水平定向钻机 安全操作规程

水平定向钻机安全操作规程

一、总则

（一）目的

为规范水平定向钻机（以下简称“钻机”）的操作行为，保障作业人员人身安全、设备运行安全及施工质量，预防和减少生产安全事故，依据国家相关法律法规及行业标准，制定本规程。

（二）适用范围

本规程适用于各类水平定向钻机（包括但不限于泥浆驱动、液压驱动、电力驱动等类型）的操作、辅助作业及相关管理人员。适用对象涵盖钻机操作手、助手、现场指挥人员、设备维护人员及施工管理人员，作业场景包括市政工程、油气管道、电力电缆、通信光缆等非开挖工程施工中的钻机作业。

（三）依据

本规程依据《中华人民共和国特种设备安全法》《中华人民共和国安全生产法》《建设工程安全生产管理条例》《建筑施工安全检查标准》（JGJ59）《水平定向钻机安全技术条件》（GB/T34172）《建筑施工机械安全检查技术规程》（JGJ162）等法律法规及标准制定，同时参考钻机设备使用说明书及相关行业施工规范。

（四）基本原则

1.安全第一，预防为主。任何作业必须将人身安全与设备安全置于首位，通过风险辨识、隐患排查、安全防护等措施，从源头上控制安全风险，杜绝违章指挥、违章作业。

2.持证上岗，规范操作。操作人员必须经专业培训考核合格，取得相应特种设备作业人员证书后方可上岗；作业过程中必须严格按照本规程及设备说明书要求操作，严禁无证操作、超范围操作或擅自改变操作流程。

3.设备完好，环境适配。作业前必须对钻机及辅助设备进行全面检查，确保设备性能完好、安全装置有效；施工环境需满足作业条件，对地下管线、地质条件、周边环境等进行勘察，制定专项安全措施。

4.责任明确，协同管理。建立“谁操作、谁负责，谁指挥、谁负责”的安全责任体系，明确操作手、指挥人员、维护人员等岗位职责，加强作业过程中的沟通与协同，确保安全指令传达畅通、执行到位。

