导向钻进非开挖铺管冒浆分析及对策
非开挖导向钻进铺管技术的应用
非开挖导向钻进铺管技术的应用摘要:非开挖施工技术在近年来得到广泛的应用，较之明挖技术有着自身的特点。
由于它不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道。
从而节省了大量投资和时间。
本文阐述非开挖技术中的导向钻进铺管技术的施工特点及施工工艺，以及作为一种较新的施工技术在实例工程中出现的注意问题。
非开挖导向钻进技术的特点：不破坏周边环境，对交通、公共设施、建筑没有影响，同时污染小，综合造价低，施工周期短，是一种高效的施工技术。
非开挖导向钻进技术的原理：由人工控制装有导向钻头的钻杆，沿着设计管道轴线位置和高程钻进。
钻通后把导向钻头换成扩孔钻头进行回扩，最后牵引管道沿着扩孔形成的孔洞穿越就位。
非开挖技术使明挖开槽施工难以实现的目标成为可能，并在工程造价、施工周期、环境保护等方面有着非常明显的优势。
相信它在管线施工中的发展前景将极为广阔。
通过工程实例可以证明，非开挖技术具有良好的社会效益和经济效益，值得在给排水、市政、水利管线工程中大力推广。
关键词：非开挖导向钻进技术泥浆护壁管道焊接扩孔经济效益绪论近年来，随着社会高速发展和城市的快速建设，大量的新建管网与已存在的基础设施相矛盾的问题日益突显，如何解决这一矛盾，非开挖技术，作为解决这一问题最有效的技术手段，在近年来得到了广泛的应用。
由于它不需要进行明挖，就能穿越地上设施，从而节省了大量投资和时间。
本文将通过工程实例，来说明这一施工方法取得的良好效益。
一、非开挖技术定义及特点1、定义非开挖技术(Trenchless Technology,简称TT技术)是指在不开挖地表的条件下，利用各种钻掘技术手段，铺设、探测、检查、修复和更换各类地下管道或设施的一种施工技术和方法。
目前非开挖地下管线施工技术已达百余种，按其用途可分为管线铺设、管线更换和管线修复三大类。
管线铺设的非开挖施工方法又可分为：顶管施工法、微型隧道施工法、导向钻进施工法、水平螺旋钻进法、气动矛施工法、夯管施工法等。
水平定向钻冒浆问题分析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版水平定向钻冒浆问题分析分析了水平定向钻进施工中冒浆问题，阐述引发冒浆问题的影响因素，并提供了评估冒浆问题的方法，最后结合笔者工程实践经验，提出应对方法，以供参考。
标签：水平定向钻进；冒浆；对策水平定向钻进工艺属于比较先进的一种管道建设技术。
在工程实践中，受到非技术层面因素的影响，水平定向钻进施工往往会出现冒浆问题，这一问题不仅会影响到工程进度，同时也会破坏环境。
针对此，我们有必要针对冒浆问题进行分析，找出其产生的原因，并采取有效的应对方法，以此提高水平定向钻进工艺水平。
1 冒浆问题的影响因素1.1 地层因素一般而言，水平定向钻进施工会面对不同的地层环境，这是引发冒浆问题的重要因素之一。
例如多层地层组合、河床地层以及上部密闭地层下部渗流地层等。
这些地层由于有裂隙存在，因此引发冒浆的概率较高，再比如一些地层拥有比较发达的地下植物根系，也容易引发冒浆问题。
1.2 泥浆因素对于地层冒浆问题而言，泥浆因素也会产生较大影响。
通常来讲，如果泥浆的失水量较大，那么就会导致地层软化并坍塌，进而改变地层应力。
再比如泥浆具有较大粘度，或者泵量相同时，泥浆压力较高，也容易引发冒浆问题。
1.3 人为因素对于水平定向钻进工艺而言，受到人为因素影响，也会引发冒浆问题。
如泥浆压力控制不当，导致孔壁渗漏。
