在管道设计和施工中，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造成一定程度的影响。根据胡海运河定向钻穿越中的冒浆情况，从穿越层位地质情况、泥浆配比等方面分析原因，并提出对策。

湖海运河穿越位于广西壮族自治区北海市合浦县，穿越长度约1200m，方向大致由东向西，穿越区域属平原地貌，平坝地形，地形平缓开阔，定向钻穿越冒浆地点位于河流中间，此河流作为重要的生活和工业用水水源工程，发生冒浆情况后，定向钻施工队伍立刻停止施工，并组织业主、设计、监理现场分析原因，。

1. 定向钻穿越地质及穿越层位

1.1 地质条件

穿越区域属平原地貌，平坝地形，地形平缓开阔，起伏不大。拟穿越段位于湖海运河缓弯处，运河宽约45m，呈对称的“U”型，水面宽约30m，水深约2.5m，调查河内质为粉质黏土夹细~砾砂，湖海运河为人工运河，河道受到扰动较小，且长期受到良好的保养维护，河床稳定性总体较好。穿越段总体地势东部略高，西部稍低，东侧.高50.96m，西侧.高49.60m，两侧大堤坡角约40°，大堤下部为砼结构护壁，上部为土质岸坡：东侧大堤高出水面约3.4m；西侧岸坡为水泥公路，高出水面约3.6m。拟穿越中轴线与兰海高速并行，距兰海高速公路与跨河大桥25～30m。穿越场地下伏基岩为花岗岩，风化岩中可能存在差异风化现象，表现为全强风化岩层中存在中等风化花岗岩风化球。

1.2 穿越层位

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，管线定向钻入土角定为10°，出土角定为5°，穿越管段的曲率半径为1500D（D=813mm）。管道中心轴线从入土到出土穿越地层依次为：在湖海运河西侧入土斜穿植耕土、含黏性土细砂、粉质黏土夹砂、含黏性土粗砂、含黏性土砾砂到达河床底部水平段；含黏性土砾砂中水平穿越，中间穿越全风化、强风化花岗岩；开始在含黏性土砾砂中上扬，经植耕土在湖海运河东侧出土。管线穿越轴线.深处管底标高16.6m，距离湖海运河河底.小埋深23.7m。

1.3 泥浆压力

穿越管径为813×17.5，根据《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2013的相关规定，穿越管段回拖在扩孔回拖时，应核算空管在泥浆压力作用下的径向屈曲失稳。按下列公式进行核算：

因此穿越管段在扩孔回拖时，泥浆压力取不大于2.02MPa时能够满足径向屈曲要求。

2. 穿越导向记录

定向钻穿越工程于7月2日下午14点完成设备调试，并开始钻进，入土端400m地质情况为含黏性土粗砂、砾砂、粉质黏土夹砂层，钻进速度较快，当天钻进210m，单杆钻进时间平均为10min左右。7月3日当天钻进280m，累计钻进490m。从43根钻杆开始进入岩石区域，每根钻杆钻进时间30-~40min。7月4日钻进区域为岩石层，当天钻进90m，累计钻进580m。7月5日当天钻进70m，累计钻进650m，每根钻杆钻进有效时间大约要2h。7月6日当天钻进80m，系计钻进730m：7月7日当天钻进60m，累计钻进790m：7月8日当天钻进50m，累计钻进840m7月9日当天钻进60m，累计钻进900m。7月9日下午17点，入土点返浆池内停止返浆，对穿越路由进行现场观察，见河水变浑，判断冒浆点在河流下发，冒浆点位于第85根钻杆处。

3. 分析造成冒浆原因

3.1 泥浆配比

泥浆是定向钻穿越必备的润滑剂，合理选择泥浆配比和压力，可以..孔壁不塌方，保持泥浆的饱和度、减小摩擦。在满足定向钻施工要求的前提下，泥浆越稠，泥浆颗粒与颗粒之间就不会有足够多的自由水，此时的泥浆实际上是一种可塑和流动状态的混合体，冒浆时，该混合体从定向钻孔上面的土体颗粒间隙中通过，如果泥浆比较稠，它通过上面土体的颗粒间隙时就会受到阻碍和约束，从而起到阻止冒浆的作用。

根据现场实际情况，光缆穿越已经顺利完成，冒浆位置与光缆孔距离约20m，与主管导向孔距离约30m，光缆在穿越时，并未出现冒浆情况，且定向钻施工队伍施工经验比较丰富。经过对泥浆配比和压力计算分析，泥浆不合格造成冒浆的可能性比较小，将原因分析侧重点偏向冒浆处的地质情况。

3.2 地质情况

依据设计施工图纸及地勘资料，从入土点到235m为耕植土、粉质黏土夹砂、含黏性土粗砂：235～345m为含黏性土砾砂；345~525m为全风化花岗岩；525~654m为强风化花岗岩，到708m处出全风化花岗岩；从708m到出土点均为含黏性土砾砂。但在实际的施工中，光缆管导向孔穿越得知，大约到1050m才能出岩石层。勘察探孔ZK2-ZK7均为含黏性土砾砂，但在实际导向过程中，地层结构与ZK7-ZK9的岩层相同，穿越单根钻杆钻进时间基本相同。

冒浆位置位于探孔ZK5与ZK6之间，且在高架桥桥墩周围。根据光缆管导向数据可知，该处为岩石层，高架桥在修建时，也可能对该处地层造成破坏。因此，推断冒浆原因是岩石层成孔或存在断层缝隙。

4. 定向钻冒浆解决方式

针对定向钻冒浆产生的原因，采取以下解决方式：

1）若主管道定向钻穿越过程中发生冒浆，而光缆穿越末发生冒浆，根据光缆穿越成功的实际施工情况、数据记录，与施工图纸对比，确定实际地质情况，并对主管穿越曲线进行穿越深度调整（上方或下方3~5m，优先选择原管线曲线上方），避开冒浆点，并重新编制施工组织方案。

2）在钻进时适当提高泥浆黏度，堵漏时建议泥浆中添加稻麸，泥浆黏度不小于120s，起到堵漏作用。

3）确定冒浆点后，定向钻分别从两侧向冒浆点施工，将冒浆位置避开。

4）调整穿越方式，若经过分析现场实际情况后，地质情况不满足定向钻施工，需重新选取施工方式。

5. 结论

通过分析定向钻冒浆案例可知，发生冒浆的主要原因出现在对穿越区域地层地质情况掌握不够，选择穿越层位不合适。所以，定向钻穿越单体地质勘察时，应适当加密钻探孔，编制准确的地勘资料，..定向钻穿越设计选择合适的层位，避免在施工过程中出现地质情况与地勘资料不符的情况。定向钻穿越在长输管道穿越中已经得到广泛应用，要..定向钻穿越不发生冒浆现象，还需要设计、施工等有关单位加强协作与沟通，共同总结管道工程定向钻穿越设计、施工积系的宝贵经验，并加以分析研究，吸取教训，提高定向钻穿越的设计水平和施工水平，加快施工进度，降低施工成本。