二、操作前准备

（一）人员资质与状态确认

1.操作人员必须持有有效的特种设备作业人员证（如《特种设备作业人员证》），证件类型需与钻机操作类别相符，且在有效期内。

2.辅助作业人员（如泥浆工、管线工）应经过岗位安全培训，熟悉钻机作业流程及应急处理程序。

3.所有作业人员上岗前需确认身体状况良好，无高血压、心脏病等禁忌症，严禁酒后或疲劳作业。

4.现场配备专职安全员，负责监督作业过程安全措施的落实，并具备应急处置能力。

（二）设备检查与维护

1.动力系统检查

（1）发动机/电机运行参数：检查机油压力、冷却液温度、燃油存量（柴油钻机）或电压稳定性（电动钻机），确保符合设备说明书要求。

（2）启动测试：空载启动设备，观察各仪表指示是否正常，无异响、漏油现象。

2.液压系统检查

（1）油管及接头：排查液压管路有无裂纹、老化，接头紧固无渗漏。

（2）液压油：油位需在刻度范围内，油质无乳化、杂质，必要时更换滤芯。

（3）操作手柄：测试各动作（行走、回转、给进）是否灵活，无卡滞。

3.钻进系统检查

（1）钻杆与钻头：确认钻杆无弯曲、损伤，钻头型号与施工方案匹配，焊接部位牢固。

（2）夹持器与回转器：夹持器夹持力达标，回转器转动平稳，无异常振动。

4.辅助设备检查

（1）泥浆泵：检查泵体密封性，管路畅通，喷嘴无堵塞。

（2）发电机（若配备）：输出电压稳定，燃油充足，接地可靠。

（3）管线与阀门：泥浆输送管线无破损，阀门启闭灵活。

（三）作业环境勘察

1.地质条件评估

（1）查阅工程地质勘察报告，明确土层分布、岩层硬度、地下水位及含水量。

（2）对复杂地层（如卵石层、流沙层）制定专项钻进参数调整方案。

2.地下管线探测

（1）使用管线探测仪定位地下管线（电缆、燃气管道、给水管等），标注其走向、埋深及材质。

（2）在管线两侧设置安全警示标识，钻进路径需保持至少1.5米的安全距离。

3.场地布置要求

（1）钻机作业区需平整坚实，地基承载力满足设备重量要求（一般不低于150kPa）。

（2）设备停放位置与边坡、坑洞边缘保持3米以上安全距离，必要时铺设钢板分散压力。

（3）泥浆池设置在远离钻机主作业区，四周设置防护栏及防溢流设施。

（四）技术方案与交底

1.施工方案确认

（1）根据设计图纸复核钻孔轨迹（入土角、出土角、曲率半径），确保符合规范要求。

（2）制定泥浆配比方案，根据地层特性调整膨润土、聚合物添加剂比例。

2.技术交底执行

（1）施工前由技术负责人向操作班组交底，明确钻进参数（转速、推力、扭矩）、泥浆压力控制值及应急联络方式。

（2）交底需形成书面记录，所有参与人员签字确认。

3.模拟演练

（1）在正式开钻前，进行模拟操作演练，重点测试紧急停机、钻杆拆卸等关键动作。

（2）验证通讯设备（对讲机、信号灯）的有效覆盖范围，确保指令传递畅通。

三、操作过程规范

（一）启动与就位

1.设备启动程序

操作人员需在确认周围环境安全后，按以下步骤启动钻机。首先检查电源开关（电动钻机）或燃油存量（柴油钻机），确保充足。随后启动辅助系统，如液压泵站，观察压力表读数是否稳定在0.8-1.2MPa。主发动机启动时，需将油门置于怠速位置，按下启动按钮，持续不超过5秒，若启动失败需间隔30秒后再次尝试。发动机启动后，空载运行3-5分钟，检查有无异响、漏油现象，同时观察水温表、机油压力表，待水温升至40℃以上方可进入作业状态。

2.钻机定位与校准

钻机就位前，需根据施工图纸用全站仪精确标记入土点和出土点，并用石灰线标示钻进路径。操作人员驾驶钻机缓慢移动至入土点位置，调整履带支腿，确保钻机水平度误差不超过5mm/m。钻杆对中时，使用激光导向仪或经纬仪，使钻杆中心线与设计轨迹重合，入土角偏差需控制在±0.5°以内。校准完成后，夹持器需牢固夹持钻杆，回转器处于锁定状态，防止钻进过程中发生位移。

（二）钻进作业控制

1.参数调节与监控

钻进过程中，操作人员需根据地层变化实时调整钻进参数。软土层（如黏土、粉土）时，转速宜控制在40-60转/分，推力控制在30-50吨，泥浆压力维持在1.5-2.0MPa，确保泥浆能有效携带岩屑；遇硬岩层时，需将转速降至20-30转/分，推力增加至80-100吨，同时泥浆压力提升至2.5-3.0MPa，防止钻头磨损。操作人员需每小时记录一次扭矩、压力、转速等参数，发现异常波动（如扭矩突然增大20%以上）立即停机排查。

2.钻进姿态管理

随钻测量系统需在钻进前开启，实时显示钻头深度、角度和位置数据。操作人员每钻进5米核对一次实际轨迹与设计轨迹的偏差，偏差超过10cm时需调整回转角度和推力进行纠偏。在曲线段钻进时，需严格控制曲率半径，避免因过急转弯导致钻杆折断。钻进过程中若发现钻杆跳动剧烈，可能是遇到地下障碍物，需立即停止给进，缓慢回转钻杆，同时启动泥浆循环，排除障碍物后再继续作业。

（三）特殊工况应对

1.复杂地层处理

遇卵石层时，需换装牙轮钻头，降低转速至15-20转/分，通过高压泥浆（压力3.0-3.5MPa）冲刷卵石间隙，避免钻头被卡滞。流沙层钻进时，需增加泥浆黏度（添加膨润土至比例8%-10%），并提高注浆量至正常值的1.5倍，防止孔壁坍塌。若遇到软硬不均地层（如上层软土下层硬岩），需采用“分级钻进”方式，先以低转速穿透软土层，再调整参数进入硬岩层，避免因钻压突变导致钻杆弯曲。

