什么是定向鉆施工

　　導語(yǔ)：定向鉆是工程技術(shù)行業(yè)的一種管道施工工藝，一般多用于石油、天然氣以及一些市政管道建設，由大型的定向鉆機進(jìn)行鉆孔、擴孔、清孔等過(guò)程以后再進(jìn)行管道回拖。、

　　定向鉆施工在非開(kāi)挖技術(shù)行業(yè)中，一直是主要的增長(cháng)領(lǐng)域，定向鉆進(jìn)具有不開(kāi)挖路面、不阻斷交通(只開(kāi)挖工作坑和接受坑)、不影響環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。本工程為上海市污水治理三期工程，采用的管道為DN600HDPE特殊管，施工長(cháng)度77m。它具有先進(jìn)的導向系統，中靶準確，機械回轉擴孔速度快、噪音低、機械占有場(chǎng)地小等特點(diǎn)。

　　一、前期準備

　　(一)牽引施工設備配備DITCHWITCH6060進(jìn)口鉆機1臺、潛水泵2臺、泥漿泵2臺、導向儀1臺、經(jīng)緯儀1臺及泥漿罐、焊接機等。

　　(二)對所鋪設管線(xiàn)位置地形進(jìn)行測量，根據設計的鋪管深度初步確定施工段的傾斜段長(cháng)度、入射點(diǎn)位置、鋪管長(cháng)度、下管位置，復核甲方提供的各點(diǎn)標高，為鉆機施工創(chuàng )造條件。導向孔軌跡線(xiàn)設計是在管線(xiàn)剖面圖基礎上，設計出鉆孔的最佳曲線(xiàn)。鉆機按設計軌跡線(xiàn)校正、固定安放。

　　(三)基坑開(kāi)挖。開(kāi)挖中按設計要求對基坑進(jìn)行壓密注漿、坑內井點(diǎn)降水，并隨挖隨支撐。

　　二、定向鉆牽引拖拉埋管施工原理

　　在非開(kāi)挖鋪設管線(xiàn)或穿越河流、道路、建筑等障礙物時(shí)，定向鉆進(jìn)施工優(yōu)勢十分明顯�？煽刂频你@進(jìn)系統有導向的作用，到達目的點(diǎn)的楔形鉆頭將被換成一個(gè)錐形擴孔器，以便在回拉鉆桿時(shí)將鉆孔擴大到所需直徑，同時(shí)將需要埋設的管道牽引入已鉆成并擴好的孔洞。所有的作用力都在控制下通過(guò)鉆桿傳到鉆頭。導向鉆進(jìn)過(guò)程是受三維控制的，通過(guò)鉆桿的旋轉和一個(gè)特殊設計的楔形鉆頭來(lái)完成線(xiàn)性前進(jìn);如果想改變方向，可以暫停鉆桿的旋轉力，并將楔形鉆頭的楔面固定到相應的位置。鉆頭的位置、及鉆頭與地面的傾斜度和楔面角度的重要數據均會(huì )通過(guò)一個(gè)電磁探測儀傳送到地面上的接收儀器中。這套液體輔助的、帶可開(kāi)關(guān)的沖擊具的鉆道系統———定向鉆機即使在含碎石和礫石的土質(zhì)中也能保證理想的定向鉆進(jìn)功能。液壓沖擊具不是造在鉆頭里面，而是在推力架中。鉆進(jìn)系統和膨潤土(為使已地下成型孔洞在規定時(shí)間內保持穩定而采用泥漿護壁)混合器通過(guò)一個(gè)液壓站驅動(dòng)裝置來(lái)驅動(dòng)。

　　通過(guò)旋轉使楔形鉆頭的作用點(diǎn)保持在中心，楔面的轉向過(guò)程是在旋轉停止時(shí)進(jìn)行的，類(lèi)似時(shí)鐘的道理。成孔后，擴孔器后面帶著(zhù)要鋪設的管線(xiàn)沿鉆機方向徐徐拖拉而完成管線(xiàn)的鋪設。

