柳州瑞通非开挖关于水平定向钻导向技术的研究
柳州瑞通非开挖关于水平定向钻导向技术的研究
柳州瑞通非开挖技术有限公司关于非开挖水平定向钻导向技术研究导向孔工作方式及导向仪工作原理与技术:导向孔:导向孔就是用水平定向钻机从起始位置沿预先决定的路径向目标位置钻进的过程进行施工而形成的孔称为导向孔,是水平定向钻进第一道工序。
为了准确达到预定目标,需要用导向仪指引钻机钻头始终按预定的施工轨迹前进。
控向人员的作用之一就是操作导向仪,根据导向仪传回的各种信息,发出调整钻进方向的指令,并与司钻工配合,始终保持钻头在预定的轨迹上,并记录导向数据,司钻手根据控向人员的指令,操高控钻机使钻头体沿指定的路径钻进。
变向的简单原理是:当钻头体边旋转边推进时,钻头体直线行进;当钻头体只推进不旋转时钻头体沿弧线行进。
实质上,一个完整的导向钻孔是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。
(见图一)。
图一导向孔导向仪:分无线系统、有线系统和地磁系统,三种类型,多个品牌。
无线导向系统由探测棒、接收仪、远程显示器组成,它具有操作简单、导向速度快、价格低的优点,但有容易受干扰、受电池电量的限制、不易长距离长时间工作的缺点。
无线导向系统由导向人员手持接收仪,沿钻进路线寻找接收从地下钻头内信号棒发出的信号。
一般应用于短程和中等深度导向孔钻进。
有线导向系统由有线探测棒、远程显示器、接收仪组成,它具有较好的抗干扰性,可以不受电池电量的限制、深度可达15 米以上,可以在人员无法达到的地方工作;但也受深度限制,不能控制左右方向以及工作时钻杆之间接线比较麻烦的缺点。
有线导向系统是利用电缆线进行信号传输,由远程显示器来显示信号棒在地下的工作状态,并完成导向孔施工。
有线导向系统应用在长距离,大口径管道铺设中。
地磁导向系统由地磁探测棒、远程显示器、接收仪及专用电脑组成,它利用地球磁场作为基准参照物原理进行工作的,利用地球磁场的磁力线来进行导向施工。
具有良好的抗干扰能力,不受外部环境影响,可以控制方向和工作距离长及深度深的特点,电脑能随时显示、计算钻头在地下的位置、方向和深度、精确导向。
水平定向钻进铺管施工技术的研究和应用
水平定向钻进铺管施工技术的研究和应用1前言水平定向钻进铺管技术是将石油工业的定向钻进技术与当代先进控制技术相结合的一种现代非开挖施工新技术,主要用于穿越河流、公路、铁路、建筑物等障碍物铺设各种管线(包括电力电缆、电讯电缆、热力管道、燃气管道、给排水管道等)。
水平定向钻进铺管施工技术是一项由多学科、多技术、不同设备集成运用于一体的系统工程,在施工过程中任何一个环节出问题,都可能导致整个工程的失败,造成巨大的损失。
工程概况本工程为上海宝钢不锈钢分公司热电联产项目建筑工程外部电缆沟部分。
其中有两处分别要穿越铁路,因生产需要该铁路运输线不能中断,即不能进行大开挖施工。
所以设计采取了牵引管的施工方案。
据设计要求,拟在7#~8#井、3#~4#井间各穿越一条电力管,具体情况如下:3#~4#井,穿越铁路非开挖铺设φ630聚乙烯管护套管一根,再在其中穿越5孔-φ150+4孔-φ100PE管,铺管长度为25米;7#~8#井,穿越铁路非开挖铺设φ630聚乙烯管护套管二根,再在其中穿越5孔-φ150+4孔-φ100PE管,铺管长度为42米。
该施工场地位于上海钢铁一厂内,地下管线较为简单,在施工前应进行地下管线的确认工作,并请甲方交清各种管线的走向与埋深。
经初步调查及收集资料,该工程施工地段地质条件较为简单,表层为回填土,下面依次为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土,穿越工作主要在粉质粘土和淤泥质粉质粘土中进行。
工艺原理水平定向钻进铺管的基本原理:按预先设定的地下铺管轨迹钻一个小口径先导孔,随后在先导孔出口端的钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔,当扩孔至尺寸要求后,在扩孔器的后端连接旋转接头、拉管头和管线,回拉铺设地下管线。
施工准备根据工程要求,水平导向钻进施工人员在项目技术工程师带领下,对现场进行实地勘察。
施工期间,在钻机就位及工作坑位置采用护栏围护,及时外运泥浆和开挖之土堆,保护绿化及道路整洁。
工艺流程和施工要点工艺流程如下:施工现场准备测量放线定位工作坑开挖、钻机就位泥浆配制导向孔钻进管道安装组焊分级反扩成孔主护套管回拖其它套管回拖5.1现场施工准备和测量放线定位根据工程设计要求,水平导向钻进施工人员在项目技术工程师带领下,对现场进行实地勘察,确定地上和地下是否有阻碍物或对施工钻进的不利因素,同时按照设计图纸要求进行测量放线定位。
水平定向钻施工技术的应用探讨
水平定向钻施工技术的应用探讨到目前为止,水平定向施工是世界各国通用的一种利用定向钻机以及控向仪器来进行具体操作的技术【2】。
在我国非开挖技术领域中,凭借着其高精度的定位,高效益的施工周期,对复杂条件下施工的高适应性以及对周边环境、道路交通影响较小成为了国内非开挖铺设地下管线最受欢迎的施工方法从而得到广泛应用。
现今国内管道建设多采用传统管道施工技术开挖铺管,施工现场作业面积大,且因为长期建设给周边居民及道路交通带来很大的不便【3】。
因此,从事热力管道的施工企业若采用水平定向钻施工技术对现场进行施工,将会为企业创造更大效益。
下面对于水平定向钻施工技术在热力管道基础建设方面的应用进行探讨【4】。
1.水平定向钻的起源早在20世纪70年代,作为工业大头的美国就对水平定向钻施工技术高度重视,且在80年代后期迅速发展成为管道非开挖铺设施工中的领头军。
其快速发展的原因有以下几点:①对于工程项目本身的施工工期和成本的影响;②对于21世纪环境保护成为我们义不容辞的责任及义务。
传统的管道铺设多采用开挖管线施工,途径地下河及路面交通,不仅容易造成交通堵塞,城市绿化更是多半被毁。
新时代的人们环保意识及法律观念越来越强,倘若施工过程对环境造成一定程度的破坏将避免不了被投诉的可能性,而如果采用水平定向钻施工这一极其合理相当高效的施工方法将会避免给企业带来不必要的损失。
如今国内外新兴的管道建设施工项目中,具有导向精准,效率颇高等诸多优势的水平定向钻施工技术已在其相关领域处于领先地位。
