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论定向钻施工
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内容提示：定向钻施工在非开挖技术行业中，一直是主要的增长领域，定向钻进具有不开挖路面、不阻断交通（只开挖工作坑和接受坑）、不影响环境等优点。本工程为上海市污水治理三期工程，采用的管道为DN600 HDPE特殊管，施工长度77m.它具有先进的导向系统，中靶准确，机械回转扩孔速度快、噪音低、机械占有场地小等特点。
定向钻施工在非开挖技术行业中，一直是主要的增长领域，定向钻进具有不开挖路面、不阻断交通（只开挖工作坑和接受坑）、不影响环境等优点。本工程为上海市污水治理三期工程，采用的管道为DN600 HDPE特殊管，施工长度77m.它具有先进的导向系统，中靶准确，机械回转扩孔速度快、噪音低、机械占有场地小等特点。（参考《建筑中文网》）
一、前期准备
（一）牵引施工设备配备DITCH WITCH6060进口钻机1台、潜水泵2台、泥浆泵2台、导向仪1台、经纬仪1台及泥浆罐、焊接机等。
（二）对所铺设管线位置地形进行测量，根据设计的铺管深度初步确定施工段的倾斜段长度、入射点位置、铺管长度、下管位置，复核甲方提供的各点标高，为钻机施工创造条件。导向孔轨迹线设计是在管线剖面图基础上，设计出钻孔的最佳曲线。钻机按设计轨迹线校正、固定安放。
（三）基坑开挖。开挖中按设计要求对基坑进行压密注浆、坑内井点降水，并随挖随支撑。
二、定向钻牵引拖拉埋管施工原理
在非开挖铺设管线或穿越河流、道路、建筑等障碍物时，定向钻进施工优势十分明显。可控制的钻进系统有导向的作用，到达目的点的楔形钻头将被换成一个锥形扩孔器，以便在回拉钻杆时将钻孔扩大到所需直径，同时将需要埋设的管道牵引入已钻成并扩好的孔洞。所有的作用力都在控制下通过钻杆传到钻头。导向钻进过程是受三维控制的，通过钻杆的旋转和一个特殊设计的楔形钻头来完成线性前进；如果想改变方向，可以暂停钻杆的旋转力，并将楔形钻头的楔面固定到相应的位置。钻头的位置、及钻头与地面的倾斜度和楔面角度的重要数据均会通过一个电磁探测仪传送到地面上的接收仪器中。这套液体辅助的、带可开关的冲击具的钻道系统———定向钻机即使在含碎石和砾石的土质中也能保证理想的定向钻进功能。液压冲击具不是造在钻头里面，而是在推力架中。钻进系统和膨润土（为使已地下成型孔洞在规定时间内保持稳定而采用泥浆护壁）混合器通过一个液压站驱动装置来驱动。
通过旋转使楔形钻头的作用点保持在中心，楔面的转向过程是在旋转停止时进行的，类似时钟的道理。成孔后，扩孔器后面带着要铺设的管线沿钻机方向徐徐拖拉而完成管线的铺设。
三、主要施工技术方法
其施工工艺一般分为二个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将产品管线（HDPE管道）沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。具体施工顺序为：现场勘查、开挖工法井、设计轨迹线、导向孔施工、各级预扩孔、清孔、回拖管材。在牵引管施工完毕后，砌筑检查井。
（一）导向孔施工。导向孔施工是成孔的关键，根据已设计轨迹线确定导向孔的入土点和入射点角度。认真测量和科学选取穿越轴线的方位角，使钻孔接近设计轨迹线。导向孔钻进过程中，注意井眼的返浆情况并做好记录。以便准确判断钻进过程中的地质情况，为预扩孔提供可靠数据，导向孔的施工是否符合设计要求，直接影响工程质量。根据钻进过程中记录的数据仔细分析所钻进的线路中是否存在回填土，以便及时调整施工工艺及应对措施。另外，在导向孔施工过程中，导向技术人员确保曲线偏移不能超越规定设计范围，每根钻杆间的角度变化也要得到严格控制，确保导向孔高质量完成。
（二）各级预扩孔。导向孔完成后，技术人员应根据操作人员的原始记录并与原设计轨迹线相核对，再次复核导向孔的质量。在导向孔符合质量要求的情况下，取下导向钻头，接上反扩钻头，接上分动器，即可进行回拉扩孔。设计回拉扩孔一共需进行4次。分别为φ160mm、φ350mm、φ450mm、φ600mm.增加扩孔级数，更能保证成孔的质量，扩孔时应视地层的不同选择不同类型的反扩钻头。同时根据地层情况选择泥浆配方，一般情况下，地质粘质成份多，可用清水和刮刀钻头扩孔，自然造浆，保持孔壁稳定。如果所穿越地层中含砂量高，则必须选择优质泥浆，用膨润土进行泥浆护壁处理。使泥浆达到一定黏度， 失水量降低，同时能抑制地质土体的分化，保持孔壁稳定。扩孔直径符合铺管要求时，扩孔即告结束。
（三）清孔。扩孔结束后，用φ600mm清孔器两次清孔。清孔时注意泥浆比重，保证泥浆质量。机械操作人员应注意仪表的变化，以此判断孔内情况。并作好记录，技术人员根据记录的数据，分析清孔的效果如何，决定能否铺设管材。
（四）回拖管材。当钻孔清孔达到铺管要求后，需进行回拖前准备，复查管材质量以及搬运过程中有无损伤，管材焊（连）接是否符合规定要求，检验完毕后，方能铺设，操作人员控制钻机的拉力和速度，确保所铺设管材不受损害。回拖产品管材时，先将扩孔工具和管线连接好，然后，开始回拖作业，并由钻机转盘带动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖，产品管线在回拖过程中是不旋转的，由于扩好的孔中充满泥浆，所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样即减少了回拖阻力，又保护了管线防腐层，经过钻机多次预扩孔，最终成孔直径一般比管子直径大200mm，所以不会损伤防腐层。
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200705/7257.htm
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