什么是定向鉆施工
導(dǎo)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(shè)，由大型的定向鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)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(zhǎng)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(zhǎng)度77m。它具有先進(jìn)的導(dǎo)向系統(tǒng)，中靶準(zhǔn)確，機(jī)械回轉(zhuǎn)擴(kuò)孔速度快、噪音低、機(jī)械占有場(chǎng)地小等特點(diǎn)。
一、前期準(zhǔn)備
(一)牽引施工設(shè)備配備DITCHWITCH6060進(jìn)口鉆機(jī)1臺(tái)、潛水泵2臺(tái)、泥漿泵2臺(tái)、導(dǎo)向儀1臺(tái)、經(jīng)緯儀1臺(tái)及泥漿罐、焊接機(jī)等。
(二)對(duì)所鋪設(shè)管線位置地形進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)設(shè)計(jì)的鋪管深度初步確定施工段的傾斜段長(zhǎng)度、入射點(diǎn)位置、鋪管長(zhǎng)度、下管位置，復(fù)核甲方提供的各點(diǎn)標(biāo)高，為鉆機(jī)施工創(chuàng)造條件。導(dǎo)向孔軌跡線設(shè)計(jì)是在管線剖面圖基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出鉆孔的最佳曲線。鉆機(jī)按設(shè)計(jì)軌跡線校正、固定安放。
(三)基坑開(kāi)挖。開(kāi)挖中按設(shè)計(jì)要求對(duì)基坑進(jìn)行壓密注漿、坑內(nèi)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(shè)管線或穿越河流、道路、建筑等障礙物時(shí)，定向鉆進(jìn)施工優(yōu)勢(shì)十分明顯�？煽刂频你@進(jìn)系統(tǒng)有導(dǎo)向的作用，到達(dá)目的點(diǎn)的楔形鉆頭將被換成一個(gè)錐形擴(kuò)孔器，以便在回拉鉆桿時(shí)將鉆孔擴(kuò)大到所需直徑，同時(shí)將需要埋設(shè)的管道牽引入已鉆成并擴(kuò)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(dǎo)向鉆進(jìn)過(guò)程是受三維控制的.，通過(guò)鉆桿的旋轉(zhuǎn)和一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的楔形鉆頭來(lái)完成線性前進(jìn);如果想改變方向，可以暫停鉆桿的旋轉(zhuǎn)力，并將楔形鉆頭的楔面固定到相應(yīng)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(shù)據(jù)均會(huì)通過(guò)一個(gè)電磁探測(cè)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(tǒng)———定向鉆機(jī)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(tǒng)和膨潤(rùn)土(為使已地下成型孔洞在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定而采用泥漿護(hù)壁)混合器通過(guò)一個(gè)液壓站驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。
通過(guò)旋轉(zhuǎn)使楔形鉆頭的作用點(diǎn)保持在中心，楔面的轉(zhuǎn)向過(guò)程是在旋轉(zhuǎn)停止時(shí)進(jìn)行的，類似時(shí)鐘的道理。成孔后，擴(kuò)孔器后面帶著要鋪設(shè)的管線沿鉆機(jī)方向徐徐拖拉而完成管線的鋪設(shè)。
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(shè)計(jì)曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個(gè)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(HDPE管道)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。具體施工順序?yàn)椋含F(xiàn)場(chǎng)勘查、開(kāi)挖工法井、設(shè)計(jì)軌跡線、導(dǎo)向孔施工、各級(jí)預(yù)擴(kuò)孔、清孔、回拖管材。在牽引管施工完畢后，砌筑檢查井。
(一)導(dǎo)向孔施工。導(dǎo)向孔施工是成孔的關(guān)鍵，根據(jù)已設(shè)計(jì)軌跡線確定導(dǎo)向孔的入土點(diǎn)和入射點(diǎn)角度。認(rèn)真測(cè)量和科學(xué)選取穿越軸線的方位角，使鉆孔接近設(shè)計(jì)軌跡線。導(dǎo)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(zhǔn)確判斷鉆進(jìn)過(guò)程中的地質(zhì)情況，為預(yù)擴(kuò)孔提供可靠數(shù)據(jù)，導(dǎo)向孔的施工是否符合設(shè)計(jì)要求，直接影響工程質(zhì)量。根據(jù)鉆進(jìn)過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)仔細(xì)分析所鉆進(jìn)的線路中是否存在回填土，以便及時(shí)調(diào)整施工工藝及應(yīng)對(duì)措施。另外，在導(dǎo)向孔施工過(guò)程中，導(dǎo)向技術(shù)人員確保曲線偏移不能超越規(guī)定設(shè)計(jì)范圍，每根鉆桿間的角度變化也要得到嚴(yán)格控制，確保導(dǎo)向孔高質(zhì)量完成。
(二)各級(jí)預(yù)擴(kuò)孔。導(dǎo)向孔完成后，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)操作人員的原始記錄并與原設(shè)計(jì)軌跡線相核對(duì)，再次復(fù)核導(dǎo)向孔的質(zhì)量。在導(dǎo)向孔符合質(zhì)量要求的情況下，取下導(dǎo)向鉆頭，接上反擴(kuò)鉆頭，接上分動(dòng)器，即可進(jìn)行回拉擴(kuò)孔。設(shè)計(jì)回拉擴(kuò)孔一共需進(jìn)行4次。分別為φ160mm、φ350mm、φ450mm、φ600mm。增加擴(kuò)孔級(jí)數(shù)，更能保證成孔的質(zhì)量，擴(kuò)孔時(shí)應(yīng)視地層的不同選擇不同類型的反擴(kuò)鉆頭。同時(shí)根據(jù)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(kuò)孔，自然造漿，保持孔壁穩(wěn)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(rùn)土進(jìn)行泥漿護(hù)壁處理。使泥漿達(dá)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(wěn)定。擴(kuò)孔直徑符合鋪管要求時(shí)，擴(kuò)孔即告結(jié)束。
(三)清孔。擴(kuò)孔結(jié)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(jī)械操作人員應(yīng)注意儀表的變化，以此判斷孔內(nèi)情況。并作好記錄，技術(shù)人員根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，分析清孔的效果如何，決定能否鋪設(shè)管材。
(四)回拖管材。當(dāng)鉆孔清孔達(dá)到鋪管要求后，需進(jìn)行回拖前準(zhǔn)備，復(fù)查管材質(zhì)量以及搬運(yùn)過(guò)程中有無(wú)損傷，管材焊(連)接是否符合規(guī)定要求，檢驗(yàn)完畢后，方能鋪設(shè)，操作人員控制鉆機(jī)的拉力和速度，確保所鋪設(shè)管材不受損害�；赝袭a(chǎn)品管材時(shí)，先將擴(kuò)孔工具和管線連接好，然后，開(kāi)始回拖作業(yè)，并由鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)后退，進(jìn)行擴(kuò)孔回拖，產(chǎn)品管線在回拖過(guò)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(rùn)滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護(hù)了管線防腐層，經(jīng)過(guò)鉆機(jī)多次預(yù)擴(kuò)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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