1工程概况
泰国某项目新建管道以更换部分在役输气管道，并采用不停输封堵的方式与老管道进行连接，项目分为Section1和Section2两部分，全长约15km，主要工作为水平定向钻穿越（HDD），穿越共计11条，总长9.6km。Section1沿线与在役泰国3号输气管道（埋地）以及EGAT230kV高压线并行，Section2与在役泰国1号输气管道（埋地）并行。项目施工环境较为复杂。
2水平定向钻穿越问题
在役管道实际沿线位置与图纸上的曲线数据有偏差，直接影响新建穿越管道与在役管道最近距离的计算，如表1所示。
3影响HDD精度的主要原因分析
从人、机、料、法、环、测（5M1E）六个方面，筛选出导致HDD施工中控向精度不准确的主要因素有以下三个。
3.1邻近在役管道的电磁干扰由于新建管道穿越位置与在役管道最小距离只有2m，对施工来讲，不仅安全风险很高，而且在役管道属于钢制管道，会影响探测精度。为了探测在役管道对检测精度的影响，进行了现场模拟实验，验证现有系统对外界电磁干扰的抗干扰性。首先利用现有穿越系统，用钢套管模拟外界干扰，先后在探头附近放置管径分别为1in、4in（1in=25.4mm）的钢管，检验对探测器的干扰（在无干扰的情况下，读取探测器读数为：方位角212.6°，引力角91.7°）。钢管在不同距离处对探测精度的干扰数据如表2所示。
3.2外部随机干扰在现场检查过程中发现，探测仪的数据在某些情况下会突然发生变化，其变化程度偏离了正常值。经查阅资料发现，数据异常多是由于外界随机干扰造成的[3]，通过监测外部环境发现，当外界有重型车辆经过或电压不稳时，便容易产生数据波动。因此，如何处理好外部随机干扰因素，是获得准确数据的关键。
3.3数据处理手段在数据测量时发现：在测量同一点的五组数据中，假设实际位置点为0，采集围绕0点位置的波动数据，若有异常点，会出现如图1所示偏差，此时系统会自动将异常数据剔除。但在外界有干扰的情况下，所有数据（包括异常点）会出现如图2所示偏差，在此情况下会干扰控向人员判断。
图1数据采集（剔除异常点）
图2数据采集（保留所有点）
除此之外，技术人员还分析了其他可能的影响因素，如钻铤是否被磁化、雷雨天气是否影响定位精度、GPS测量仪器精度是否不足、人工磁场布设是否不准确等，问题都被一一排除。
4解决方案
解决方案的制定和实施通过参考借鉴泰国PTT-NS项目经验（该项目共计65条定向钻，出土点横向偏差均有效地控制在±0.5m以内），制定了相应对策和方案。
4.1采用新一代控向系统———Paratrack导向系统选用新一代的控向系统———Paratrack系统，该系统的数据处理方式较为先进，数据分析模块采用时域及频域分析，降低了干扰信号，同时配合使用人工磁场布置，大大提高了数据处理准确性和数据采集速率。此外，该系统另有直接测量成像工具，增加了许多视觉功能，可以更准确地显示和规划钻进路径曲线。为验证Paratrack系统精度，采用了两套相同规格的穿越设备进行精度模拟实验。其中一组探棒A已在施工中应用过，另一组B是全新探棒。验证结果表明，地磁场环境下相对误差都不超过0.5m；若在人工磁场环境下二者的偏差不超过0.2m，如图3所示。
（a）地磁场环境下探棒精度控制状态
图3模拟实验及偏差
另外，在定向钻所需定位线圈选择上直接选用了交流线圈，有效抑制了干扰，线圈定位偏差如图4所示，偏差基本控制在0.1m。应用现场表明：采用Paratrack技术以及交流线圈，成功将HDD施工控向偏差降低到了±0.2m，满足项目技术规范要求。
图4交流线圈定位偏差
4.2探测在役管道与钻头的实时相对位置
4.2.1引进水钻确认管道位置水钻定位的工作原理是借助水的动能破开土壤，当水流撞击到在役管道时，可以通过测定回声确定管道位置。水钻探测法具有定位精度高、设备体积小、使用灵活、工期短、费用低、对交通及居民生活无干扰等特点，最深可测得地面以下17m的管道。水钻定位工作机理如图5所示。
图5水钻工作机理
通过电机提供动力，将水箱内的水泵出并加压至金属探管中（管径有两种：0.5in和4in），探管前端有筛状堵头，布满2~3mm直径的小孔，在压力作用下，水速可达300m/s。当水流冲开地层达到管道位置处时，水流冲击管道的声音会通过金属管传递回来，此时即可判定管道位置。然后通过GPS（RTK）进行地面高程测量，减去深入地下管道的长度，即可算出埋地管道的具体位置。通过引进水钻，完成了在役管道位置的地上探测，精度偏差在0.1m以内。
图6地下线圈示意
图7阴保桩通电
应用结果表明：采用水钻进行在役管道定位，可以准确判定在役管道的位置和走向；结合地下人工磁场的采用，在穿越过程中随时观察钻头与在役管道的相对位置（如图8所示），保证了穿越安全顺利进行。
图8在役管道及钻头相对位置
5结束语
针对影响HDD精度的主要因素所采取的对策保证了在狭小地域内HDD安全施工，有效避免了因穿越精度低造成的“撞车”风险和损失。同时，引进了更新版本的控向系统，降低了导向孔穿越偏差，可为类似HDD穿越项目提供借鉴和参考
