隨著城市限制開挖施工的法規(guī)將陸續(xù)出臺，非開挖施工的水平定向鉆穿越施工技術(shù)將是城市市政建設(shè)的最佳選擇，是不破壞地貌狀態(tài)和保護(hù)環(huán)境的最理想的施工方法。近幾年水平定向鉆穿越技術(shù)在世界各國及各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在市政管網(wǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目及大型管道穿越江河工程項(xiàng)目上更顯出了其獨(dú)特的優(yōu)勢，其工作過程是通過計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行導(dǎo)向和探測，先鉆出一個與設(shè)計(jì)曲線相同的導(dǎo)向孔，然后再將導(dǎo)向孔擴(kuò)大，把產(chǎn)品管線回拖到擴(kuò)大了的導(dǎo)向孔中，完成管線穿越的施工過程。
　　一、水平定向鉆穿越施工工藝：
　　使用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行管線穿越施工，一般分為二個階段：第一階段是按照設(shè)計(jì)曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個導(dǎo)向孔；第二階段是將導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔，并將產(chǎn)品管線（一般為PE管道，光纜套管，鋼管）沿著擴(kuò)大了的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中，完成管線穿越工作。
　　1、鉆導(dǎo)向孔:
　　要根據(jù)穿越的地質(zhì)情況，選擇合適的鉆頭和泥漿馬達(dá)，開動泥漿泵對準(zhǔn)入土點(diǎn)進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆頭在鉆機(jī)的推力作用下由鉆機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)（或使用泥漿馬達(dá)帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)）切削地層，不斷前進(jìn)，每鉆完一根鉆桿要測量一次鉆頭的實(shí)際位置，以便及時調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)方向，保證所完成的導(dǎo)向孔曲線符合設(shè)計(jì)要求，如此反復(fù)，直到鉆頭在預(yù)定位置出土，完成整個導(dǎo)向孔的鉆孔作業(yè)。
　　2、預(yù)擴(kuò)孔和回拖產(chǎn)品管線：
　　預(yù)擴(kuò)孔的直徑和次數(shù)，視具體的鉆機(jī)型號和地質(zhì)情況而定。按經(jīng)驗(yàn)是最終成孔直徑一般比管子直徑大200mm，擴(kuò)孔器的拉力或推力要求為每毫米孔徑175N。根據(jù)成品管的鉆機(jī)的規(guī)格，可采用多級擴(kuò)孔。
　　回拖產(chǎn)品管線時，先將擴(kuò)孔工具和管線連接好，然后，開始回拖作業(yè)，并由鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)后退，進(jìn)行擴(kuò)孔回拖，產(chǎn)品管線在回拖過程中是不旋轉(zhuǎn)的，由于擴(kuò)好的孔中充滿泥漿，所以產(chǎn)品管線在擴(kuò)好的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護(hù)了管線防腐層，經(jīng)過鉆機(jī)多次預(yù)擴(kuò)孔，所以不會損傷防腐層。
　　在鉆導(dǎo)向孔階段，鉆出的孔往往小于回拖管線的直徑，為了使鉆出的孔徑達(dá)到回拖管線直徑的1.3～1.5倍，需要用擴(kuò)孔器從出土點(diǎn)開始向入土點(diǎn)將導(dǎo)向孔擴(kuò)大至要求的直徑。
　　地下孔經(jīng)過預(yù)擴(kuò)孔，達(dá)到了回拖要求之后，將鉆桿、擴(kuò)孔器、回拖活節(jié)和被安裝管線依次連接好，從出土點(diǎn)開始，一邊擴(kuò)孔一邊將管線回拖至入土點(diǎn)為止。
　　二、水平定向鉆施工的特點(diǎn)：
　　1定向鉆穿越施工具有不會阻礙交通，不會破壞綠地，植被，不會影響商店，醫(yī)院，學(xué)校和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，對交通，環(huán)境，周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。
　　2采用水平定向鉆機(jī)穿越施工時，沒有水上、水下作業(yè)，不影響江河通航，不損壞江河兩側(cè)堤壩及河床結(jié)構(gòu)，施工不受季節(jié)限制，具有施工周期短人員少、成功率高施工安全可靠等特點(diǎn)。
　　3與其它施工方法比較，進(jìn)出場地速度快，施工場地可以靈活調(diào)整，尤其在城市施工時可以充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少工程造價低，施工速度快。
　　四、水平定向鉆機(jī)系統(tǒng)簡介：
　　各種規(guī)格的水平定向鉆機(jī)都是由鉆機(jī)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及附助機(jī)具組成，它們的結(jié)構(gòu)及功能介紹如下：