有的地层的土质相对松软，在钻进施工中如果没控制好速度，就会对孔壁造成破坏，进而导致冒浆问题发生。
此外，施工人员还需控制好钻进时间，否则在钻进过程中，如果地层受到长时间泥浆浸泡，也会遭受破坏，进而发生冒浆问题。
2 冒浆风险评估在工程实践中，为了处理好冒浆问题，就必须保证工程设计的平衡性。
具体而言，设计人员应该结合工程实际情况，选择相应的设计方法与分析工具，对水平定向钻进施工的各项参数进行控制，进而规避风险，降低冒浆的可能性。
关于冒浆风险的评估，主要可以从以下几方面入手：在水平定向钻进施工中，一般来讲可以将沉降量分为宏观沉降量与局部沉降量两种。
定向钻施工冒浆原因分析及预防措施
定向钻施工冒浆原因分析及预防措施在管道施工中，虽然定向钻穿越技术得到成熟应用，但在施工中也遇到了一些问题，如断钻杆、冒浆、卡钻、地表塌陷等，这些问题困扰着定向钻穿越技术的发展和应用，特别是冒浆问题，不仅给工程带来影响和经济损失，同时还对当地的环境保护造成一定程度的影响，为此，对定向钻穿越过程中的冒浆问题进行分析，并提出防范建议。
1、穿越路径和设计参数（1）设计人员应根据不同的地质情况，正确选择合适的穿越位置，只有选择合适的穿越位置和穿越地层，才能确保穿越的成功。
定向钻穿越应尽量避开不良的地质场地，如：松散的砂土、粉土和软土等对定向钻不利的场地。
（2）选择合适的设计参数，确定适宜的人出土角、曲率半径和埋深。
设计人员应当根据地质情况和钻机设备的能力以及场地要求，选择尽量大的入出土角和曲率半径，使穿越曲线尽快地到达稳定地层。
因为冒浆是泥浆的压力大于其上的水的自重和土壤的自重（地下水位以下的土应取浮重度）之和，而水的自重和土壤的自重与深度成正比，所以定向钻曲线布置的深度必须满足水的自重和土壤的自重之和大于泥浆压力的要求，使上覆地层具备足够的压力。
为了防止穿越堤坝时冒浆，在场地允许的条件下，设计人员应该将穿越曲线的水平段适当延长，将曲线的变坡点设计到大堤以外，保证大堤下管道的埋深，同时也增加了土地对泥浆的自重压力。
当然，这样会造成穿越段的增长，整个工程费用增加。
2、扩孔器和钻进速度某河流地质情况为黏土，钻进导向孔、扩孔、回拖时的泥浆压力基本相同，均在0.8~1.0MPa。
钻进导向孔和回拖时没有冒浆，但在扩孔时发生冒浆问题，经分析认为扩孔时的泥浆压力可能不止1.0MPa,造成冒浆的原因是孔洞中出现憋压和人为增压所致。
（1）孔洞中出现憋压的原因是扩孔器选择不当。
常见的扩孔器和适用条件如下：刀式扩孔器，适用于黏土、粉质黏土和一些塑性较好的土层。
桶式扩孔器，适用于淤泥质黏土和塑性差的土层。
憋压情况的出现是因为在粉质黏土层中使用了桶式扩孔器扩孔。
袁庄水厂定向钻穿堤冒浆成因分析及处理措施
密注浆和挖掘 更换粘土等工程措施排 除堤基 隐患， 并对该 工程的运行管理提 出建议 。
【 关键词 】 淮北大堤
１ 引言
新建的袁庄水 厂位 于袁庄镇珠江东路 与贺疃路交叉 口 东南角 ， 取水水源为淮河 ， 取水 口设在淮河上六坊堤北汊 的 潘集 区架河乡杨集 陶圩 自然村 ， 陶沟涵下游约 ０５ ｍ处 ， 在 ．ｋ
力大于其上的水 的 自重和土壤 的 自重 （ 地下水位 以下 的土
应取浮重度 ） 之和， 因此只要注浆维持一定 的时间， 首先 浆液 从稍 微薄弱 的地表 冒出是 必然 的 。如 冒浆 地点距 堤脚 约
２ ｍ， ０ 周边栽有 成材 的防浪柳树 ， 其根系较为发达 ， 深入地表
２ 定 向钻 施 工简 介
顶高程为 ２ ． ｍ 即堤顶高程 ）截渗墙顺堤 向长度 ６ｍ， ７Ｏ（ Ｏ 。 ０ 两
