1.水平定向鉆泥漿泄露的原因及環(huán)保措施

　　1.1冒漿

　　當(dāng)定向鉆穿越的河床底部土壤屬于松散的砂土、粉土和軟土?xí)r，設(shè)計(jì)穿越曲線中河床部位與穿越深度選擇不合適，穿越過(guò)程中泥漿壓力大于上方土壤和水的浮重，穿越部位土層開裂產(chǎn)生泥漿溢出現(xiàn)象。溢出泥漿量的多少與穿越孔徑、壓力成正比，與河床底部穿越深度成反比。

　　1.2冒漿現(xiàn)象對(duì)周圍環(huán)境造成的影響

　　冒漿現(xiàn)象一旦發(fā)生，大量的泥漿會(huì)給水源和土壤造成污染；因泥漿保水性能好若在農(nóng)田區(qū)會(huì)造成土地?zé)o法耕種；如穿越部位在城市鄉(xiāng)村等居民住宅區(qū)，會(huì)出現(xiàn)房?jī)?nèi)地面隆起.開裂，引起群眾的不滿等。

　　2.環(huán)境保護(hù)措施

　　2.1穿越路徑和設(shè)計(jì)參數(shù)

　　1）設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)，選擇正確、合適的穿越位置，只有這樣，才能確保成功穿越。定向穿越應(yīng)盡量避開不良的地質(zhì)場(chǎng)地，如：砂土、粉土和軟土等對(duì)定向鉆不利的場(chǎng)地。

　　2）選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定適宜的出入土角、曲率半徑和埋深。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)穿越現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況、定向鉆機(jī)的工作能力以及場(chǎng)地要求，選擇適當(dāng)?shù)某鋈胪两呛颓拾霃健?/p>

　　3）冒漿的原因是定向鉆孔洞中的泥漿壓力大于其上的水和土壤的自重之和，而水和土壤的自重與定向鉆孔洞的深度成正比，所以定向鉆曲線布置的深度必須滿足水和土壤的自重之和大于定向鉆孔洞中泥漿壓力的要求，使其上覆地層具備足夠的壓力，防止的泥漿的跑冒。

　　4）為了防止穿越堤壩時(shí)冒漿，在各方面條件允許的前提下，應(yīng)該將穿越曲線的水平段適當(dāng)延長(zhǎng)，將弧線與直管段的下切點(diǎn)設(shè)計(jì)到大堤以外，保證大堤下管道的深度能有足夠的埋深，同時(shí)也增加了土地和地下水對(duì)泥漿的壓力。當(dāng)然，這樣設(shè)計(jì)勢(shì)必造成穿越段長(zhǎng)度增加，從而增加了整個(gè)工程的投資。

　　2.2擴(kuò)孔器和鉆進(jìn)速度

　　常見的擴(kuò)孔器和適用條件如下：

　　刀式擴(kuò)孔器，適用于黏土.粉質(zhì)黏土和一些塑性較好的土層。

　　桶式擴(kuò)孔器，適用于淤泥質(zhì)黏土和塑性差的土層。

　　憋壓情況的出現(xiàn)通常是因?yàn)樵谒苄暂^好且密實(shí)的土層中使用了桶式擴(kuò)孔器的緣故。桶式擴(kuò)孔器為圓筒錐狀，擴(kuò)孔時(shí)擴(kuò)孔器與孔壁完全接觸，而且它又是密閉的筒狀，從而造成泥漿循環(huán)不暢，在一些土層不夠密實(shí)的地方就會(huì)形成冒漿。

　　泥漿壓力與鉆進(jìn)速度成正比，而與鉆具的扭矩成反比，泥漿壓力愈大，相應(yīng)的鉆進(jìn)速度越快，鉆具的扭矩越小。所以在施工中不能盲目地為了進(jìn)度而忽視了冒漿帶來(lái)的環(huán)境破壞和經(jīng)濟(jì)損失，要將泥漿壓力、鉆具扭矩、鉆進(jìn)速度調(diào)整到一個(gè)***佳的、***合適的狀態(tài)。

　　2.3泥漿配比

　　泥漿是定向鉆穿越必備的潤(rùn)滑劑，合理選擇泥漿配比，可以保證孔壁不塌方，保持泥漿的飽和度、減小摩擦。在滿足定向鉆施工要求的前提下，泥漿越稠，泥漿顆粒與顆粒之間就不會(huì)有足夠多的自由水，此時(shí)的泥漿實(shí)際上是一種可塑和流動(dòng)狀態(tài)的混合體，冒漿時(shí)，該混合體從定向鉆孔上面的土體的顆粒間隙中通過(guò)，如果泥漿比較稠，它通過(guò)上面土體的顆粒間隙時(shí)就會(huì)受到阻礙和約束，從而可以起到阻止冒漿的作用。

　　通常根據(jù)地質(zhì)情況，考慮護(hù)壁要求，確定泥漿中膨潤(rùn)土和各種添加劑的用量，但同時(shí)還應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)條件與孔中操作壓力，綜合確定泥漿配比成分，避免施工過(guò)程中的冒漿。一般應(yīng)做到：

　　1）保證足夠的泥漿排量，使泥漿返回通道暢通，但也不能盲目提高壓力，以免增加冒漿的危險(xiǎn)性；同時(shí)提高泥漿黏度，保證足夠的支撐力，避免造成塌孔。

　　2）薄弱部位的穿越時(shí)，冒漿現(xiàn)象基本上都是發(fā)生在一些地質(zhì)局部軟弱和出入土端管道埋深較淺的位置。如果把地質(zhì)局部軟弱的部位通過(guò)地基處理等方式進(jìn)行加固，冒漿現(xiàn)象也能得到有效控制。也可以采用在出入土下方套管的方式解決易造成冒漿或有潛在冒漿危險(xiǎn)的地質(zhì)。