2.障碍物排除

钻进中遇到孤石时，操作人员需启动冲击功能，每冲击3-5秒回转钻杆30度，反复直至破碎孤石。若孤石过大无法破碎，需采用“绕行法”，在导向系统辅助下偏离原轨迹绕行，绕行路径需经设计单位确认，偏差不得超过设计允许值。遇到地下管线时，立即停机并启动声波探测仪定位管线位置，人工开挖暴露管线后，调整钻进方向保持1.5米以上安全距离。

（四）协同作业管理

1.多岗位配合

钻机操作手需与泥浆工保持实时沟通，泥浆工根据压力反馈调整泥浆泵流量，确保泥浆出口量与钻进速度匹配（一般每钻进1米需泥浆0.5-1立方米）。测量员每30分钟向操作手反馈一次轨迹数据，操作手根据数据调整钻进角度。辅助人员负责钻杆装卸时，需使用专用吊具，确保吊点牢固，钻杆摆放整齐，避免滚落伤人。

2.信息传递

作业现场需配备两部以上对讲机，统一设定为1频道，操作手、指挥人员、泥浆工需随身携带，信号中断时改用旗语指挥。每班作业结束后，操作人员需填写《钻进作业记录表》，详细记录钻进时间、参数变化、异常情况及处理措施，交接班时双方签字确认，确保信息连续性。若遇设计变更，需立即停止作业，由技术负责人重新交底后方可继续施工。

四、设备维护与保养

（一）日常检查与清洁

1.班前检查要点

操作人员每日上岗前需对钻机进行外观及功能检查。重点检查发动机舱有无油污积聚，散热器片是否被泥土堵塞，液压油缸表面有无划痕或渗漏。履带张紧度需适中，用手指按压履带下垂量控制在3-5厘米。驾驶室内仪表盘应无裂纹，灯光开关、雨刮器功能正常。钻杆存放区需清理杂物，防止钻杆滚动伤人。

2.作业中清洁要求

钻进过程中每2小时需清理一次钻杆连接螺纹处的泥浆残留，使用钢丝刷配合清水冲洗，避免泥浆凝固导致拆卸困难。泥浆泵过滤器需每小时检查一次，清除缠绕的杂物。动力舱散热风扇叶片需用压缩空气吹扫，确保通风顺畅。作业结束后及时冲洗钻机表面，特别是行走机构与回转支承部位。

（二）定期维护项目

1.动力系统保养

（1）发动机维护：每工作200小时更换机油及滤芯，同时检查气门间隙，调整至0.25-0.30毫米。柴油发动机需每日排放油水分离器积水，每500小时清洗燃油滤清器。电动钻机需每月检查碳刷磨损程度，磨损超过原长度1/3时及时更换。

（2）传动部件润滑：行走减速器每工作500小时加注锂基润滑脂，回转机构轴承每季度用黄油枪注油一次，注油量以溢出旧油脂为宜。

2.液压系统维护

（1）油液管理：每工作300小时检测液压油酸值，超过3.5mgKOH/g时需更换。新设备首次运行100小时后必须更换液压油，此后每1000小时更换一次。油箱内壁每月检查一次，发现锈蚀需除锈后涂防锈油。

（2）管路检修：每季度对所有液压管路进行超声波测厚，重点检查弯头与焊缝处。更换密封件时必须使用原厂配件，O型圈压缩率控制在15%-20%。

3.钻进系统维护

（1）钻杆保养：每工作100小时检查钻杆直线度，用标准直尺靠贴，间隙超过2毫米需校直。钻头切削齿磨损超过3毫米时需堆焊修复，合金齿脱落超过5个应更换新钻头。

（2）夹持器维护：每周检查夹持器夹块磨损量，磨损超过原厚度1/3时需翻转使用。液压夹持器需每月测试夹持力，确保达到设计值的90%以上。

（三）季节性保养措施

1.高温季节防护

夏季作业需增加液压油冷却器清洗频次，每工作50小时冲洗一次。发动机需使用高黏度机油，并加装隔热板防止高温部件引燃周边植被。轮胎气压需降低10%，防止爆胎。每日作业前需检查空调制冷剂压力不足时及时补充。

