科迅機械水平定向穿越工程技術(shù)水平定向鉆穿越技術(shù)進(jìn)行管線穿越施工，不開挖地面，就能穿越公路、鐵路、河流，甚至能在建筑物底下穿過，是一種能安全有效地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的施工方法。 尤其在環(huán)保、市政管網(wǎng)改擴建項目及大型管道穿越江河工程上更顯出了其獨特的優(yōu)勢。  

 

         水平定向鉆穿越技術(shù)的工作過程是通過計算機控制進(jìn)行導(dǎo)向和探測，先鉆出一個與設(shè)計曲線相同的導(dǎo)向孔，然后再將導(dǎo)向孔擴大，把產(chǎn)品管線回拖到擴大了的導(dǎo)向孔中，完成管線穿越的施工過程。水平定向鉆非開挖技術(shù)在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也逐漸普及。

 

首先分為一下幾個部分：

 1、水平定向鉆穿越施工工藝　 使用水平定向鉆機進(jìn)行管線穿越施工，一般分為二個步驟：第一步驟是按照設(shè)計曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個導(dǎo)向孔；第二步驟是將導(dǎo)向孔進(jìn)行擴孔，并將產(chǎn)品管線（一般為PE、MPP、PVC管道，光纜套管，鋼管、復(fù)合管等）沿著擴大了的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中，完成管線穿越工作。 1.1 導(dǎo)向孔 導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)是整個定向鉆的關(guān)鍵，導(dǎo)向設(shè)備采用無線或有線定位系統(tǒng)進(jìn)行確定控向方案，泥漿和司鉆要重視每一個環(huán)節(jié)，認(rèn)真分析各項參數(shù)，互相配合鉆出符合要求的導(dǎo)向孔，鉆導(dǎo)向孔要隨時對照地質(zhì)資料及儀表參數(shù)分析成孔情況，并隨時做好每一根鉆桿的導(dǎo)向孔記錄（推力大小、導(dǎo)向孔的難易程度、扭矩大小等）操作員密切注意泵壓、扭矩、推力的變化。 1.2 預(yù)擴孔導(dǎo)向孔完成后，要將該鉆孔進(jìn)行擴大到合適的直徑以方便安裝成品管道，此過程稱為預(yù)擴孔，通常，在鉆機對岸將擴孔器連接到鉆桿上，然后由鉆機旋轉(zhuǎn)回拖進(jìn)入導(dǎo)向孔，將導(dǎo)向孔擴大，同時要將大量的泥漿泵入鉆孔，以保證鉆孔的完整性和不塌方，并將切削下的巖屑帶回到地面。導(dǎo)向孔完成，鉆頭出土后要及時卸掉，裝上擴孔器進(jìn)行預(yù)擴孔。根據(jù)地質(zhì)狀況及管徑分級擴孔，最后孔徑D=1.2-1.3Dn（Dn為管線直徑）。擴孔時按照設(shè)計要求適當(dāng)調(diào)整泥漿排量，控制回拖速度，按照設(shè)計擴孔參數(shù)平穩(wěn)擴孔，操作員密切注意泵壓、扭矩、回拖力的變化，嚴(yán)禁憋泵、憋鉆、強行回擴。擴孔完成后，分析成孔情況，必要時再用擴孔器進(jìn)行清孔。 1.3回拖管道預(yù)擴孔完成以后，成品管道即可拖入鉆孔。管道預(yù)制應(yīng)在鉆機對面的一側(cè)完成。擴孔器一端接上鉆桿另一端通過旋轉(zhuǎn)接頭接到成品管道上。旋轉(zhuǎn)接頭可以避免成品管道跟著擴孔器旋轉(zhuǎn)，以保證將其順利拖入鉆孔?；赝嫌摄@機完成，這一過程同樣需要大量泥漿配合，回拖過程要連續(xù)進(jìn)行直到擴孔器和成品管道自鉆機一側(cè)破土而出。

 

 2、水平定向鉆施工的特點 

 

1:定向鉆穿越施工具有不會阻礙交通，不會破壞綠地，植被，不會影響居民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開挖施工對居民生活的干擾影響。 2: 現(xiàn)代化的穿越設(shè)備的穿越精度高，易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深，管線弧形敷設(shè)距離長，完全可以滿足設(shè)計要求埋深，并且可以使管線繞過地下的障礙物。 3:施工占地少，工程造價低， 施工速度快。4、廢泥漿的處理：在焊接場地挖一個廢漿收集池，收集廢泥漿，經(jīng)沉淀之后處理；在鉆機場地也挖一個泥漿回收池，泥漿經(jīng)過回收池沉淀后，再經(jīng)過泥漿回收系統(tǒng)回收；回收不了的泥漿排送到指定的地方。 3.4 管線回拖導(dǎo)向孔經(jīng)分級預(yù)擴、清孔，孔徑達(dá)到管線回拖要求的條件，將檢驗合格的穿越管線吊上滑送架并檢查無誤后回拖。回拖是穿越的最后一步，也是最關(guān)鍵的一步，在回拖時采用的施工方式是：Φ650擴孔器+40T回拖旋轉(zhuǎn)接頭+Dn500穿越管線（Dn500是3×φ250 MPP管線 + 1×φ75 MPP管線）。在回拖時進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，避免因停工造成卡鉆?；赝锨白屑?xì)檢查旋轉(zhuǎn)接頭、連接頭、擴孔器的連接，確定連接牢固方可回拖，回拖時兩岸要加強聯(lián)系，協(xié)調(diào)配合將管線敷設(shè)到預(yù)定位置。

 