　　3）在穿越段的地面下，可以設(shè)法降低地下水位、減少浮力、提高定向鉆穿越管位處土壤的自重等方法。而在地面上的主要措施是在穿越管道的薄弱部位堆載重物，但是堆載的重物必須均勻，覆蓋所有薄弱部位和冒漿及有冒漿風(fēng)險(xiǎn)的部位。

　　3.對(duì)水平定向鉆泥漿處理的建議

　　要控制泥漿大面積污染，還需要從根本上解決泥漿使用的問(wèn)題：

　　3.1提高施工技術(shù)方法，控制泥漿使用量和排量

　?。?）開鉆用普通預(yù)水化泥漿，其后適當(dāng)加入泥漿潤(rùn)滑劑減阻，在穿越過(guò)程中視泥漿量及性能及時(shí)調(diào)整。

　?。?）通過(guò)嚴(yán)格控制穿越路徑和設(shè)計(jì)參數(shù)，不斷改進(jìn)擴(kuò)孔器，提高泥漿配比等降低卡鉆和冒漿等次數(shù)，提高一次性穿越率。

　　（3）施工中要根據(jù)泥漿回返，冒頂情況和泵壓變化等分析，判斷并采取對(duì)應(yīng)措施。

　　（4）減少清孔次數(shù)，清孔次數(shù)的增加會(huì)產(chǎn)生新的泥漿，從而增加泥漿排放量，為此提高泥漿粘稠度和提高護(hù)臂效率，根據(jù)鉆進(jìn)的扭力和拉力判斷是否增加清孔等。

　　3.2泥漿材料選擇

　　配比盡量選擇天然環(huán)保型原料。

　?。?）使用無(wú)害化原材料，選擇的泥漿配比材料必須有廠家出廠檢驗(yàn)合格證書，經(jīng)有資質(zhì)的部門認(rèn)定是無(wú)害化材料方可使用。

　　（2）泥漿配比過(guò)程中盡量使用純天然植物添加劑，盡量減少使用工業(yè)化學(xué)成分的添加劑。減少氧化物等礦物質(zhì)成分對(duì)土壤的破壞。

　　3.3對(duì)廢棄的泥漿的處理

　?。?）對(duì)于廢棄泥漿直接拉運(yùn)到泥漿處理公司，脫水后回填。將廢棄泥漿直接拉運(yùn)到泥漿處理公司，進(jìn)行自然脫水或添加化學(xué)成分進(jìn)行脫水，成為固態(tài)泥漿后拉運(yùn)到垃圾處理場(chǎng)地實(shí)施深埋。

　?。?）引進(jìn)新的泥漿回收、處理設(shè)備。巖石地層穿越泥漿用量大，安裝泥漿回收.處理系統(tǒng)來(lái)減少泥漿總量。

　　（3）使用廢棄泥漿固化深埋處理。目前鉆井泥漿固化有多種固化方式，它是根據(jù)不同類型和種類的鉆井泥漿及其不同的化學(xué)成份，選取不同基礎(chǔ)配方配制而成的一種復(fù)合處理方法。這種方法處理工藝簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)操作，覆土后可以直接耕種。

　　4.結(jié)論

　　（1）由于定向鉆穿越技術(shù)是一種高風(fēng)險(xiǎn)工程，廢棄泥漿量將會(huì)因風(fēng)險(xiǎn)的提高而逐漸增加。為此，定向鉆穿越技術(shù)使用的泥漿材料，必須選擇使用環(huán)保型材料，配比盡量以不傷害農(nóng)作物為原則。

　?。?）尋找泥漿肥效處理劑，將廢棄物變?yōu)橛欣Y源。可以從管道建設(shè)中加強(qiáng)水土保持工作方面的深研究，將廢棄泥漿進(jìn)行有氧堆肥化處理，采用添加肥效處理劑，從而有效促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，可用將處理后的廢棄泥漿用來(lái)場(chǎng)站區(qū)內(nèi)的綠化實(shí)驗(yàn)。

　?。?）尋找安全地層和環(huán)形空間，運(yùn)用就地固化深埋技術(shù)。這種方法適用于遠(yuǎn)距離拉運(yùn)處理，可以與當(dāng)?shù)卣浜?，尋找使用無(wú)公害化處理等方法。

　　根據(jù)頂管的方式不同，頂管施工可分為掘進(jìn)式頂管法和擠壓式頂管法。掘進(jìn)頂管法按掘土方式又分為人工掘進(jìn)頂管和機(jī)械挖掘頂管；擠壓式頂管法又分不出土擠壓頂管和出土擠壓頂管兩種。洛陽(yáng)典牛市政工程有限公司主要從事頂管機(jī)系列產(chǎn)品的研發(fā)、施工、維修，是中國(guó)***大的非開挖，頂管施工企業(yè)之一。公司由多名從九十年代開始***設(shè)計(jì)、施工頂管掘進(jìn)設(shè)備的工程技術(shù)人員組成。擁有掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的核心技術(shù)和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，我們不僅設(shè)計(jì)、施工，還積極參與頂管施工指導(dǎo)、頂管技術(shù)培訓(xùn)、頂管施工方案論證。