2. 水平定向钻施工工艺2.1 施工场地选择、布管2.2 施工前检验施工前检验是至关重要的,包括腐蚀试验,焊接检验,清管,试压和必要的其他措施,按照有关建设可以是标准和法规等具体实施要求的详细施工可以保证管道的安全运行。
2.3 导向孔钻进具体过程可用如下流程图表示:2.4 扩孔扩孔使土壤和泥土混合均匀,以形成一个合适的空间,减少阻力同时促进管道拉回,必须基于该地质剖面、横直径、回拖阻力和其它因素合理确定扩孔孔径和次数。
非开挖水平定向钻进的施工技术及应用实例
非开挖水平定向钻进的施工技术及应用实例摘要:本文对非开挖水平定向钻进技术的特点和施工工艺进行了介绍,并进一步结合新会南车给水工程等成功实例对相关的技术要点进行了分析,为非开挖水平定向钻进技术在供水工程中的推广应用提供参考。
关键词:供水管道水平定向钻进非开挖0.前言对于城镇供水管道的施工,普遍地使用明挖法施工,但当在横穿道路时常常容易造成交通堵塞,车流量大的主干道更是不可行,而经过绿地和园林时也会造成毁坏,甚至因为建筑物存在,不允许开挖,进而会影响整个项目的施工进度。
正是在这种背景下,孕育和产生了地下管线建设的技术革命——非开挖技术。
非开挖技术是指在无需开挖地表路面的情况下铺设各种地下公用设施(管道和电缆)的一种技术和方法,常使用水平定向钻进施工和顶管施工。
它与传统的“开槽埋管法”相比具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。
1.前期调查在项目具体施工前,需要进行细致全面的调查,施工地区的水文、地质勘查,以及对施工风险的评估,掌握施工涉及区域地表和地下的地质情况,分析非开挖定向水平钻进施工的可行性,并合理设计管线走向和进出洞口位置。
2.水平钻进施工技术要点2.1导向孔轨迹的设计导向孔是扩孔拉管的母线,也是最终形成的管线孔。
与其它管线不同,重力管对于深度、坡度允许误差均有较严格的要求,施工难度大。
因此,对于施工项目的情况,管线设计要考虑满足施工的基本条件,以确保管线钻进时有可行的入土角度。
工作井位置一般按100—200m的间距设置,当管线较深时,为保证入土角度,入土工作坑设计。
2.2回拉力的计算及定向钻机的选择定向钻根据穿越长度实际需要的回拉力进行选型,回拉力的计算参考《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》。
具体公式如下:f拉=πlf [d2γ泥/4 - dδ1 (d -δ1)]+k粘πdl式中:f拉——计算的拉力,kn;l ——穿越长度,m;f——摩擦系数,f=0.1~0.3; d——生产管直径,m;γ泥——泥浆密度,kg/m3;δ1——生产管壁厚,m;k粘——粘滞系数,k粘= 0.01~0.03。
水平定向钻非开挖施工的运用实例
水平定向钻非开挖施工的运用实例非开挖施工方案即水平钻机钻孔牵引管道的施工方法。
水平导向钻进法,它的主要特点是,可根据预先设计好的铺管线路驱动装有契形钻头的钻杆从地面钻入,地面仪器接收由地下钻头内传送器发出的信息,控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达目的地,然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器,使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径,并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。
在整个工作中,特别的混合机组提供的钻孔混合液不断地从钻头的钻口嘴喷出,用以润滑钻头,钻杆和加固钴道,以提高整个工程的工作效率。
标签:水平定向钻;非开挖施工;实例一、工程概况蚌埠市高新区污水拉管工程是蚌埠市高新区内的污水截流工程,对于企业污水排放、环保生产具有重要意义。
本次施工共涉及九家企业,均是从厂区截流污水穿过已建成的水泥混凝土路面至污水干管。
管道采用F型钢筋混凝土D400管,全长356米,最长拉管距离72米,最短拉管距离28米。
二、施工准备1.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。
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。
根据现场实际情况解决施工用电、用水。
以钻机路线的入土点和出土点各挖一个工作井和接收井,便于钻机入土开钻,并且作为泥浆的排放和收集点,若泥浆过多采用泥浆车外运。
2.技术准备(1)组织工程施工技术人员参与设计单位、建设单位的施工图会审和企业内施工技术交底,了解施工特点和技术要求,熟悉施工操作规程和各项技术数据。
(2)根据敷设管道的管径尺寸,计算出管道孔的扩孔次数和每次回扩所使用的回扩器的规格。
(3)根据钻机操纵手册和导向仪的控制、精度要求,制定出详细的技术交底。
并向施工作业人员进行交底。
(4)与钻机操作手共同制定出管道中线和高程的控制数据和纠偏措施。
略论水平定向钻施工技术
略论水平定向钻施工技术提要:非开挖施工铺管技术是指利用岩土导向、定向钻进等手段,在地表不挖槽的情况下,铺设、更换或修复各种地下管线的施工新技术。
该技术社会经济效益显著,尤其可在一些无法实施开挖作业的地区铺设管线,如穿越公路、铁路、建筑物、河流、古迹保护区、闹市区、农作物及植被保护区等。
该技术现已广泛用于燃气、电信和电力等工程部门。
本文着重介绍水平定向钻技术,供参考。
关键词:现代非开挖工程;水平定向钻技术;施工工艺1.发展与使用水平定向钻技术最早出现在70年代,是传统的公路打孔和油田定向钻井技术的结合,这已成为目前广受欢迎的施工方法,可用于输送石油、天然气、石化产品、水、污水等物质和电力、光缆各类管道的施工。
不仅应用于河流和水道的穿越,同时还广泛应用于高速公路、铁路、机场、海岸、岛屿以及密布建筑物、管道密集区等。
2.水平定向钻技术优势、特点与限制2.1水平定向钻技术优势。
水平定向钻穿越是对环境影响最小的施工方法。
这项技术同时还可以为管道提供最的保护层,并相应减少了维护费用,同时不会影响河流运输并缩短施工期,证明是目前效率最高,成本最低的穿越施工方法。