2.寒冷季节防护

冬季启动前需向发动机预热系统注入-35号防冻液，液压油更换为HV型低温抗磨油。蓄电池需使用保温套，每周检查电解液比重，低于1.24时需充电。停机后需打开所有泄水阀，防止管路结冰胀裂。钻杆存放区需覆盖保温材料，防止低温脆裂。

3.雨季防护措施

雨季来临前需检查所有电气设备防水性能，接线盒密封圈老化时立即更换。行走机构需加装防滑链，泥浆池周边设置挡水墙。长期停机时需用防水布覆盖发动机进气口，防止雨水倒灌。每月检查接地电阻值，确保小于4欧姆。

（四）故障诊断与处理

1.常见故障排查

（1）动力异常：当发动机转速突然下降时，首先检查燃油滤清器是否堵塞，其次确认涡轮增压器旁通阀是否卡滞。液压系统异响需立即停机，排查油泵吸油管是否进气。

（2）钻进故障：扭矩波动超过20%时，可能是钻头遇硬岩，应降低转速并增加泥浆压力。钻杆回转不顺畅需检查夹持器夹块是否错位，回转马达溢流阀压力是否正常。

2.紧急停机程序

发生液压油管爆裂时，立即按下紧急停机按钮，关闭发动机总电源。钻杆卡死时需先释放夹持器压力，再用专用工具反向旋转钻杆。电气系统起火时使用干粉灭火器扑救，严禁用水喷射。

3.维修安全规范

设备维修必须执行挂牌上锁制度，操作手与维修工共同确认断电后悬挂警示牌。更换高压油管时需先释放系统压力，拆卸部件前放置接油盘。夜间维修需配备防爆照明设备，高空作业必须系安全带。

五、应急处理与事故预防

（一）风险分级管控

1.风险辨识方法

现场安全员需采用工作危害分析法（JHA）对钻机作业全流程进行风险点识别。重点分析钻进过程中的机械伤害、触电、坍塌、物体打击等典型风险。每项风险需评估其可能性等级（1-5分）和后果严重程度（1-5分），通过风险矩阵图确定风险等级（红/橙/黄/蓝）。例如钻杆回转区域属于高风险区（红色），需设置物理隔离；泥浆泵操作区为中等风险（黄色），需配备警示标识。

2.动态风险评估

每班作业前需召开班前会，结合当日地质条件、天气变化等因素更新风险清单。雨后作业需增加边坡稳定性检查，强风天气需评估吊装作业风险。遇设计变更时，技术负责人需组织专项风险评估会，制定专项防控措施。风险管控措施需在施工现场公示牌实时更新。

（二）应急处置流程

1.机械伤害应急响应

当发生钻杆挤压伤人时，现场人员立即按下急停按钮切断动力源。救护人员使用液压扩张器快速移开钻杆，伤员转移至安全区后，由持证急救员进行止血包扎。同时拨打120并报告项目经理，保护事故现场留存监控录像。若发生肢体离断，将断肢用清洁纱布包裹放入塑料袋，置于4℃环境中随伤员送医。

2.突发停机处置

钻机突然失去动力时，操作手立即启动应急泵保持液压系统压力。检查发动机是否熄火，若为燃油耗尽则切换备用油箱；若为电气故障，迅速切换UPS电源。在确认安全前提下，手动释放钻杆夹持器压力，防止钻杆坠落。故障排除后需进行空载测试，确认各仪表参数正常方可恢复作业。

3.孔壁坍塌应对

监测到泥浆压力骤降或地表沉降时，立即停止钻进并回撤钻杆。向孔内注入膨润土泥浆，压力提升至设计值的1.5倍。在塌孔区域外侧打设注浆管，采用双液浆（水泥-水玻璃）快速固结地层。若出现地面裂缝，用沙袋堆叠成围堰，疏散周边人员至50米外安全区。

（三）事故调查与改进

1.事故现场保护

发生事故后，警戒组立即拉设警戒线，用警示带封闭事故区域。除救援人员外，严禁无关人员进入。设备操作面板需拍照存档，液压系统压力表读数由安全员记录。钻杆断裂部位需用防护罩覆盖，防止破坏原始痕迹。