根取水管 之间的中心线上 、 下游各 ３ ｍ。 ０ 防渗板墙采用摆 喷 对接 结构形式 ，三 管法分 序施工 ，高 压摆 喷成墙 ，摆 角
３ 。 ， 距 １ ０ 墙 厚 ３０ 。 ０ 孔 ． ｍ， ５ ０ ｍｍ
ｔ ｔ 工程建设与管理ｌ 《
袁庄水厂定向钻穿堤冒浆成因分析及处理措施
孙成 坤 王 松 张春 林
（ 安徽省淮河河道管理局
【 摘
蚌埠
２ ３０ ） ３００
要】 针对袁庄水厂取水 工程 定向钻 穿越 淮北大堤施 工时在 迎水侧 出 冒浆的情况， 现 分析其成 因， 采用增设截渗墙 、 压 定向钻 冒浆 处理措施
采用水平定 向钻穿越技 术进行管线穿越施工 ，其工作 过程是通过计算机控制进行导向和探测 ，先钻 出一个与设 计 曲线相 同的导 向孔 ， 然后再将导 向孔扩大 ， 把产品管线 回 拖 到扩 大了的导 向孑 中， Ｌ 完成管线穿越的施 工过程 。
导向钻井与非开挖铺管技术
1 非开挖工程的特点与其它技术相比，非开挖技术起步较晚。
但是值得注意的是在最近20多年中，非开挖技术无论在理论上，还是在施工工艺方面，都有了突飞猛进的发展。
非开挖技术是极为重要的一种都市铺设管道的施工手段，采用非开挖技术铺设管道具有若干得天独厚的优势。
非开挖技术在国外已广泛使用，在国内也逐渐普及。
不开挖地面，就能穿越公路、铁路、河流，甚至能在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。
非开挖技术不开挖地面，故而被铺设管道的上部土层未经扰动，管道的管节端不易产生段差变形，其管道寿命亦大于开挖法埋管。
采用房下非开挖技术能节约一大笔征地拆迁费用，减少动迁用房，缩短管线长度，有很大经济效益。
1 非开挖方法1.1 技术准备1.1.1 地下现状管线勘查根据工程所能提供的工程现场地下管网资料，对现场地下管网进行复查，准确掌握地下各种管线和其他基础设施的分布及埋深，为导向孔轨迹提供准确的设计依据。
1.1.2 地形地貌测量根据市政管理部门审批的路由，按施工区域地形及路线定出钻孔轴线，沿轴线的地表走向标定地面有效标定点的距离和方位以及各个标定点的地面标高（或高差），为导向孔施工时地面跟踪监测提供准确依据。
1.1.3 现场地质勘查掌握钻孔工作区地层特征，为成孔工艺提供钻探参数。
2.1.4 设计理论导向参数表画出设计敷管路由图及设计敷管轨迹断面图，将以上勘测结果反映在图上，制订工艺方案。
1.2 施工场地准备1.2.1 施工场地文明施工，施工区域要安装防护围栏，施工机械、机具和材料要按规范安装和堆放，需占用道路或人行道的区域应设置明显的施工安全标识，引导车辆和行人合理分流，夜间要设立反光标识和警示灯，施工区域分为机械作业区和下管作业区。
1.2.2 作业工作坑根据施工工艺要求开挖入射作业坑及下管作业坑，同时做好作业坑的支护和降水工作。
1.2.3 机械进场及安装施工机械进场就位需调用汽车和吊车，通常要临时占用道路；吊装现场须设好临时路障等安全设施；钻机、动力站和施工器具就位要充分利用现有场地空间，合理布局；安装钻机的地基必须坚实、平整，对松软地基必须进行加固后才能安装钻机，钻机安装在入射点处，调整钻机倾角为设计入射角后固定钻机；连接动力站，连接泵站。
油气管道水平定向钻穿越施工过程中冒浆原因分析及应对措施
