1工程概况湘江定向钻穿越地质条件复杂，穿越两端为卵石和沙层，主要地质为石灰岩，且为溶洞发育区，穿越地层经过大量溶洞。场地地表均为第四系覆盖，下伏为泥盆系上泥盆统（D3）灰岩。主要地质情况如下: ①杂填土（Q4 ml）②粉质粘土（Q4 al+pl）③砾砂（Q4al+pl）④粗砂（Q4 al+pl）⑤粉砂（Q4 al+pl）⑥卵石（Q4 al+pl）⑦强风化灰岩（D3）⑧中风化灰岩（D3）⑨溶洞⑩微风化灰岩（D3）。
　　施工难点:
　　（1）穿越处位于岩溶发育区，穿越多处溶洞，溶洞最大直径未知，将给穿越施工带来不可估量的技术难题和施工风险。
　　（2）穿越长度较长，水平长度1186 米，其中穿越岩石段长1036 米，且岩石强度软硬不一，给导向和扩孔造成很大困难。
　　（3）穿越两端均经过较难成孔卵砾石段和岩石、裂隙、溶洞 ，泥浆工艺要求较高。
2岩溶 、溶洞 、岩石裂隙定向钻施工　　湘江定向钻穿越水平穿越长度1186米，管径为Φ323.9×7.9，其中穿越岩石段长1036米；穿越区段属湘江水系洪水频发区，防洪工作严峻，施工期间正处于防汛期，有可能给施工造成不可预测的影响。
　　经过地勘资料和施工周边资料收集分析，我们对溶岩地质和含有溶洞状况下的定向钻施工有了基本的认识和技术准备，认为只要把握好泥浆的配比等即可完成该工程，实现溶岩地质下成功穿越。
2.1 岩溶地质下的导向施工
　　导向施工是进行定向钻穿越施工的关键技术之一。湘江定向钻穿越自2011 年2 月24 日开钻，到3 月27 日完成第一次导向施工 ，历时 32 天。此段导向至180 米后陆续经过多处溶洞，其中穿过的溶洞有 八处：180-185m、530-537m、570-574m、600-660m、693-696m、712-720m、780-840m、870-910m，最大溶洞在60 米左右，溶洞的存在造成导向过程中的泥浆全部流失。导向完成后随即进行一级扩孔，由于溶洞的存在，造成扩孔过程中产生的岩屑无法随泥浆排出，进而挤压形成抱钻，导致钻杆在约-800m 处断裂，致使 第一次完成的导向、扩孔施工失败。
2.2 岩溶地质溶洞下的扩孔作业
　　总结吸取第一次扩孔失败的经验教训后，为确保湘江定向钻穿越再次导向、扩孔的成功及解决首次遇到湘江这种长距离复杂地层还将遇到诸多施工难题，我们主要采取了如下防范技术措施：
　　（1）针对湘江穿越地质岩石强度软硬交替变化较大，且穿越地层有多处较大溶洞的事实，导向、扩孔过程全程不冒浆钻屑无法排出的情况，对泥浆配比和排量的控制进行细致和更高要求，对于不同地质段及时改变泥浆配方和排量。
　　（2）在导向过程中，每根钻杆完成后均进行1-23次来回抽拉，确保前端鉆屑排除；扩孔时采取遇到溶洞时，每扩3-5 米后再次来回推拉扩孔器进行短距离洗孔，洗孔时加大泥浆排量，防止扩孔时产生的钻屑一直向前堆积抱钻。
　　（3）每级扩孔完成后，再次进行整体洗孔，对于扭矩和拉力数据变化较大位置进行多次洗孔，从而起到多次洗刷，降低孔内钻屑沉淀堆积积压的可能性。
　　（4）根据当班司钻记录数据及时整理，做成分析图表，结合地质情况及前期司钻数据进行比较分析，对于需要注意的位置和情况及时跟司钻和泥浆师进行有效沟通。以采取应对措施，做到未雨绸缪，预防事故发生。