　　三、主要施工技術(shù)方法

　　其施工工藝一般分為二個(gè)階段：第一階段是按照設計曲線(xiàn)盡可能準確的鉆一個(gè)導向孔;第二階段是將導向孔進(jìn)行擴孔，并將產(chǎn)品管線(xiàn)(HDPE管道)沿著(zhù)擴大了的導向孔回拖到導向孔中，完成管線(xiàn)穿越工作。具體施工順序為：現場(chǎng)勘查、開(kāi)挖工法井、設計軌跡線(xiàn)、導向孔施工、各級預擴孔、清孔、回拖管材。在牽引管施工完畢后，砌筑檢查井。

　　(一)導向孔施工。導向孔施工是成孔的關(guān)鍵，根據已設計軌跡線(xiàn)確定導向孔的入土點(diǎn)和入射點(diǎn)角度。認真測量和科學(xué)選取穿越軸線(xiàn)的方位角，使鉆孔接近設計軌跡線(xiàn)。導向孔鉆進(jìn)過(guò)程中，注意井眼的返漿情況并做好記錄。以便準確判斷鉆進(jìn)過(guò)程中的地質(zhì)情況，為預擴孔提供可靠數據，導向孔的施工是否符合設計要求，直接影響工程質(zhì)量。根據鉆進(jìn)過(guò)程中記錄的數據仔細分析所鉆進(jìn)的線(xiàn)路中是否存在回填土，以便及時(shí)調整施工工藝及應對措施。另外，在導向孔施工過(guò)程中，導向技術(shù)人員確保曲線(xiàn)偏移不能超越規定設計范圍，每根鉆桿間的角度變化也要得到嚴格控制，確保導向孔高質(zhì)量完成。

　　(二)各級預擴孔。導向孔完成后，技術(shù)人員應根據操作人員的原始記錄并與原設計軌跡線(xiàn)相核對，再次復核導向孔的質(zhì)量。在導向孔符合質(zhì)量要求的情況下，取下導向鉆頭，接上反擴鉆頭，接上分動(dòng)器，即可進(jìn)行回拉擴孔。設計回拉擴孔一共需進(jìn)行4次。分別為φ160mm、φ350mm、φ450mm、φ600mm。增加擴孔級數，更能保證成孔的質(zhì)量，擴孔時(shí)應視地層的不同選擇不同類(lèi)型的反擴鉆頭。同時(shí)根據地層情況選擇泥漿配方，一般情況下，地質(zhì)粘質(zhì)成份多，可用清水和刮刀鉆頭擴孔，自然造漿，保持孔壁穩定。如果所穿越地層中含砂量高，則必須選擇優(yōu)質(zhì)泥漿，用膨潤土進(jìn)行泥漿護壁處理。使泥漿達到一定黏度，失水量降低，同時(shí)能抑制地質(zhì)土體的分化，保持孔壁穩定。擴孔直徑符合鋪管要求時(shí)，擴孔即告結束。

　　(三)清孔。擴孔結束后，用φ600mm清孔器兩次清孔。清孔時(shí)注意泥漿比重，保證泥漿質(zhì)量。機械操作人員應注意儀表的變化，以此判斷孔內情況。并作好記錄，技術(shù)人員根據記錄的數據，分析清孔的效果如何，決定能否鋪設管材。

　　(四)回拖管材。當鉆孔清孔達到鋪管要求后，需進(jìn)行回拖前準備，復查管材質(zhì)量以及搬運過(guò)程中有無(wú)損傷，管材焊(連)接是否符合規定要求，檢驗完畢后，方能鋪設，操作人員控制鉆機的拉力和速度，確保所鋪設管材不受損害�；赝袭a(chǎn)品管材時(shí)，先將擴孔工具和管線(xiàn)連接好，然后，開(kāi)始回拖作業(yè)，并由鉆機轉盤(pán)帶動(dòng)鉆桿旋轉后退，進(jìn)行擴孔回拖，產(chǎn)品管線(xiàn)在回拖過(guò)程中是不旋轉的，由于擴好的孔中充滿(mǎn)泥漿，所以產(chǎn)品管線(xiàn)在擴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，又保護了管線(xiàn)防腐層，經(jīng)過(guò)鉆機多次預擴孔，最終成孔直徑一般比管子直徑大200mm，所以不會(huì )損傷防腐層。

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