油气管道水平定向钻穿越施工过程中冒浆原因分析及应对措施发布时间：2022-04-28T09:17:52.264Z 来源：《工程建设标准化》2022年第1月1期作者：仵博王建访[导读] 在油气管道水平定向钻穿越施工中，经常会面临如冒浆、塌孔、卡钻、地表塌陷等难题，尤其是冒浆问题，仵博王建访中国石油天然气管道工程有限公司 065000摘要在油气管道水平定向钻穿越施工中，经常会面临如冒浆、塌孔、卡钻、地表塌陷等难题，尤其是冒浆问题，不仅影响工程进度和验收，同时，还对周边环境造成不同程度的污染。
本文结合水平定向钻穿越通州河实际案例过程中冒浆情况，着重从穿越层地质情况、扩孔器选择、钻进速度、泥浆配比、冒浆位置等方面进行分析，提出了应对措施和建议，解决了通州河穿越过程中的冒浆问题。
关键词：水平定向钻冒浆措施和建议一、前言随着油气长输管道施工技术的发展，非开挖施工技术在油气管道穿越工程中应用越来越普遍。
水平定向钻施工技术以其施工周期短、安全可靠、对周边环境影响小、可在多种复杂地质条件下适用等优势，在油气管道穿越施工过程中得到了广泛应用。
本文章结合工程实际案例，从穿越层地质情况、扩孔器选择、钻进速度、泥浆配比、冒浆位置等方面进行分析，并提出了应对措施和建议。
二、工程案例2.1通州河穿越概况通州河定向钻穿越场区位于湖北省仙桃市剅河镇，穿越场区为平原地貌，地形开阔平坦，局部稍起伏。
管道直径1219mm，管材X80M，设计压力10MPa,定向钻穿越入土点距离河堤294.7m处，穿越出土点距离河堤289.4m处，定向钻穿越水平长度650m。
定向钻设计的出、入土角根据穿越地形、地质条件和穿越管径的大小确定，穿越曲线入土角为8°，出土角为6°，穿越管段的曲率半径为1500D（D为穿越管段外径）。
在采用弹性敷设布置回拖管道时，应在出土点保持不小于 100m 直管段，弹性曲率半径不小于 1000D（D 为穿越管段外径）。
水平定向钻进设计中的冒浆问题
非开挖技术
Ｔ ｅ ｃｌｓ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ｒｎ ｈｅｓ ｅｈ ｏｏ ｇ
２ １ 年 ６月 ００
法 相结 合是 十分必 要 的 。在复 杂 的孑 内要事先 考 虑 Ｌ
量 。所需 的最 小压 力是 钻井 液 的水头 压力 和井壁 流 动 中摩擦 阻力 的合 力 。 由于较 小 的 环空 和单 向流动 途 径 ， 向孔 里 的 导
关 键 词 ： 平 定 向钻 进 、 水 冒浆 、 险评 估 、 力 风 压
大直径 水 平定 向钻 进重 要 的设 计 问题 是 什 么 ，
以及可 选材 料 的性能 综合 考虑 。技术 分析 必须 考虑 适 当 的安 全 因 素 以确保 工 程 安全 而 没 有 超 出经 济
这些问题又该怎么处理？你首先会 回答 ： 凡是阻碍 水 平 定 向钻 进 成 功完 成 的 问题 就 是 重 要 的设 计 问 题 。这 些 问题包 括技 术和 非技 术 的。就算是 非技 术
和非粘性土地层 ， 当钻井液压力超过土体 的抗剪强 度 和边界应 力 时就会 发生 。塑性 屈服 会导 致钻 井液 向周围岩体 中漏失。
正确 使 用 空 穴 膨 胀 模 型 需 要 有 准 确 的 判 断 力 和准确 的地 质资 料 。假设 需 要考虑 到 承包商 的实 践 经验、 泥浆性 能 、 向器 及扩 孔直 径 。当对实 际 的地 导 质 条 件 和钻进 实 践 的假 设是 无 效 的时 候 ， 结果 同样 不 能令人 满 意 的。空穴膨 胀模 型提 出了一个 预测 最 大 允许压 力 的机制 。所需 最小 钻进 和扩 孔压力 必须 计 算 出来并 与 最 大允许 压 力 相 比较 ， 而评 估 冒浆 进
导 向套管 、减压井等发生意外事故时的应急措施。
