàn)分析實(shí)際情況下其抗震性能和其綜合的安全性能。通過數(shù)值模擬的分析以及實(shí)驗(yàn)做依據(jù)，掌握實(shí)際情況下管道受到的影響，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)管道做出相應(yīng)的調(diào)整或加固措施來適應(yīng)地層荷載的改變，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 邊坡穩(wěn)定性分析

在邊坡領(lǐng)域基于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)的調(diào)研，通過采樣分析、實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)合理論知識(shí)對(duì)邊坡做定性的分析，確定邊坡的物力參數(shù)并且選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算參數(shù)，針對(duì)實(shí)際的巖體的力學(xué)條件，采用彈塑性力學(xué)分析和有限元分析的方法確定邊坡的穩(wěn)定性，通過實(shí)際的探討和理論上的分析能夠確定最優(yōu)的施工方案，確保施工的順利進(jìn)行。

4.3 定向鉆穿越施工過程中的地質(zhì)巖土學(xué)應(yīng)用

管道的定向鉆穿越施工地質(zhì)條件復(fù)雜，如果不具備專業(yè)的地質(zhì)學(xué)知識(shí)，很可能在施工過程中造重復(fù)施工從而浪費(fèi)施工成本，大大降低施工效率，減慢施工進(jìn)度。施工前，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)巖土學(xué)理論知識(shí)，在定向鉆施工中加以應(yīng)用，只有充分準(zhǔn)備才能規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率，保證施工進(jìn)度，達(dá)到預(yù)期的效果。

4.4 管道定向鉆穿越施工的地質(zhì)研究

施工結(jié)束后，管道便進(jìn)入運(yùn)營(yíng)階段，這時(shí)結(jié)合地質(zhì)巖土學(xué)理論對(duì)管道進(jìn)行綜合分析，具體包括了對(duì)穿越管道的性能因素的理論分析和穿越管道的時(shí)效性分析，并根據(jù)理論分析結(jié)果測(cè)評(píng)在地質(zhì)中管道運(yùn)營(yíng)壽命以及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)大致的測(cè)評(píng)總結(jié)由此可能造成的地質(zhì)的不穩(wěn)定性問題，積極建立后期的檢查維護(hù)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)運(yùn)營(yíng)成本，抓好每一個(gè)環(huán)節(jié)，全面做好工程建設(shè)工作。

5 地質(zhì)巖土學(xué)在定向鉆施工中的應(yīng)用展望

近幾年，定向鉆施工技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，其應(yīng)用也是拓展到了更多的領(lǐng)域。但是，隨著定向鉆施工技術(shù)的拓展，其在深部地質(zhì)中的應(yīng)用也越來越廣泛，臨的問題也越來越復(fù)雜，如何調(diào)高定向鉆的施工效率，有效解決當(dāng)前問題成為重中之重。而地巖土學(xué)應(yīng)用的理論知識(shí)對(duì)于解決定向鉆施工問題有著極大的幫助，與地質(zhì)巖土學(xué)應(yīng)用知識(shí)緊密結(jié)合是以后定向鉆施工技術(shù)快速發(fā)展所必須的環(huán)節(jié)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地質(zhì)巖土學(xué)應(yīng)用貫穿著整個(gè)定向鉆施工過程，其重要性不可忽略。隨著定向鉆施工技術(shù)的進(jìn)一步的發(fā)展，地質(zhì)巖土學(xué)理論將更加廣泛地應(yīng)用到定向鉆施工中，只有結(jié)合地質(zhì)巖土學(xué)知識(shí)，定向鉆施工技術(shù)才能得到更快的發(fā)展，其面臨的問題才能得到更快更有效的解決，才能提高施工效率，降低成本。

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[3]高大釗，袁聚云.土質(zhì)學(xué)與土力學(xué).第3版北京:人民交通出版社，2012：3.

X83[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-142-1