2.2水平定向钻施工的特点:2.2.1定向钻穿越施工具有不会阻碍交通,不会破坏绿地,植被,不会影响商店,医院,学校和居民的正常生活和工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通,环境,周边建筑物基础的破坏和不良影响。
2.2.2现代化的穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向和埋深,管线弧形敷设距离长,完全可以满足设计要求埋深,并且可以使管线绕过地下的障碍物。
2.2.3城市管网埋深一般达到三米以下,穿越河流时,一般埋深在河床下9—18米,所以采用水平定向钻机穿越,对周围环境没有影响,不破坏地貌和环境,适应环保的各项要求。
2.2.4采用水平定向钻机穿越施工时,没有水上、水下作业,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨一、水平定向钻施工技术与原理水平定向钻是一种新型的管线敷设技术,它采用旋转钻杆把管道钻入到地下,由于水平定向钻采用钻头进行直接推进的方式,不需要开挖地面,因此它的施工效率相比于传统的开挖敷设要快得多。
水平定向钻的施工原理主要是通过旋转钻头将地下的土层打开,使其自然排除,钻头不断向前推进,同时将管道直接推入其中。
水平定向钻的施工过程可以通过操纵钢绳来控制,通过调整钢绳的张力和角度来确定方向和深度,从而保证施工的准确性和稳定性。
2.施工现场小。
由于水平定向钻在施工过程中不需要开挖地面,因此施工现场的占地少,对周围环境的影响小,同时在施工过程中也能够保持原有道路和建筑的完整。
3.安全性高。
水平定向钻不需要开挖地面,可以大幅度减少风险,同时操作也相对简单,使得施工的安全性得到了大幅度的提高。
4.施工精度高。
水平定向钻施工过程中使用精密的钢绳调节器,使得管道敷设的深度和位置能够得到精确控制,从而保证了施工的准确性。
市政管网工程在施工中通常需要解决管线敷设深度较大或跨越障碍物的问题,而水平定向钻正是能够很好地解决这一问题的施工技术。
在市政管网工程中,水平定向钻主要应用于以下几个方面:1.穿越深层地下。
在市政管道敷设中,有一些管道需要沿着市中心的主干道敷设,而这些道路下方多为地下铁路、地下商场、电缆隧道等设施,开挖会导致地铁运营受到影响,影响城市交通运输。
如果采用传统的开挖敷设方案,不仅会对交通方式造成影响,还会对沿线建筑物造成一定的损害。
而水平定向钻技术的采用可以避开地下障碍物的干扰,快速地穿越繁忙的城市中心区。
2.穿越环境敏感区域。
在市政工程建设中,一些区域由于环境敏感度高,需要保护其原有生态环境,如景观区、生态保护区、自然保护区、森林公园等,在此类区域的管道敷设中,需要考虑对环境的影响,不允许使用传统的开挖敷设方式,水平定向钻技术适用性较高。
3. 施工范围狭小区域。
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨随着城市的不断发展和人口的增长,市政管网的建设变得越来越重要。
市政管网工程中,水平定向钻施工技术的应用越来越广泛,其具有灵活性好、施工效率高等优点,因此受到了众多市政工程项目的青睐。
水平定向钻施工技术是利用钻井设备在地下水平方向钻掘管道或电缆隧道的一种施工工艺。
该技术主要用于在城市中较为繁忙的区域,如公路、铁路、河流、管道等地下工程施工中,可以通过无需开挖地面的方式,很好地避免了地面的封锁和交通拥堵,减少工程对周围环境和居民的干扰。
水平定向钻施工技术有以下几种特点:1. 灵活性好。
它可以在多种地形和环境中应用,不论是在城市中还是在山区、沿海等地区,都可以灵活施工,有效避免了地质条件、地形形状等因素对施工的影响。
2. 施工效率高。
相比传统的开挖工程,水平定向钻施工可以大大缩短工期,减少人力资源和材料资源的浪费。
同时,其还可以降低施工风险,提高工程的成功率。
3. 施工质量高。
依靠网络控制系统和电脑计算,水平定向钻施工可以精确控制施工的深度和位置,保证了水平钻孔的精度和质量。
1.节省土地资源:水平定向钻施工技术可以实现无需开挖,仅需经过地下挖掘的施工方式,可以大大减少土地开发和占用,进一步提高资源利用率。
2.安全高效:水平定向钻施工技术在市政工程中的应用可以最大程度地保护现有地下管线和其他基础设施的完整性,降低了可能发生的安全事故风险。
同时,由于水平定向钻施工技术施工过程简单、快速,可以大大缩短工期,降低施工成本。
3.环境友好:与传统的开挖方式相比,水平定向钻施工技术的施工过程中不需要大量的施工机械和人力,减少了对环境的破坏和污染。
同时,水平定向钻孔是一种无害化、无排放的施工方式,对周围环境和居民的影响极小。
总之,水平定向钻施工技术在市政管网工程中的应用有助于提高工程建设的质量和效率,同时也带给了城市很多便利。
但是,水平定向钻施工技术需要专门的设备和操作技术支持,需要从施工规范、技术标准、安全保障等多个方面进行严格管理,加强施工质量安全管理,为城市的可持续发展提供坚实的保障。
浅析非开挖水平定向钻技术在天然气管道穿越施工中的应用
浅析非开挖水平定向钻技术在天然气管道穿越施工中的应用非开挖水平定向钻技术是一种先进的施工技术,它在天然气管道穿越施工中发挥着重要的作用。
本文将就非开挖水平定向钻技术在天然气管道穿越施工中的应用进行浅析,以期能更好地了解这一技术的优势和作用。
一、非开挖水平定向钻技术的特点非开挖水平定向钻技术是一种无需开挖地面的施工技术,它采用钻机在地下进行作业,通过控制方向和倾斜角度来实现地下管道的穿越。
这一技术不需要大规模开挖地面,能够减少对周边环境的影响,降低施工难度和成本,提高工程效率。
非开挖水平定向钻技术还可以在不同地质条件下施工,适用范围广泛。
二、非开挖水平定向钻技术在天然气管道穿越施工中的应用1. 降低环境影响相比传统的开挖施工方式,非开挖水平定向钻技术能够避免大规模地面开挖,减少对周边环境的破坏。
在天然气管道穿越施工中,尤其是在城市地区或者环境敏感区域,这一优势尤为明显。
通过采用非开挖水平定向钻技术,可以降低施工对周边环境的影响,保护自然资源和生态环境。