导向钻进法非开挖铺设管线的两个失败案例
（ 国地 质 科 学 院探 矿 工 艺研 究所 ， 都 ６ ０８ ） 中 成 １０ １
摘
Байду номын сангаас
要 ： 文 阐述 了应 用 导 向钻 进 法 进 行 非 开 挖 铺 设 管 线 的两 个 施 工 失 败 案 例 ， 析 了施 工 失 败 的 原 因 ， 结 本 分 总
等 多方 面来衡 量 ， 已达 到较 为先进 的水平 。 这并 都 但
不 意 味着我 们 在西部 地 区 的每一 次导 向钻 进法 非开
风化 的 泥岩 持力 层 ，如果架钢 桥铺 设过河 在 施工 难
度 、 工 成本 和使 用年 限上 都有 一定 限制 ， 拟采 用 施 故
导 向钻进非 开 挖技术铺 设该 段水 管 ， 拟铺 设 层位 为一 ８ —一 ２ 的粘 土层 。其导 向轨 迹设计 图见 图 １ ｍ １ｍ 。 城 南 立 交 桥 处 渠 河 两 侧 有 较 为 开 阔 的 作 业 空 间， 拟铺 自来 水 管轴 线居 新 旧大桥 中 间 ， 西岸 为宽 阔 的碴 土场 ， 水 面 约两米 ， 岸为 机耕 路和 在建 的立 距 东 交 桥路 ， 均水 深在 导航 仪 的有效 量 程 以内 ， 且拟 平 并 铺 设 的层 位 主要 为适合 导 向钻进 的粘 土层 ，对于 长 度 １０米 左 右 直 径 为 ４ ０ ｍ 的 Ｐ ０ ５ｒ ａ Ｅ管 来 说 有 足够 的造 斜 空 间 ， 估计 回拖 力小 于 十吨 ， 以从 技 术 角度 所
十
挖铺 设 管线 施 工都 能够 取得 成功 ，主 观 因素和 客观
原因共 同主宰 着施 工 的成败 。下 面将 通过 阐述 我们 在施 工实 践 中的两 个失 败 案例 ， 以供 同行参 考 。
流砂地层中非开挖导向钻进泥浆的试验研究
！ ：
长 春 工 程学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ）２ １ ０ １年 第 １ ２卷 第 ２期
Ｊ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔ Ｔｅ ｈ （ ｔ Ｓ ｉ Ｅｄ． ． ０ １ Ｖｏ ． ２． ． ． ａ ｓ ｈ ｎ Ｉ ｓ． ｃ ． Ｎａ ． ｅ． ｉ ） ２ １ ． １ １ Ｎｏ ２
开挖 导 向钻进 难 以成 孔 的 问 题 ， 制 一种 腐植 酸 研 钠 泥 浆 ， 过 正交试 验 ， 通 得到各 成分 对泥 浆漏 斗黏度
和 失水量 的影 响趋 势 和 最 佳 泥 浆配 方 ， 并通 过 最佳 泥浆 配方 护壁 效果试 验 ， 实该 泥 浆护壁 效果好 ， 证 且
压 力为 ０７ Ｐ 。 ． Ｍ ａ
由表 ｌ 和表 ２ 得到各 因素水 平对泥 浆漏斗 黏 可
度 和 失 水 量 的 影 响 趋 势 ， 图 １ 图 ７ 见 ～ 。
从 图 １ 图 ７和表 ２正 交 试 验 的极 差分 析 可 ～
膨 润 土 加 量 ・
知： 随着泥 浆各 成分 含量 的增 加 ， 冲洗液失水 量均逐
非开 挖 导 向钻 进穿 越流砂 层 常发 生 的孔 内事 故
收 稿 日期 ；０ １ ３ ４ ２ １ ～Ｏ 一Ｏ 作者简介 ； 彭第 （ ９２ ）男 （ ）湖 南 湘 阴 ， 士 １８一 ， 汉 ， 博
主 要 研 究 地基 处 理 与岩 土 工程 注 浆 技 术 与 注 浆 材 料 。
长 春 工 程学 院学 报 （ 自然 科学 版 ）
的砂 土具有 假 内聚 力ｎ 。 目前 ， 开 挖 导 向钻 进 穿 ］ 非