2.根本原因分析

调查组采用“5Why分析法”追溯事故原因。例如钻杆断裂事故需追问：是否因超扭矩操作？是否因钻杆疲劳损伤？是否因日常检测漏项？最终形成《事故调查报告》，明确直接原因（如操作手未执行点动回转）、间接原因（如维护记录缺失）及管理原因（如安全培训不足）。

3.纠正预防措施

针对调查发现的问题，制定《纠正预防措施计划表》。技术类问题如钻杆探伤频次不足，需增加每月磁粉检测；管理类问题如交底流于形式，需推行“双签字”制度（操作手+安全员）。每项措施明确责任人和完成时限，由安全总监跟踪验证效果。

（四）应急物资管理

1.救援装备配置

现场必须配备以下应急物资：急救箱（含止血带、夹板、AED除颤仪）、应急照明设备（防爆手电筒、发电机）、破拆工具（液压剪、撬棍）、堵漏器材（快速固化胶、堵漏夹具）。所有物资存放在专用集装箱内，距钻机作业区不超过50米，每月检查一次有效期。

2.通讯保障系统

建立“三级通讯网络”：一级为现场对讲机（设定专用频道），二级为卫星电话（无信号区域使用），三级为应急广播系统。每日开工前测试通讯设备，确保信号覆盖钻机、泥浆池、指挥台三个关键区域。通讯中断时立即启用旗语信号，红黄旗组合代表不同指令。

3.应急演练实施

每季度组织一次综合应急演练，模拟钻杆卡死、火灾、人员坠落等场景。演练采用“双盲模式”（不预告时间、不预设脚本），评估组重点检验响应速度（从报警到救援队到达≤10分钟）、物资调配效率、现场指挥协调能力。演练后召开复盘会，修订完善《专项应急预案》。

六、责任落实与持续改进

（一）岗位责任体系

1.岗位责任清单

项目经理作为安全生产第一责任人，需组织制定年度安全目标，每月主持安全例会，审批重大风险管控措施。设备主管负责建立设备档案，跟踪维护保养计划，确保每台钻机都有完整的履历记录。操作手必须严格执行班前检查制度，填写《钻机运行日志》，发现异常立即停机并报告。安全员每日巡查现场，重点监控高风险作业区域，对违章行为当场制止并记录。

2.责任追究办法

建立分级追责制度：一般违章行为（如未佩戴安全帽）由安全员开具书面警告，扣当月绩效5%；严重违章（如无证操作）停工培训3天，扣绩效20%；发生事故的岗位责任人除接受行政处罚外，需承担相应经济赔偿责任。对隐瞒事故、伪造记录的行为，实行"一票否决"，取消年度评优资格。

3.协同管理机制

推行"安全联保"制度，每3人组成安全小组，互相监督防护措施落实情况。施工前召开三方交底会，技术负责人说明地质风险，安全员强调防护要点，操作手确认操作要点。建立"红黄牌"公示制度，月度考核排名末位的班组挂黄牌警示，连续两个月黄牌的班组停工整顿。

（二）培训考核机制

1.分级培训体系

新员工入职需完成72学时安全培训，包括钻机结构原理、风险辨识、应急处置等模块，考核合格方可上岗。操作手每半年参加复训，重点演练钻杆卡死、液压泄漏等突发场景。管理人员每年接受16学时领导力培训，学习安全心理学、事故调查方法等内容。

2.实操考核标准

采用"情景模拟+现场实操"双考核模式。钻机操作考核设置5个关键场景：平地行走、斜坡转向、钻杆装卸、应急停机、故障判断。每项操作需在3分钟内完成，动作规范度、参数控制精度、应急响应速度分别占40%、30%、30%权重。连续三次考核不达标者调离操作岗位。

3.技能提升通道

建立"初级-中级-高级"晋升体系。中级操作手需掌握50种常见故障排除，能独立完成曲线段钻进；高级操作手需具备复杂地层施工能力，能制定专项钻进方案。设立