 3.5:管線保護(hù) 1:管線回拖前對預(yù)制完成的管線進(jìn)行驗收，驗收內(nèi)容：管線質(zhì)量是否合格，是否按照設(shè)計要求對所有管線進(jìn)行了擺設(shè)，是否符合管線的橢圓度，拉頭做的是否合格，確認(rèn)合格接到甲方通知后方能回拖。 2:管線回拖前必須對管線進(jìn)行逐個檢查，發(fā)現(xiàn)管皮脫落、管線變形等問題必須通知甲方進(jìn)行更換，以防在回拖過程中出現(xiàn)不必要的麻煩和帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失，以延誤甲方投入社會帶來經(jīng)濟(jì)效益的時間。 3:最后一次擴孔要提高泥漿的潤滑性能，回拖時保持最后一次擴孔的泥漿性能，避免大幅度調(diào)整泥漿造成的孔壁坍塌，給拖管增加阻力。 4:管線回拖前必須檢查兩端封閉情況，管線回拖就位后，仍然保持管線兩端密封，確保管線內(nèi)干凈。 5：管線回拖全過程必須有專人負(fù)責(zé)巡線檢查，補漏人員現(xiàn)場及時補漏。 3.6:質(zhì)量保證措施 1:防止鉆孔時呈“S”型的措施定向設(shè)備采用美國DCI公司MARKIV定位設(shè)備，在定向鉆進(jìn)過程中嚴(yán)格控制全角變化率，盡量縮短測量間隔長度，特別是遇到地層軟硬變化或礫石時，參數(shù)測量間距不得超過2米。調(diào)整方位要及時，并留有余量，禁止反復(fù)大幅度調(diào)整角度，防止出現(xiàn)“S”型軌跡。 2）確保定向鉆出誤差在設(shè)計范圍內(nèi)的措施一是鉆機測量就位時,利用全站儀準(zhǔn)確放出鉆機就位中心線；第二準(zhǔn)確測量標(biāo)定控向參數(shù)，要求細(xì)心并盡可能多測取參數(shù)比較，以確定最佳參數(shù)，在管中心線的三個不同位置測取，且每個位置至少測四次，并做好記錄。 3：確保擴孔順利的措施首先要做好導(dǎo)向孔,必須滿足管線曲率半徑的要求,特別是不能出現(xiàn)”S”型曲線；二是針對不同地層適時調(diào)整好泥漿,本穿越段地層較復(fù)雜,針對不同地層及時調(diào)整泥漿配比方案，適當(dāng)控制泥漿粘度,增加濾失劑、潤滑劑和防塌劑加量,穩(wěn)固孔壁,減少縮徑，穩(wěn)定泥漿性能，防止大幅度調(diào)整泥漿，引起孔壁坍塌。 4:確?；赝铣晒Φ拇胧?在現(xiàn)場我們準(zhǔn)備兩臺卷揚機，以保證回拖順利完成。 

 

 

3、工程實例 3.1 工程概況某工程位于平頂山市西北部，河道土質(zhì)為粉砂層，上層為2-3米粘土，下層為粉砂。地下水位較低，本次管道橫向穿越河道總長度560米，管道為直徑355毫米的復(fù)合鋼管。 3.2 施工設(shè)計基本參數(shù) 1）導(dǎo)向軌跡設(shè)計滿足規(guī)范要求的最小曲率半徑，即R=1500Dn=750m，由于本工程穿越地層主要是細(xì)砂、礫石、粘土，該地層成孔差、穩(wěn)定性差，為了減小管道的彎曲應(yīng)力，穿越段增大穿越管道的曲率半徑至R=2000Dn，即R=960m。 2）鉆進(jìn)角和曲率半徑在大多數(shù)穿越施工中，入土角通常選擇在8–12度之間，多數(shù)施工應(yīng)首先鉆一段斜直線，然后再鉆一段大半徑曲線。此曲線的曲率半徑由成品管線的彎曲特性決定，隨直徑增大而增大，鋼管道曲率半徑的拇指法則是100FT/IN（一般取管道直徑的1000—1200倍）。斜直線將導(dǎo)向孔曲線按照預(yù)定的走向引導(dǎo)到設(shè)計的深度，然后是一段在此深度上的長長的水平直線，然后到達(dá)向上的彎曲點再到出土點。出土角應(yīng)控制在5-12度之間，以便于成品管道的回拖。 3）穿越參數(shù)設(shè)計穿越參數(shù)設(shè)計見表1所示。 4）鉆孔施工鉆具組合表該工程施工的鉆具組合見表2所示。 3.3泥漿配制根據(jù)地質(zhì)資料情況，確定泥漿配制方案，實施泥漿開鉆，開鉆前配制好30方優(yōu)質(zhì)泥漿。泥漿在定向穿越中起關(guān)鍵作用，我們將針對不同的地層采用不同的泥漿，若地質(zhì)情況復(fù)雜，則對泥漿要求比較高，為了對付不同的情況，我們將采取以下措施： 1）按照事先確定好的泥漿配比用一級膨潤土加上泥漿添加劑，配出合乎要求的泥漿。 2）使用的泥漿添加劑有：聚合物HFEC，濾失劑DFD-140，潤滑劑，根據(jù)不同的穿越地質(zhì)條件，確定加入不同的添加劑。 3）為了確保泥漿的性能，使膨潤土有足夠的水化時間，在用量不能改變的情況下，將采取增加泥漿儲漿罐的數(shù)量。

 

4、結(jié)束語由于本工程為大管徑復(fù)雜地層穿越，穿越地層主要是細(xì)砂、礫石、粘土，該地層成孔差、穩(wěn)定性差，導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時，推力較大，要求地錨固必須牢固，泥漿性能達(dá)到高粘度、好流動，適當(dāng)加大泵壓，提高水馬力。本文轉(zhuǎn)載 www.sm-tapers.com