越 流砂 层使 用普 通 膨 润 土泥 浆 护 壁 时 ， 现成 孔 性 发 差， 泥浆 漏失 严重 ， 致使 地层 失稳 ， 钻孔 塌 陷 ， 由此 带 来 卡钻 、 钻 的后果 ； 者扩 孔 时钻屑 ： 被有效 地 埋 或 表能 悬 浮 ， 法通 畅排 出 ， 中 、 砂 大量堆 积在 孔底 ， 无 使 粗 拉 管 时发生 卡 管现象 ， 或堵 塞钻 孔 ， 导致钻 压升 高压 裂 地层， 给非 开 挖导 向钻 进施 工 及 管 线铺 设 带 来 极 大
定向钻穿越的冒浆分析及对策
42当代化工研究Chenmical I ntermediate石油化工2019•01定向钻穿越的冒浆分析及对策*杨肖(中石化石油工程设计有限公司北京分公司北京100192)摘要：定向钻穿越技术已经被广泛的应用到石油天然气管道建设施工的过程中，但是其在施工过程中也存在一些问题，比如钻杆折断、地表坍塌、冒浆等问题。
特别是冒浆问题，不仅会影响施工质量，同时还会对环境造成很大的影响。
本文首先介绍了定向钻穿越施工技 术，然后探讨了定向钻穿越的冒浆问题，并且提出了一些相应的解决对策。
关鍵词：定向钻穿越；石油天然气管道；冒浆中图分类号：T文献标识码：AAnalysis and Countermeasures of Mud Spillover in Directional Drilling CrossingYang Xiao(Beijing Branch of Sinopec Petroleum Engineering Design CO.,LTD.,Beijing, 100192) Abstract'. Directional drilling crossing technology has been widely used in the construction o f o il and gas p ipelines, but there are also some problems in the construction p rocess, such as broken drill p ipe, surface collapse, mud s pillover and s o on. Especially f o r the mud s pillover p roblem, it will not only affect the construction quality, but also have a great impact on the environment This p aper f irst introduces the construction technology o f directional drilling crossing, then discusses the mud spillover problem o f directional drilling crossing, and puts forward some corresponding countermeasures.Key words i directional drilling crossing；oil and g as p ipeline \mud s pillover随着科学技术的不断发展，石油天然气管道施工过程 中出现了很多新的施工技术，其中比较广泛的一种施工技术 就是定向钻穿越施工。
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导向钻进非开挖铺管冒浆分析及对策