　　（5）在孔洞内的钻杆，当长度达到600 米以上时，在相隔400 米左右安装一个补浆短接头，对洞内泥浆流动速度进行补充和更新，保证孔洞内泥浆的畅通性、流动性。
　　（6）双钻机协调作业。在出、入土点各设一台钻机，以便及时退出和更换受损岩石扩孔器。当发生卡钻现象时，两台钻机联动，增强岩石扩孔器有效扭矩，从而解决卡钻问题以保证扩孔的顺利进行。
　　（7）分段更换扩孔器。由于湘江定向钻穿越岩石段长度较长（1036 米），软硬不均，且部分地段硬度较大。一个扩孔器实现全程扩孔的风险系数倍增，因此采取根据钻机仪表数据进行分析，及时退出已经没有切削力的岩石扩孔器，而更换上新的岩石扩孔器。
　　（8）扩孔器的选择。根据以往类似地质施工经验和湘江穿越的基本情况以及第一次失败的教训，在一级扩孔时采用牙轮式岩石扩孔器，以后的扩孔过程更换新型滚刀式岩石扩孔器，以保证扩孔的顺利进行。
2.3 岩溶地质施工的泥浆工艺
　　不同地层对泥浆的性能有着具体的要求，湘江定向钻穿越工程地质条件复杂多变，先后穿越杂填土、粉质粘土、砾砂、粗砂、粉砂、卵石、强风化灰岩、中风化灰岩、溶洞、微风化灰岩等多种地层地质，泥浆性能要求更高。因此，在施工中必需根据不同地层配制合乎要求的、优质高性能的专用泥浆，并严格监控泥浆压力和泥浆排量。在泥浆配制上，根据不同地层，及时调整泥浆配比。我们主要采取了以下方法：
　　（1）在砂层、砾石、卵石以及破碎带地层，由于颗粒之间缺乏胶结，扩孔时孔壁很容易坍塌，故成孔的难度很大。因此需在泥浆中加入提粘剂、降失水剂、羧甲基纤维素等，使泥浆粘性增大，可以明显增强砂、砾之间的胶结力和孔壁颗粒之间的胶结力以此使孔壁的稳定性增强，防止孔壁坍塌；同时粘稠的泥浆还具有支撑成型孔洞的作用。
　　（2）进入岩层后加入正电胶作为增粘剂，主要提高体系的结构粘度，改善泥浆的剪切稀释性和悬浮携钻屑清洗孔洞的效率
　　（3）在扩孔过程中加入失水剂，初失水可以湿润岩层，使其强度降低，有利于钻头对其破碎，提高钻进速度。
　　（4）在泥浆中加入润滑剂，提高孔洞内泥浆液的润滑性，可以提高扩孔效率，降低扭矩、拉力数据。
　　（5）在岩石层，泥浆中添加5%的悬浮携砂剂，提高泥浆的岩屑携带能力，尽可能减少钻屑的堆积，保证成型孔洞的流通性。
　　（6）根据不同地层、地段，及时改变泥浆排量和泥浆压力，并每隔400 米左右加入一个补浆短节，确保钻孔内的泥浆量不因溶洞流失而减少，同时充足的泥浆也可起到对孔壁的支撑保护作用。
　　（7）循环使用泥浆，提高利用效率，减少污染。以上问题的解决，为2011 年8 月24 日回拖成功奠定了坚实的基础。
3结论　　（1）在湘江定向钻穿越工程地质状况如此复杂的情况下，我们针对具体的施工难题，如导向控向、扩孔、泥浆、扩孔器等，邀请同行相关专家赴现场针对不同问题进行了深入细致的研讨分析，根据专家建议制定了一套缜密的技术方案，确保了后续导向、扩孔、回拖一次成功。为以后施工同类型复杂地层导向孔钻进、扩孔工艺及泥浆控制等方面积累了经验。
　　（2）通过该工程认识到溶洞地质下的导向施工是完成穿越的关键条件并掌握该技术，同时摸索出一套岩溶地质施工的泥浆配比方法，较完整的总结出一套岩溶地质下定向钻施工的经验。
　　（3）湘江定向钻穿越的成功，使我们闯出了一条在溶岩溶洞和岩石裂隙及卵砾石共同存在条件下，在发生不返浆情况时如何导向、扩孔、泥浆配置等一系列复杂施工技术难题，为以后施工提供宝贵的施工经验。