2. 提高施工效率非开挖水平定向钻技术能够适用于不同地质条件下的施工,包括沙土、砾石、碎石等不同类型的地层。
在天然气管道穿越施工中,常常会遇到地质条件复杂的情况,传统的开挖施工方式面临很大的困难。
而非开挖水平定向钻技术能够灵活应对不同地质条件,提高了施工的灵活性和效率。
3. 降低施工成本相比传统的开挖施工方式,非开挖水平定向钻技术减少了对机械设备和人力资源的需求,降低了施工成本。
在天然气管道穿越施工中,这一优势能够有效降低项目的总投资,提高经济效益。
4. 提高施工安全性非开挖水平定向钻技术避免了大规模地面开挖所带来的安全隐患,降低了施工中的安全风险。
在天然气管道穿越施工中,安全是最重要的考量,非开挖水平定向钻技术的应用能够有效提高施工的安全性。
三、案例分析以某地天然气管道穿越施工为例,采用了非开挖水平定向钻技术进行施工。
由于地势复杂,沿途有多条交通干道和水域,传统的开挖施工方式难以满足工程需求。
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨随着城市规模的不断扩大,城市市政管道的建设变得越来越重要。
市政管道工程是指在城市规划中负责供水、排水、通讯、电力等方面的建设。
其中水平定向钻施工技术是市政管道工程中的一个重要组成部分。
本文就水平定向钻施工技术的应用进行探讨。
一、水平定向钻施工技术的基本原理“水平定向钻”又称“横向定向钻”,是利用水平方向地质勘探分析的数据确认钻孔方向展开整个钻进作业的方法。
这种钻孔方法是以钻柱为主要体,通过操纵施工机具瞄准井底定向仪来确定钻孔的方向,从而使钻孔沿水平方向进行。
水平定向钻采用的钻头是圆锥形或者钝头的传动装置。
此外,在水平定向钻的过程中,还需要使用钻进液体来冷却钻头,减少钻头磨损。
1.同时挖掘多条管道。
水平定向钻使用的设备可以同时挖掘多条管道,相比传统工程的挖掘效率要大大提高。
2.对地下管线的破坏小。
水平定向钻可以在不破坏地面的情况下完成地下管线的施工。
这样可以减少对环境的影响,还可以减少对地下管线造成的损毁。
3.路面维护成本少。
因为水平定向钻是在地下施工,所以可以避免对路面的挖掘,从而减少路面维护成本。
4.灵活性好。
与传统施工方式相比,水平定向钻可以在有限的空间内完成跨越障碍物(例如市政道路、桥梁、水路)的管线施工,因此其使用范围更加广泛。
1.市政管网建设水平定向钻是市政管网建设必不可少的技术之一,它可以用于燃气管道、电缆、给水管道、排水管道等市政管道的施工。
通过水平定向钻施工,可以采用地下无开挖的方式,从而减少路面的挖掘以及对周边环境的影响。
2.燃气管道施工燃气管道施工过程中通常需要跨越道路、河流、隧道等障碍物,不适合使用传统施工技术。
而水平定向钻则可以轻松跨越这些障碍物,并且在施工过程中不破坏地下管线和周边环境。
3.电缆铺设电缆铺设是水平定向钻的另一个优秀应用领域,它可以在路面上无需进行挖掘作业,保护路面的完整性,并节约施工时间和费用。
因此,水平定向钻已经逐渐成为电缆施工领域的重要技术。
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨水平定向钻施工技术是一种通过钻孔在地下进行水平传输的工程技术。
在市政管网工程中,水平定向钻施工技术的应用可以带来许多优点和便利。
本文将探讨水平定向钻施工技术在市政管网工程中的应用。
水平定向钻施工技术可以避免地下管线的破坏。
传统的管线铺设方式通常需要开挖地面,这会导致地下管线受到破坏。
而水平定向钻施工技术可以在地下进行钻孔作业,避免了地面开挖,从而保护了地下管线的完整性,减少了工程中的破坏性。
水平定向钻施工技术可以实现管线的穿越障碍物。
在市区的市政管网工程中,常常需要将管线穿越各种障碍物,例如河道、建筑物等。
传统的方法往往需要进行大量的拆迁和地面开挖工作。
而水平定向钻施工技术可以通过钻孔的方式将管线穿越障碍物,无需对障碍物进行拆迁和地面开挖,从而降低了工程成本,缩短了工期。
水平定向钻施工技术可以减少对市容的影响。
在市区进行管线铺设工作往往需要大面积的地面开挖,破坏了市容的整体形象。
而水平定向钻施工技术可以在地下进行施工,不会对市容造成显著的影响。
这对于维护市区的整体形象和提升市民的居住环境具有重要意义。
水平定向钻施工技术具有较高的精确度。
在管线铺设过程中,水平定向钻可以进行精确的控制,保证管线的准确铺设和连接,避免施工误差。
这对于保证管网工程的质量和使用寿命具有重要的作用。
水平定向钻施工技术在市政管网工程中的应用具有许多优点和便利。
它能够避免破坏地下管线、穿越障碍物、减少对市容的影响,具有较高的精确度,并且适用范围广泛。
水平定向钻施工技术在市政管网工程中应得到广泛的推广和应用。
水平定向钻地磁导向系统施工技术研究
水平定向钻地磁导向系统施工技术研究摘要:导向系统的应用已经被广泛认为是地下管道建设中的一个关键部分。
它可以帮助我们更准确地确保后期的管线安装顺利完成。
然而,由于传统的导向系统通常需要人为操作,容易导致测试数据的偏移和测试精度的降低。
因此,我们提出了一种新的导向系统,它可以帮助我们更准确地确保测试数据的准确性,从而提高测试的效率和精度。
这项技术利用了地表磁场信号来进行实时定向,它的使用范围很广,几乎没有任何外界影响,并且能够提供极其准确的定向结果。
关键词:地磁导向定向钻施工技术1前言近年来,水平定向钻施工技术已成为管道非开挖施工领域的主流,并且受到了广泛的应用,尤其是在给水、排水、通信、电力、燃气等行业,它的发展速度更加迅猛。
此外,水平定向钻施工技术在矿山等勘探及开采中同样得到普遍应用。
当使用水平定向钻来完成远程作业,并且遇到地质条件的改善,通常会发现实际作业的轨迹会比预想的更为不准确。
为了避免出现这种情况,我们必须经过反复的调整,以确保作业的准确性。
否则,由于偏差过大,我们将不得不进行修正,从而使得整个作业过程受到拖累。
采用先进的技术来确保水平定向钻的准确性和精确性,以及及时准确地调整钻头的位置,将成为这一领域的核心。
传统的导向定位方法依赖于钻杆的姿态,其累计误差较大,从而导致轨迹出现较大偏差。
为了解决这一问题,行走跟踪式无线导向系统和栅格线框控向系统已经被广泛应用,但由于施工场地需要平整,且存在较多的障碍物,使得它们的适用范围受到了一定的限制,而且,它们的探测深度也相对较浅,因此,为了提高导向定位的准确性,需要更加先进的技术手段,以及更加精确的操作流程,以满足施工需求。
