水平定向钻助水电六局地下施工品牌添新绩

成立于1958年的水电六局，近60年来在全国各地承建了数座大中型水利水电工程项目。从渔子溪水电站率先使用的“新奥法”进行深埋长大水工隧洞的设计施工，到世界第三大水电站——乌东德水电站施工中的多项洞挖技术，水电六局已然成为国内水电施工行业的洞挖楚翘。由此，地下工程施工，成为了水电六局的重要品牌标识和领先技术优势。

然而随着建筑行业壁垒的打破和市场竞争的多元化，企业获取长足发展并保持基业长青更多的是依靠比较优势、创新能力和核心竞争力，企业的竞争对手也不单单局限于区域、国内，还来自国外。这就要求企业顺应国内外宏观经济形势，转变发展理念与发展思路，找准新的经济增长点，增强自身优势和核心竞争力。

对于六局而言，在市场化竞争的大环境下，原有优势已不能满足企业高质量发展以及业务拓展的需求。对此，公司积极谋划，既不望梅止渴，也不原地踏步，坚持做大格局，做精品牌，抓住非开挖技术，在顶管施工技术做大做强后，积极投身非开挖技术的主要方法之一——水平定向钻进技术的开发和研究，助力品牌竞争优势。

水平定向钻1971年由美国人发明，1985年引入我国，适合在城市、江河、湖泊、海湾、山岭和不能开挖的地段敷设管道时使用，广泛应用于铺设多种地下公用设施，包括供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工，适用于沙土、粘土、卵石等地况，我国大部分非硬岩地区都可应用。

定向钻施工就像在地表下穿针引线。其施工的基本原理是钻机事先安装在入土点的一侧，从入土点开始沿着设计好的线路，按照预先设定的轨迹钻导向孔，并形成一条从入土点到出土点的穿越曲线，然后在导向孔出口端的钻杆前端安置不同直径的扩孔器再进行回拉扩孔，当扩孔达到预先设计的尺寸后，回拉铺设地下管线。

通过30多年的消化吸收，水平定向钻已经成为我国大规模管网基本建设倚重的施工方式之一。2016年，公司成功中标哈尔滨市松花江水源松北区域供水工程原水过江管道工程（以下简称松北供水），其过江管道就是采用水平定向钻穿越工艺。一年来，松北供水项目部砥砺奋进，主动出击，不仅工程建设成绩斐然，还为六局地下施工品牌再添新业绩，进一步巩固了六局在地下施工领域的行业领先地位。

松北供水工程穿越长度为2935米，穿越施工主要在中粗砂层中通过。截至目前，世界上最长的管道定向钻穿越距离为5000米，管道的直径约300毫米，远低于该工程穿越的直径813毫米。对于定向钻穿越工程来说，最困难的穿越地质为鹅卵石地层，因为难以成孔易坍塌，是定向钻穿越施工的禁区；其次是中粗砂地层（也是本工程的穿越地质层），这种地层成孔难度较高，且砂粒呈楔形。在这种地质中穿越，钻机就像在布满刀尖的地层中前进，极容易卡死，且解卡极为困难。

本工程穿越距离长，地质条件恶劣，施工难度成倍激增，达到了国际公认的定向钻高难度水平，引起了国内及国际非开挖领域专家的高度关注。这样的工程不仅要求施工单位有较好的技术底蕴，还要具备攻坚克难的勇气、锲而不舍的意志和高度的责任心、事业心和使命感。

为了应对国内外公认的复杂地质条件管道穿越，项目部精心组织，合理安排施工，认真做好施工组织设计，依据地质勘探资料和穿越长度，制定了相应的施工方案，先进行两岸对穿，再采用回拖工艺将穿越的管段回拖至孔内，最终完成管道穿越工程。

为有效规避穿越过程中摩擦阻力大，成孔能力差，易发钻杆抱死、折断和卡钻等致命风险，项目部采用了多项新型创新技术。比如根据阳明滩桥下滩地地理条件，减少了２-3条公路的占用和部分民房的拆除；对管线进行了改良加强防腐，采用开挖管道发送沟或发送辊道架预置等措施，以减小管道回拖过程中被划伤的风险，增强管道抗腐蚀性；在导向孔钻进时，在出入土点增设支撑套管至水平段加强钻杆强度，在河床上利用抗冲刷性强的防水线缆，布设生成数据反馈准确的磁场，分段配置不同规格型号的钻杆，确保水平段导向孔钻杆准确对接；采用新型泥浆和新型设备，根据地质与穿越地层特点进行泥浆设计，配制环保绿色泥浆，保证环保要求，尽管增加了泥浆成本，但有效降低了施工风险，提高了环保水平。

通过充分准备，面对世界公认的难题，项目部在施工过程中还战胜了很多困难。

在进行导向孔施工时，项目部发现回填土层较厚（达3米～4米）且没有地基承载力，容易造成钻杆角度偏差，进而导致穿越线路的偏差。为了解决这个难题，经过查阅相关资料和多次研究，项目部在钻杆上增加了套管予以稳定后，继续进行导向孔钻进。可老天爷似乎偏要和他们作对，在继续导向孔钻进后，项目部发现了三处不同深度的较硬地层，但其余地层较软，软硬交替频繁。对此，项目部在部分施工部位安装了支撑套管，确保了导向孔无误差对接及工期。

在距离主钻场地1700米至2300米处，导向孔施工及洗孔的过程中都出现了泥浆返浆不顺畅及不返浆的情况，这对于定向钻来说是非常危险的。

在定向钻施工中，泥浆是决定穿越施工成败的重要因素之一，它是由水、膨润土（或黏土）和添加剂等所组成的混和浆体，主要作用有携带和悬浮岩屑、稳定和保护孔壁、冷却和润滑钻头钻具、传递水动力等。它就像是定向钻施工的血液，利用自身的流动性，为定向钻施工传递动力，运输垃圾，提供润滑，自身干的都是脏活累活，牺牲自己给设备提供保护，还要把垃圾给吸收带走。同时从返浆的情况，施工人员也可以判断成孔是否通畅。穿越过程中不返浆，也就预示着孔内钻渣无法排出、钻进困难，影响施工进度，严重的还会导致整个工程无法进行，污染环境，造成很大的经济损失和环境破坏。

经过技术人员现场分析，认为此区间地层密实度很差，地层很软，存在较长距离的地层裂隙，就像一个大海绵，把泥浆全部吸收，造成泥浆流失严重。为了保证安全，项目部及时将钻杆抽回，增加泥浆短节并加大泥浆排量，在泥浆中添加有机物（锯木屑等）及单向封堵剂调整泥浆配比，利用大量高质量的泥浆将地层裂隙充满，这样来回4次终于确保了返浆正常。

世上诸事，知易行难。从大跨度、高边墙地下厂房开挖技术到不良地质、大跨度地下厂房岩壁吊车梁精雕细刻开挖技术，再到巨型尾调室 “以圆削球”“井挖变明挖”先进科技创新和大型洞室中下层快速开挖技术……60年来，六局人发扬钉钉子精神，一步一个脚印向前迈进，朝着预定的奋斗目标不断前行，攻克了一个又一个难题，收获了一项又一项成绩，一步步夯实了在地下施工领域的领军地位。

如今，在定向钻施工中，即使面对世界级的难题，六局人依旧坚定目标，知难而进，精细施工，追求极致，以高标准、严要求打造了六局的新名片，为六局地下施工又增添了一个具有较强市场竞争力的标志性品牌。