摘要：导向钻进铺管技术是目前应用很广的非开挖牵引技术，，由于该施工是在不可视的情况下进行，地下施工环境比较复杂，因此在施工中也会遇到一些问题，如：管群抱团、卡钻、冒浆、地表塌陷、断钻杆、拉断管等，本文主要针对施工出现冒浆问题进行原因分析，并提出相应的预防对策。
关键词：导向钻进、冒浆、原因、预防
引言
近年来，导向钻进铺管技术以其不需开挖，对周围环境影响小、精度高、施工安全性好、周期短、成本较低等突出优点，在城市道路建设中应用非常广泛，如穿铁路、城市主干线、建筑物、河流、古迹保护区、闹市区和农作物及植被保护区等，该技术的广泛应用，减轻了管道施工的难度与社会影响。
1 导向钻进技术
导向钻进技术是目前国内外非开挖技术所采用的主要技术方法之一,水平定向钻施工对施工现场的周边环境没有影响、容易调整和改变铺设管线的方向和埋深、管线弧形段铺设距离长、并且可使管线绕过地下的障碍物、施工场地可以灵活调整、占地少、施工速度快、周期短、工程造价低。
国内外很多非开挖钻进铺管工程都是用此方法进行施工其基本原理是：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,按照预先设定的地下穿越铺管轨迹钻导向孔,并形成一条从入土点到出土点的穿越曲线,作为预扩孔和回拖管道管线的引导曲线,然后在导向孔出口端的钻杆前端安装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要求后,在扩孔器的后端连接旋转接头、拉管头和管线,回拉铺设地下管线。
但在导向钻进施工过程中却会遇到一些比较难解决的问题,其中冒浆就是主要的常见难题之一。
尤其是在大口径、长距离的非开挖水平定向钻进铺管工程中,地面冒浆一直是一个很突出又很难解决的问题。
地面冒浆大多发生在导向孔钻进过程中,地面发生冒浆、孔口不返浆会导致孔内钻渣无法排出、钻进进尺困难,影响施工进度,严重的还会导致整个非开挖水平定向钻进工程无法进行,同时还会严重污染环境,给施工方造成很大的经济损失,所以防冒浆成为非开挖导向钻进施工的一个十分重要问题,由于导致地层冒浆的因素有很多(包括钻遇地层条件、现场施工参数、钻井液配方等),情况也十分复杂,目前在国内外还没有形成一个系统的、有效的防冒浆技术体系,因此,研究出一套有效的防冒浆技术体系具有十分重要的意义。
2 工程案列
在广州中山大道BRT工程中，该技术得到了充分的发挥，如穿铁路、城
市主干线、建筑物等，但在施工过程中也遇到了一些问题，如：管群抱团、卡钻、冒浆、断钻杆等，这些问题都困扰着导向钻进技术的在施工现场的实际应用。
其中冒浆不但对工程造成一定的经济损失，同时还对施工现场的环境保护造成一定程度的影响，特别是在城市中心一些主要路段，如果出现此类现象，严重时会使交通瘫痪，对社会影响及其严重，为此，本文着重对导向钻进过程中地面冒浆问题进行分析，并提出预防建议。
3 铺管轨迹的设计
地面冒浆主要是由于泥浆的压力大于其上面的水的自重和土壤的自重之和而造成的，而水的自重和土壤的自重与深度成正比，所以定向钻曲线布置的深度必须满足水的自重和土壤的自重之和，大于泥浆压力的要求，使上覆地层具备足够的压力。
铺管轨迹的埋深范围是根据管线设计和使用部门确定的，其可调整量视不同管线要求而有所差异，施工时应在允许的范围内，充分考虑避开原有地下管线和障碍物，调整铺管轨迹的走向偏差与埋深。
在条件比较恶劣的情况下，还可以进行开挖导向钻出入口，把靠近出入口的管线暴露出来，减小导向钻的破坏风险。