由于操作复杂,定位效率极低,而且这些技术被国外垄断,使得其使用成本极高,售后服务也极其糟糕。
为解决水平定向钻施工过程中的定位困难,我们提出了一种新的、基于地面磁信号的实时导航定位系统。
与传统的水平定向钻相比,这种新的系统无须在水平钻的运动路径上检查和扫描,并且对施工现场的条件更加宽松,更少受到外界磁场的干扰,因此它的定位精确性更好,操作更加容易,而且能够更好的满足各种应用的需求。
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨
市政管网工程中水平定向钻施工技术的应用探讨一、水平定向钻施工技术的概述水平定向钻施工技术是一种通过在地下进行非开挖施工的方法,将管道沿着设计要求的方向穿越地下障碍物,如道路、建筑物等,从而实现管线敷设的目的。
水平定向钻施工技术具有施工速度快、造成地面破坏小、节约成本等优点,因此在市政管网工程中得到了广泛的应用。
给水管网工程是指城市供水系统中的管道网络,包括自来水管道、消防水管道等。
传统的给水管网施工方法是采用开挖的方式进行,这种方式造成了地面的破坏,对城市交通和环境造成了影响。
而水平定向钻施工技术的应用可以有效地解决这一问题。
水平定向钻施工技术可以在不破坏地面的情况下将给水管道穿越各种地下障碍物,保持地面的完整性。
这为城市的交通和环境带来了很大的便利,也减少了施工带来的不便和损失。
水平定向钻施工技术可以在较短的时间内完成管道的敷设,提高了施工效率,降低了给水管网工程的建设成本。
水平定向钻施工技术在通讯管网工程中可以实现管道的快速敷设,减少了地面的破坏,提高了施工的效率。
由于通讯管网对地下障碍的要求较高,水平定向钻施工技术的应用使得管道的线路规划更加精确和可靠,提高了通讯系统的稳定性和安全性。
随着城市建设的不断发展和市政管网工程的不断完善,水平定向钻施工技术的应用将会得到进一步的推广和应用。
未来的发展趋势主要表现在以下几个方面:1. 技术改进:随着施工技术的不断改进和成熟,水平定向钻施工技术将会越来越完善,包括设备性能的提升、施工流程的优化等。
2. 应用领域扩大:随着市政管网工程的不断完善和需求的提高,水平定向钻施工技术将会在更广泛的领域得到应用,包括城市地下综合管廊、城际地铁等。
3. 环保节能:水平定向钻施工技术具有节能减排的优势,可以降低施工对环境的影响,符合现代城市建设的环保理念。
探讨非开挖水平定向钻进铺管施工技术
探讨非开挖水平定向钻进铺管施工技术摘要:本文结合高沙港片区截污工程的实践,详细介绍了非开挖定向钻进铺管技术的设计、钻进工艺、铺管施工及施工质量控制的一些要点,其经验可供城市扩建中推广应用。
关键词:管线工程;非开挖;水平定向钻;牵引;管道施工0 前言近年来随着城市经济的飞速发展,城市规模的不断扩大,同时由于地下管线越来越多、城市的交通日益繁忙,对城市市政配套管道设施建设中技术性、环保性、经济性的要求越来越高。
非开挖铺设管道技术以其不需开挖路面,交通不断行,对周围环境影响能减少到最小,管道埋深的范围较大等独特优点,将会在繁华的大都市城市建设中越来越广泛的应用。
1、工程概况高沙港片区截污工程是江门市2010年政府督办的城建重点项目,项目投资2023万元,主要将高沙港片区的污水截流输送至文昌沙污水处理厂。
该项目分为三个标段施工:第一标段管网工程,第二标段高大江冲泵井及方渠工程,第三标段为排污口一提升泵站。
管网工程:牵引管段DN630mmPE实壁管1950m,钢板柱施工DN500mmHDPE增强中空壁缠绕管132m,重力流开挖段DN600-800mm增强中空壁缠绕管607m。
现结合本工程实践对水平定向钻牵引管道施工技术主要控制要点做如下讨论。
非开挖水平定向钻牵引管道施工的主要工艺流程是:施工准备→导向孔施工→反拉扩孔、成孔→牵引管道→砌检查井→验收→清场。
2、施工准备阶段的控制2.1确定设计轨迹与选择合理穿越地质地层水平定向钻可承担各种不同材质管线的穿越任务,钻机性能的发挥依赖于适宜的地质条件和合理的轨迹设计。
如果地质条件理想,穿越曲线位于黏土、亚黏土、或淤泥等造浆能力好的地层, 施工时可以适当加长曲线长度,且拖拉力不会增加很多,可加快工程进度;如果穿越曲线所在的地层不理想时(例如流沙、钙质层、砾石层),则会降低穿越成功的可能性,甚至导致钻孔无法完成。
所以事先充分了解施工地段的地质条件是穿越成功的重要前提。
非开挖水平定向穿越设计施工技术
成功关键点
非开挖钻机设备性能一定要好 泥浆处理得当(润滑、护壁、携岩) 导向精度控制到位
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非开挖 Trenchless Technology ————水平定向钻进穿越施工 Crossing Construction Of Horizontal Directional Drilling
2.2.3预扩孔
成功关键点
非开挖钻机设备性能一定要好 泥浆处理得当(润滑、护壁、携岩) 扩孔器类型以及扩孔级数选择恰当
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非开挖 Trenchless Technology ————水平定向钻进穿越施工 Crossing Construction Of Horizontal Directional Drilling
广泛推广、领域拓展
经济规模
2018年总体约1000亿美元。其中美国达300亿美元、欧 盟约450亿美元、世界其他地区约250亿美元
2018年总体达600亿人民币
贵州省 萌芽、起步
备注
项目少、规模小,2018年约 5000万人民币
数据摘自中国非开 挖技术信息网以及 其他非开挖技术文
献资料
技术发展情况
小口径硬岩顶管技术、裂管替换修复技术、紧贴合缠 绕技术、原位缠绕技术、常温固化CIPP技术、紫外光 CIPP技术以及多技术综合应用在现场已经取得成功
水平定向钻进穿越施工动画演示
请单击播放视频
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非开挖 Trenchless Technology
