关键技术
（1）、地层勘探及地下管线探测
地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况，为选择钻进方法和配制钻液提供依据。其内容包括：
土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。可采用查资料、开挖和钻探方法获取。
地下管线探测主要了解有关地下已有管线和其它埋设物的位置，为设计钻进轨迹提供依据。一般采用物探法和现场勘察法等。
（2）、钻进轨迹的规划与设计
导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。钻孔轨迹的设计主要是根据:
工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位置、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等，给出较佳钻孔路线
造斜段：
①造斜段距离L：L＝[h×(2R1-h)]×0.5
式中：h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1500d
② 钻杆入射角a：a＝0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}
（3）、配制钻液
钻液在施工中起着非常重要的作用。钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土（或沙石）屑混合，悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体，而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。钻液具有冷却钻头（冷却和保护其内部传感器）、润滑钻具，重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
在不同的地质条件下，需要不同成份的钻液。钻液由水、膨润土和聚合物组成。施工中用水做钻液的主要成份，膨润土和聚合物用做钻液添加剂。钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。
本工程施工中施工人员配制适合地层性能的钻液，在类似工程中我们已能够熟练正确使用钻液。特别是当施工中遇到不同地层时，能及时调整钻液的性能以适应工程要求。
工程概况
本工程为中压燃气工程，φ219的钢管，直线距离84米，定向钻穿越拖拉管施工。
2、施工准备计划
2.1、临时设施、水源、动力准备
a．现场施工人员的办公、住宿房采用临时租用民房；
b．施工用电采用市电或部分地段采用自带发电机（50KW）；
c．施工用水就近取河水；
d．泥浆处置：水平定向钻进施工会产生大量的泥浆，泥浆处理租用灌车外运弃泥。
2.2、材料准备
本工程采用水平定向钻方式敷设管道，由于水平定向钻进为长距离穿越铺管，工程开工前，拖管设备、管材、各种焊材需提前进场。
2.3、设备准备
拟采用DH-450/900-L非开挖导向铺管钻机，本钻机为履带式全液压铺管钻机，具有机动性能好、质量可靠、结构紧凑、整体性强、扭矩大、、自动化程度高、操作简单可靠、装卸钻杆方便省力等特点。特别适合复杂地形，大口径、长距离管道穿越施工。性能参数见下表，以DH-450/900-L型为例。
动力头输出速度：0～100rpm
较大输去扭矩：21000N.m
较大推拉力：450/900KN
主机自重：20T 外形尺寸：7200*2400*2600mm
泥浆循环系统容量：5~10m3
3、水平定向钻施工工艺及方案
3.1、水平定向钻进铺管施工程序
设计水平定向钻孔轨迹→开挖拉管工作坑施工→配制钻液→钻进导孔→回拉扩孔→清孔→回拉铺管→清场。
拖管施工对场地的要求主要是在管道焊接时，需要有场地摆放管道，无障碍物，方能满足施工段的正常拖拉。
3.2、施工工艺
水平定向钻进铺管的施工顺序为：
地质勘探、规划和设计钻孔轨迹、配制钻液、钻导向孔、回拉扩孔、回拉铺管。
3.3、关键技术
（1）、地层勘探及地下管线探测
地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况，为选择钻进方法和配制钻液提供依据。其内容包括：
土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。可采用查资料、开挖和钻探方法获取。
地下管线探测主要了解有关地下已有管线和其它埋设物的位置，为设计钻进轨迹提供依据。一般采用物探法和现场勘察法等。
（2）、钻进轨迹的规划与设计
导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。钻孔轨迹的设计主要是根据:
工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位置、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等，给出较佳钻孔路线
造斜段：
①造斜段距离L：L＝[h×(2R1-h)]×0.5
式中：h—埋深，R1—造斜段曲率半径，取1500d
② 钻杆入射角a：a＝0.5tg-1{[h(2R1-h)]0.5/h}
（3）、配制钻液
钻液在施工中起着非常重要的作用。钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土（或沙石）屑混合，悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体，而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。钻液具有冷却钻头（冷却和保护其内部传感器）、润滑钻具，重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
在不同的地质条件下，需要不同成份的钻液。钻液由水、膨润土和聚合物组成。施工中用水做钻液的主要成份，膨润土和聚合物用做钻液添加剂。钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。
本工程施工中施工人员配制适合地层性能的钻液，在类似工程中我们已能够熟练正确使用钻液。特别是当施工中遇到不同地层时，能及时调整钻液的性能以适应工程要求。
（4）、钻导向孔
钻导向孔的关键技术是钻机、钻具的选择和钻进过程的监测和控制。可根据不同的地质条件以及工程的具体情况，选择合适的钻机、钻具和钻进方法来完成导向孔的钻进。
导向孔施工钻具具有钻孔、变向、通磁和输送钻液的功能。通过人机协调控制，严格按已设计的轨迹完成导向孔施工。钻孔施工是以高压钻液射流和钻头板切削共同完成的；钻头板以及安装板上的钻牙，在钻头旋转钻进时起辅助的切削作用，在钻杆推进时起变向作用；器容纳管（探棒室）用来放置器（探棒），在容纳管上开有通磁槽，并用非金属材料密封以防止高压钻液进入，器的电磁波经通磁槽向外。钻杆和钻头内部应提供足够大的通道以满足对钻液流量的需求。导向钻头的组成部分如下图所示。
将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。工程管管道主体一般为圆形，直径多为1.5～3m。长度2-4m。国内管道材料类型钢筋砼管：C50以上，应用较多，用于短距下水道中；钢管：列应用二位，用于自来水、煤气、气等长距离顶管；钢管、钢筋砼复合管：外钢内砼，用于长距顶进；钢管、塑料复合管：外钢内塑，用于强酸性液体及高纯水输送。排土设备人工出土——人工挖土时。
这种方法要求的覆土厚度较大(大于2倍的管外径)，但施工效率比普通手掘式顶管提高1倍以上。上世纪80年代以来发展为，顶管施工技术无论在理论上，还是在施工工艺方面，都有了长足的发展。1984年前后，我国的北京，上海，南京等地先后开始引进国外先进的机械式顶管设备。使我国的顶管技术上了一个新台阶。尤其是在上海市政公司引进了日本伊势机(ISEKI)公司的800mm直径的Telemale顶管掘进机之后，国外的顶管理论，施工技术和管理经验也进入我国，如土压平衡理论，泥水平顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当时。口径在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达120m，后在1988和1992年研制成功我国好的台多刀盘土压平衡掘进机(DN2720mm)和好的台加泥式土压平衡式掘进机(DN1440mm)。
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