该段的具体长度应考虑场地限制及地下管线的模查情况，确定适宜的入出钻角，曲率半径和埋深，同时应根据地质情况和钻机设备的能力，选择尽量大的入出土角和曲率半径，使穿越曲线尽快的到达稳定地层。
4 导向钻进土层受力状况
中山大道某地点地质情况主要为粘土，钻进导向孔扩孔时泥浆压力基本相同，但在扩孔时出现冒浆现象，经调查这种冒浆的原因是在施工中受多种因素影响，理想的钻孔通道因粘土层难以起浆而被阻断，而钻井液仍在不断的泵入孔中,产生钻井液压力急剧上升，形成“憋压”现象，这时钻井液压无处释放，刚好钻孔上部土体结构不均匀，存在薄弱部位，原自来水开挖回填段形成土层劈裂破坏，泥浆在破坏处上升形成冒浆现象。
孔洞中出现“憋压”的原因是扩孔器选择不当，常见的扩孔器有刀式扩孔器、桶式扩孔器和岩石扩孔器，在不同的地质条件下应选择相应的扩孔器。
在钻进施工前的摸查工作是不可缺少的环节，摸查越详细，对顶进的成功率就越高，针对粘土层应采用刀式扩孔器，而在实际施工中采用了桶式扩孔器，桶式扩孔器为圆筒锥状，扩孔时与孔壁完全接触，且自身又是完全封闭的桶状，泥浆循环通道不畅通，造成局部升压，在一些土体不密实的地方就会形成冒浆，如果处里不及时，冒浆时间过长，冒浆周围的土层就会被泥浆冲走，严重时就会造成地陷。
（如下图）
5 化学泥浆的使用
化学泥浆又称膨润土，膨润土具有很强的吸湿性，能吸附相当于自身体积8一20倍的水而膨胀至30倍;在水介质中能分散呈胶体悬浮液，并具有一定的粘滞性、触变性和润滑性，它和泥沙等的掺和物具有可塑性和粘结性，有较强的阳离子交换能力和吸附能力，是导向钻进必备的润滑剂，合理选择泥浆配比，可以保证孔壁不塌方，保持泥浆的饱和度，减少磨擦，通常根据地质情况考虑护壁要求，确定泥浆中膨润土和各种添加剂的用量，一般应做到保证足够的泥浆排量，针对土层地质情况，调整泥浆粘稠度，保证土层在扩孔过程能够起到扩孔起浆、润滑、护壁的作用。
6 薄弱位置的处理
冒浆现象基本上都是发生在出入钻端口处管道埋深较浅和一些地质局部软弱的位置，所以在施工之前应详细调查导向钻进走向周边的地质情况和原有管线走向情况以及以前的开挖回填质量情况。
对于易冒浆和有潜在冒浆的危险的地质，进行调查评估，或者改变路径避开薄弱土层，或者对薄弱土层进行加强处理。
对薄弱土层加强处理的方法很多，如：换填、预压、强夯、注浆、局部堆放重物、打桩挤密等措施，办法虽多，但是应根据实际情况因地置宜，如在某地导向钻进扩孔时，在扩孔轨迹上方马路中央某薄弱地带冒浆，最好的办法就是利用车辆较少时段，对局部进行钻孔注砼浆来加强。
7 结语
随着科学的发展，导向钻进的设备能力和控制精度不断提高，使开挖技术更加成熟，特别在城市建设中像自来水管、煤气管、电力电缆和通信管道等，对一些不允许开挖施工的路段实行导向钻进，不但解决了施工难题，而且减少了对社会的影响。
但导向钻进施工过程中，像冒浆、地表塌陷、拉断管、断钻管等都是常见的的问题，这些问题都可以通过合理的施工工艺和合理的调控措施，可以避免或大大降低各类事故的发生，为导向钻进安全、顺利施工提供保障。
参考文献：
1、李水明，水平定向钻施工中地表隆起和劈裂冒浆计算分析及对策，资源环境与工程，2008年第22期
2、刘建华，定向钻进开挖技术在城市建设中的应用，中国市政工程，2006年第6期
3、卢纯青，非开挖定向钻穿越复杂地层铺管的施工技术线谈，福建建筑，2008年第12期
4、史越倩，水平定向钻穿越工程技术要点，燃气与热力，2007年9月注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。