主 要 内 容 ————水平定向钻进穿越施工 Crossing Construction Of Horizontal Directional Drilling
非开挖水平定向钻的实际应用的探讨
非开挖水平定向钻的实际应用的探讨摘要:城市供水管网施工中,水平定向钻技术在近年来得到广泛的应用。
在很多地段由于场地条件的限制,无法采用开挖埋管,而采用非开挖水平定向钻技术,不需要开挖管沟,就能穿越构筑物和公路、铁路、河道等,不仅缩短工期而且还可能节省投资,但是如何防止地面沉降、防止影响周边环境建筑物等是该项技术运用中要做好的关键,本文对此谈一些应用体会。
关键词:城市供水管网;水平定向钻;地质条件;地面沉降引言随着我国城镇化建设步伐的加快,市政配套管线设施穿越已建成市政道路施工现象越来越多。
水平定向穿越技术是一种比较成熟的管线施工技术,对环境的影响最小,障碍物下管线覆盖的深度大,对管线的保护作用大,维修费小等优点,尤其适合在一些无法实施开挖作业的地区,如闹市区,城市道路、高速公路,铁路、建筑物、河流、农作物及植被保护区等。
目前已广泛应用于市政供水、电信、电力等领域。
一、水平定向钻技术的适用条件水平定向钻法技术,在市政工程中也广泛运用,常常被称作“牵引管”技术,而对大直径的管道施工则采用顶推掘进技术,也就是“顶管”技术。
在供水管网施工中,由于管径一般较小,一般也常用水平定向钻法技术施工,适用情况如下:1.1适用于管道穿越湖泊、沼泽、河流、高等级公路、多股铁路及其它不宜进行开挖施工的地段。
1.2水平定向钻法施工长度一般为15~1800米,管径范围一般为DN25~DN1200。
1.3适合水平定向钻施工的地质条件主要为岩石、砂土、粉土、粘性土。
对仅在出土点或入土点侧含有卵砾石等不适合水平定向钻施工的地质条件时,经采取措施后也可进行水平定向钻穿越施工。
1.4穿越点具备钻机安置场地和管线组装场地,穿越管段中线与地上或地下的高压动力线路、通讯电缆的距离按有关规范要求应大于50m。
二、水平定向钻技术施工要点定向钻穿越技术与传统的开挖方法不同,在铺设管道前先用钻头在公路或河流下面钻一条导向孔,然后再将管道回拖入导向孔内。
非开挖技术--定向钻的基本原理及施工方法
非开挖技术--定向钻的基本原理及施工方法在非开挖技术行业中,定向钻进一直是主要的增长领域。
目前,在天然气、自来水、电力和电信部门定向钻进已是一种普通的施工工艺,最近由于在施工精度上的改善,定向钻进也被用于污水管和其它重力管线的铺设。
尽管这样,世界上有许多地方、许多行业仍然还在认识普通非开挖和定向钻进非开挖的益处。
一、基本原理钻孔轨迹可以是直的,也可以是逐渐弯曲的。
在导向绕过障碍物,或穿越高速公路、河流和铁路时,钻头的方向可以调整。
钻孔过程可在预先挖好的发射坑和接受坑之间进行,也可在安装钻孔机的场地,以小角度直接从地表钻进。
工作管或导管的铺设通常分两步进行。
首先是沿所需的轨迹钻导向孔,然后回扩钻孔以加大孔径适应工作管的要求。
在第二步即回拖过程中,工作管通过旋转接头与扩孔器连接,并随着钻杆的回拖拉入扩大的钻孔中。
在复杂地层条件下、或孔径需增加很大时,可采用多级扩孔的方法将孔径逐步扩大。
近年来,设备能力有了改善,非开挖技术的优越性也得到了更多的赞赏。
一些公用管线公司已经设想,在有非开挖可作替代时,要反对采用明挖施工方法(特别是在道路上)。
非开挖施工除了有显著的环境效益外,在许多工程应用中,导向孔钻进的相对成本已经降低到明挖法施工之下,即使忽略干扰与延缓交通等的社会成本时也是如此。
大多数定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加。
钻头通常都带有一个斜面,所以钻头连续回转时则钻出一个直孔,而保持钻头朝某个方面不回转加压时,则使钻孔发生偏斜。
探测器或探头可以安装在钻头内,也可安装在紧靠钻头的地方,探头发出信号,被地面接收器接收或跟踪,从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。
在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方,或因钻孔深度太大,用无线电频率方法难以保证定位精度的地方,也可采用有缆式导向系统,其缆线通过钻杆连接。
膨润土/水的混合物是常用的钻进液或"泥浆",它能使携带的岩屑处于悬浮状态,并能通过循环系统过滤。
非开挖技术中定向钻进效果与弯曲问题分析
非开挖技术中定向钻进效果与弯曲问题分析钻探方法中的导(定)向技术作为非开挖技术核心内容已得到越来越广泛的应用。
目前,非开挖技术中对导向和定向的界定尚未趋于明朗化,概念上,都是指使钻孔按一定设计轨迹钻到预定目标的钻进方法。
但一般认为,导向钻进更强调人为因素“导”的作用,重视边钻、边测、边导的三“边”过程。
而定向钻则强调人们利用地层和钻具容易形成弯曲的自然特性来设计轨迹,以期达到预定目标,因此如何选择最佳的开孔位置和角度显得尤为重要。
与传统定向钻进技术相比,非开挖中的定向方法要简单得多。
本文是基于这个基本点来说明问题的。
国内外导向钻机在实施导向钻进时对入口点和入口角度的选择没有定向钻那么严格,在入口基本上是一个弯曲段,根据设计轨迹要求,弯曲半径R可能不变,也可能是变化的(如分别由不同曲率半径的圆弧组成),因此钻孔剖面可能有复杂的形状,包括人工弯曲的孔段、自然弯曲孔段和直线孔段,整个剖面由直线孔段和弯曲半径不变或弯曲半径变化的曲线组成,这对以后的扩孔和铺管会带来一定影响,对设备能力也提出了挑战。
导向设备一般设计得笨大粗重,对施工场地的面积有一定的要求,这对于在拥挤的城市巷道里施工无疑是一种打击。
因此运用传统的小型钻机,采取定向钻进技术进行非开挖铺管成了较明智的选择。
小型定向钻进方法运用到非开挖技术中,需掌握钻孔弯曲的基本规律,运用这些规律进行钻孔轨迹设计,在钻孔入口处准确定向,钻进过程中选用合理的钻具和钻进规程,就能达到预期目的。
这种方法实施的钻孔平直度较高,轨迹起伏不大,扩孔、铺管也较为可靠。
弯曲规律分析钻进过程中产生钻孔弯曲是必然的,一般来说,这种弯曲是逐渐发生的,轨迹是相当平滑的,但无论如何,对铺管来说弯曲是不利的。