　　1 鉆機(jī)系統(tǒng)：是穿越設(shè)備鉆進(jìn)作業(yè)及回拖作業(yè)的主體，它由鉆機(jī)主機(jī)、轉(zhuǎn)盤等組成，鉆機(jī)主機(jī)放置在鉆機(jī)架上，用以完成鉆進(jìn)作業(yè)和回拖作業(yè)。轉(zhuǎn)盤裝在鉆機(jī)主機(jī)前端，連接鉆桿，并通過改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和輸出轉(zhuǎn)速及扭矩大小，達(dá)到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。
　　2動力系統(tǒng)：由液壓動力源和發(fā)電機(jī)組成動力源是為鉆機(jī)系統(tǒng)提供高壓液壓油作為鉆機(jī)的動力，發(fā)電機(jī)為配套的電氣設(shè)備及施工現(xiàn)場照明提供電力。
　　3控向系統(tǒng)：控向系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)監(jiān)測和控制鉆頭在地下的具體位置和其它參數(shù)，引導(dǎo)鉆頭正確鉆進(jìn)的方向性工具，由于有該系統(tǒng)的控制，鉆頭才能按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)，現(xiàn)經(jīng)常采用的有手提無線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。
　　4泥漿系統(tǒng)：泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成，為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。
　　5鉆具及輔助機(jī)具：是鉆機(jī)鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時所使用的各種機(jī)具。鉆具主要有適合各種地質(zhì)的鉆桿，鉆頭、泥漿馬達(dá)、擴(kuò)孔器，切割刀等機(jī)具。輔助機(jī)具包括卡環(huán)、旋轉(zhuǎn)活接頭和各種管徑的拖拉頭。
　　五、施工工藝流程
　　1、水平定向鉆穿越施工工藝流程圖
　　
　　                
　　
　　
　　2、管道施工流程圖
　　                      
　　六、監(jiān)理工程師在水平定向鉆施工中應(yīng)對以下幾點(diǎn)進(jìn)行控制
　　1、施工前編制導(dǎo)向計(jì)劃
　　施工前要求施工單位根據(jù)管道安裝曲線編制每根鉆桿的導(dǎo)向軌跡即導(dǎo)向計(jì)劃。這個導(dǎo)向計(jì)劃要求施工單位對每根鉆桿的軌跡進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出深度及斜率，以便在預(yù)擴(kuò)孔時對鉆桿的軌跡進(jìn)行控制。
　　2、鉆機(jī)的安裝應(yīng)牢固
　　一方面如未將鉆機(jī)錨固好，則在推拉過程中容易發(fā)生位移，導(dǎo)致鉆機(jī)的控制能力降低，從而導(dǎo)致無法很好地按預(yù)定的計(jì)劃完成鉆進(jìn)工作；另一方面，鉆機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中振動較大，會引起鉆桿發(fā)生彎曲或損壞，使鉆孔無法按預(yù)先設(shè)計(jì)的軌跡完成。同時也容易發(fā)生設(shè)備破壞和人員傷害。鉆機(jī)安裝時要注意以下事項(xiàng)：
　　1） 防止將錨桿打在地下管線上，應(yīng)先用探測儀器探明原地下管網(wǎng)的走向、埋深及性質(zhì)，并做出標(biāo)記，
　　2） 鉆機(jī)是依靠地錨座和后支承與地基固定的，安放鉆機(jī)場地要平整。
　　3、控制預(yù)擴(kuò)孔的軌跡要符合鉆桿的導(dǎo)向計(jì)劃
　　在擴(kuò)孔施工工序中最重要的技術(shù)環(huán)節(jié)是鉆孔軌跡的監(jiān)視和調(diào)控。目前一般采用隨鉆測量方式，靠電纜傳輸測量信息。信息接收器（導(dǎo)向儀）對鉆桿的深度及方向的顯示便于操作者控制導(dǎo)向孔的軌跡。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內(nèi)的電子測向儀進(jìn)行測量并將測量結(jié)果傳導(dǎo)到地面的接收儀，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和計(jì)算后，以數(shù)字的形式顯示在顯示屏上，監(jiān)理工程師應(yīng)將測量到的數(shù)據(jù)與施工前編制的導(dǎo)向計(jì)劃的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，以便確定鉆頭的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置的偏差，并將偏差值控制在允許的范圍之內(nèi)，如此循環(huán)直到鉆頭按照預(yù)定的導(dǎo)向孔曲線在預(yù)定位置出土。
　　4、擴(kuò)孔器拉力的控制
　　擴(kuò)孔器的拉力一般要求為每毫米孔徑175N。如未達(dá)到要求，拉力過大，可認(rèn)為孔內(nèi)成型不好，可能有孔內(nèi)塌方現(xiàn)象則應(yīng)繼續(xù)擴(kuò)孔。根據(jù)成品管和鉆機(jī)的規(guī)格，可采用多級擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時要將大量的泥漿輸入鉆孔，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。泥漿由水和優(yōu)質(zhì)的膨潤土構(gòu)成。
　　5、回拖管道：
　　回拖管道時一般回拖力不大于設(shè)備的額定功率的1/3。回拖過程要連續(xù)進(jìn)行直到擴(kuò)孔器和成品管道自鉆機(jī)一側(cè)破土而出。回拖時為防止管道在地上劃傷，應(yīng)將待拖管道用木頭或沙袋墊起。
　　
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