问题是如何利用这些自然的和人工的弯曲规律来克服弯曲,达到尽量平直的效果,即达到以“弯”纠“弯”的目的。
为此应该掌握弯曲的基本规律。
弯曲的一般规律钻孔弯曲性质和弯曲强度同地质条件、钻进方法、钻具类型、钻进规程及某些技术因素有关。
浅谈市政工程非开挖水平定向钻施工技术
浅谈市政工程非开挖水平定向钻施工技术摘要:在市政工程建设中当遇到交通主道、城市地下管网等,非开挖技术的优势就显现出来了。
该技术可以保证地面的道路、建筑等设施不受到破坏,还能保证对施工质量的控制,因此近年来一直都得到比较广泛的应用。
关键词:非开挖施工;质量控制在市政建设过程中,当进行地下管线施工时,难免不会地面道路干线、建筑设施的影响,对开挖施工造成很大阻碍,而近年来水平定向钻技术的应用有效的解决了这一矛盾,特别是在市政管网扩建、改造等项目中,应用更为广泛。
一、水平定向钻技术对地质条件的要求1、工程情况在市政管线改造工程中,要将市区内的多个污水管网进行整合,并利用现有的污水窨井提高排水的能力。
其工程所涉及的是市区内的管网,因此从影响最小,速度最快的角度考虑,采用水平定向钻非开挖施工技术来进行施工,以此满足市政工程的需求。
2、地质条件如果地质条件理想,穿越曲线位于豁土、亚毅土、或淤泥等造浆能力好的地层,施工时可以适当加长曲线长度,且拖拉力不会增加很多,可加快工程进度。
如果穿越曲线所在的地层不理想时,则会降低穿越成功的可能性,甚至导致钻孔无法完成。
在本工程施工中大部分处于均质豁土及砂土层,故施工完成顺利必须先勘察穿越工程处的地质情况,不同地层需要选用不同的钻具及结构。
穿越地层必须详勘,一般按要求在穿越中心两边各15m,沿中心线方向间距设勘察孔,而对于复杂的地质则勘察孔必须加密。
穿越段地质勘探应提供以下参数值:各岩土层厚度、取样深度、含水量、颗粒度、液性指数、塑性指数、液限、塑限、标贯击数、承载力标准值等数据,并提供水质报告、穿越地段地形和地质钻探剖面图,供施工单位使用参考。
二、水平定向钻非开挖施工在工程中的具体应用及质量控制1、水平定向钻非开挖施工的前期准备首先是对项目进行测量与放线,将其作为施工过程中控制线型的重要数据基础,主要的目的就是对一些缺失的控制桩和基准标近恢复,以方便施工时作为参照。
测量人员根据水准基标、测绘资料等对管道的控制桩进行测量与放线,并在控制装上标注编号、里程、高程等数据;其次对场地进行布置,包括对钻机场地和布管场地的选择,钻机场地应根据钻机的型号合理选择,综合考虑入土点和出土点,钻机固定与运输等因素。
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柳州瑞通非开挖技术有限公司关于非开挖水平定向钻导向技术研究导向孔工作方式及导向仪工作原理与技术:导向孔:导向孔就是用水平定向钻机从起始位置沿预先决定的路径向目标位置钻进的过程进行施工而形成的孔称为导向孔,是水平定向钻进第一道工序。
为了准确达到预定目标,需要用导向仪指引钻机钻头始终按预定的施工轨迹前进。
控向人员的作用之一就是操作导向仪,根据导向仪传回的各种信息,发出调整钻进方向的指令,并与司钻工配合,始终保持钻头在预定的轨迹上,并记录导向数据,司钻手根据控向人员的指令,操高控钻机使钻头体沿指定的路径钻进。
变向的简单原理是:当钻头体边旋转边推进时,钻头体直线行进;当钻头体只推进不旋转时钻头体沿弧线行进。
实质上,一个完整的导向钻孔是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。
(见图一)。
图一导向孔导向仪:分无线系统、有线系统和地磁系统,三种类型,多个品牌。
无线导向系统由探测棒、接收仪、远程显示器组成,它具有操作简单、导向速度快、价格低的优点,但有容易受干扰、受电池电量的限制、不易长距离长时间工作的缺点。
无线导向系统由导向人员手持接收仪,沿钻进路线寻找接收从地下钻头内信号棒发出的信号。
一般应用于短程和中等深度导向孔钻进。
有线导向系统由有线探测棒、远程显示器、接收仪组成,它具有较好的抗干扰性,可以不受电池电量的限制、深度可达15 米以上,可以在人员无法达到的地方工作;但也受深度限制,不能控制左右方向以及工作时钻杆之间接线比较麻烦的缺点。
有线导向系统是利用电缆线进行信号传输,由远程显示器来显示信号棒在地下的工作状态,并完成导向孔施工。
有线导向系统应用在长距离,大口径管道铺设中。
地磁导向系统由地磁探测棒、远程显示器、接收仪及专用电脑组成,它利用地球磁场作为基准参照物原理进行工作的,利用地球磁场的磁力线来进行导向施工。
具有良好的抗干扰能力,不受外部环境影响,可以控制方向和工作距离长及深度深的特点,电脑能随时显示、计算钻头在地下的位置、方向和深度、精确导向。
导向仪有月蚀、马克、向导等系列。
向导系列导向仪具有操作简单,性能稳定,界面直观,易学易懂,有两种频率可选择。
(见附表)信号棒和接收仪的频率要一致,工作前必须按规定进行标定(校准)。
标定就是在规定的范围内给接收仪提供一个标准信号强度值,标定时把信号棒放入钻头体内进行,按规定的尺寸在地面上进行标定。
向导系列标定是以钻头中心到接收仪中心,距离为 3 米。
月蚀是以钻头中心到接收仪下部边缘,距离为3 米。
马克系列是以钻头边缘到接收仪下部边缘,距离为 3 米。
工作前还要进行抗干扰测试,掌握主、被动干扰数据,有利于以后设计施工。
干扰:主动干扰:无线电电台,无线电中转站、基站,电视发射台,电缆,通信等等有源体发射的各种不同频率。
被动干扰:金属(钢筋、钢筋混凝土、发电机组等),含盐的土壤、导电质等等能吸附无线电电波的物质体。
钻头斜度:斜度是指钻头在地下与地平线的水平夹角。
斜度单位用(°)度数或(﹪)百分比来表示。
钻头在地下与地面平行时为零度,零度钻进时保持深度不变。
钻头在零度以下时为负数,负数时越钻越深。
钻头在零度以上时为正数,正数时越钻越浅。
钟面角:钟面角是用钟表的点位来表示目前钻头在地下的方向和位置(如下图),即12 点、3 点、6 点、9 点和我们的手表用法是一样的,即12 点向上,6 点向下,3 点向右,9 点向左。
在12、3、6、9 之间还有1、2、4、5、7、8、10、11、几个点面,我们把钟面平分为4 个区即左上半区(包括10、11 两个点面),右上半区(包括1、2 两个点面),左下半区(包括7、8 两个点面),右下半区(包括4、5 两个点面)。
图二钟面角在这每个区域中还分可分为上右,右上(1、2),右下,下右(4、5),下左,左下(7、8),左上,上左(10、11),这样工作时就可以用不同的钟面点位来控制钻头的上、下、左、右、各种方位。
钻头可在任意钟面点下向前顶进来改变斜度和方向,完成钻进工作,钻头钻进时形成的轨迹就是我们导向孔形成的轨迹。
位置、方向、深度:钻头在地下工作时,随时会发生变化,每次测量时要找准位置,(向导系列导向仪具有前后自动指引功能),马克、月蚀系列要找后点、前点、中位线才能确定位置和方向,在前点位置可以预测下根钻杆到达时的深度,只有找准位置才能确定钻头当前深度和方向,确定了当前深度和方向才能较好控制以后方向和深度。
(仪器操作见附表)探棒:信号棒是有高精度无线电电子元件组成的传感器,信号棒中间是一组磁场线圈(天线),工作时不断发出磁场信号,怕敲击,装卸探棒时不要敲击。
怕水,为防止内部进水,有条件可用簿膜包裹。
拆装电池时要抓住金属部分,不能抓在金属以下部分,防止接口松动进水。
探棒也是一种不耐高温的元件,对温度很敏感,在40 度以下正常工作,一旦超过40 度就会出现数据不准,60 度以上就会报警,有可能烧坏,所以在工作时要不断注意观察,防止温度升高。
导向孔施工工艺:非开挖导向孔施工流程:施工线路勘查、导向孔设计、钻机安装、泥浆配制、导向孔施工、扩孔、清孔、铺管。
图三导向仪操作(云南省昆明市非开挖工程现场)施工线路勘察:包括地下隐埋物(各种管线等)、地质、水源等。
地下隐埋物种类繁多,关键要查清地下各种管线,如:通讯、供水、煤气、天然气、电力、照明、交通、化工、供热、排水、地下城墙、防空洞、桩基、暗渠、综合通道等等。
要查清管线的位置、深度、走向并做上记号,绘制管线分布平面图、剖面图备用,查不清楚的需要请管线业主帮忙收集资料,或者借助管线探测仪等查找。
进场前,施工场地要做初步调查,查清地形地貌、地质结构、地质成份、地下水埋深等情况。
管线穿越河流时要查清水深、河底深、河床情况,如果在沙、卵石地层必须使用膨润土和各种添加剂,在岩石中施工需用其它钻进工具(如牙轮钻等)。
水是施工的必须条件,查清施工现场的用水源是必须要做的,如果没有水源需要从其它地方接水。
工作时不可缺水,否则一旦缺水或堵塞水眼温度升高,就会烧坏信号棒。
导向孔设计:根据现场勘察的情况绘制施工曲线图。
不同的地质条件,设计要求和铺设管径大小及不同的材料,以及地下各种管线的位置,设计完成不同曲线的导向孔。
还要根据前面测试抗干扰情况,选择适当的地方,可以用改变曲线、改变时间、标记钻进、有线导向等方法,尽量避开干扰源。
钻导向孔之前,要做好施工路线图。
根据地下管线和地下障碍物的分布以及地质环境制定可行的导向孔钻进轨迹图,并在地面上标记理想工作路线,理想工作路线是起始工作坑与目标工作坑在地面形成的中心连线。
施工时应在地面上用彩色笔画出此线。
重要的导向孔轨迹图包括起始工作坑和目标工作坑的距离,钻头入土出土倾角,水平段位置距地面深度等。
图四导向孔钻进轨迹图导向孔设计必须满足三个条件:1)避开地下管线,2)满足甲方要求,3)满足施工工艺要求,如果不能同时满足三个要求,需统筹解决,如:修改设计方案,改变路径,更换材料结构等。
原则上就直不就曲,避免或减少拐点,避开地下管线,避开干扰区域,但必须确保施工安全,地下管线的安全。
导向孔设计的重要参数:(见附表1;仅供参考)入土角:钻机导轨与地面夹角即为入土角。
通常入土角取0—24 度,不大于钻机厂家规定的入土角,根据实际情况也可以作适当调整。
钻头斜度:当钻头造斜板向下时,钻头往深处钻进,越钻越深。
当钻头造斜板向上时,钻头往浅处钻进,越钻越浅。
钻头呈水平钻进,深度基本不变。
注意:钻头呈水平状态时为零度,零度以下为负数,越钻越深,零度以上时为正数,越钻越浅,水平状态时深度基本不变。
每一根进入地下的钻杆实际上和地面形成一个三角形,当钻头斜度确定以后,每钻进一根钻杆就可以根据有关公式可以估算出钻进的大概深度。
根据斜度计算深度:利用斜度可以计算出传感器深度,依照以下步骤,从第一根钻杆开始计算深度。
每钻进一根钻杆,就用仪器显示的斜度(百分比)乘以钻杆的长度,所得到的数就是当时传感器在地下的大概深度。
当斜度读数为负值时,深度增加。
当斜度读数为正值时,深度减小。
如斜度读数随钻杆长度波动,就必须取斜度读数的平均值。
例如:如果钻杆开始的斜度读数为8%,中间读数为6%,末端读数为4%,那么该钻杆斜度的平均值为6%(8+6+4)÷3=6注意:这些值都是近似值,其准确度取决于斜度和其他测量值的准确度。
下面是钻杆斜度变化示意图:钻杆斜度变化形成的轨迹就是我们说的曲线,也就是导向孔的形成。
图五根据斜度计算深度示意图计算公式:H=L*α,或H= L*sinα,H=增加或减少深度的值,L=钻杆的长度,α=斜度(可以是﹪数也可以是°数)。
注意:用度数时不能直接乘钻杆长度。
例:① H=L×-α(-α为负角度时,下同) H=L×α(为正角时,下同)② H1=L×-α+H H1=L×α-H③ H2=L×-α+H+H1 H2=L×α-H-H1④ H3=L×-α+H+H1+H2 ……H3=L×α-H-H1-H2……钻孔深度:钻头距地面或水面的垂直距离。
每根钻杆钻进的深度值=钻杆长度×斜度的百分比。
(如用度来表示则每度/米为1.7cm).角度为负数时累加,角度为正数时累减。
导向孔长度:入土点到出土点的距离。
出土角:钻头在预定出土点出土时的角度。
导向孔设计的注意事项:导向孔不仅要避开地下管线,而且要留有足够安全距离。
我们在勘察地下管线的深度和位置时只是一个估值,有一定的误差,导向测量时有误差,扩孔时有误差,三种误差叠加在一起就会有较大的误差,所以在设计导向孔时必须留出安全距离。
穿越河流时,水面下的导向孔应该尽量成水平状态,便于控制钻进,导向孔距离河床底面至少3米。
穿越桥墩、铁塔等时,导向孔应该尽量避免穿越,采取绕行;如果需要,则导向孔距离桥墩底部至少保持9米。
穿越铁路时,导向孔距离铁路路基面至少保持6米,如果土层较软和孔径大于300mm 时,还应该加深,确保铁路安全。
(柳州瑞通非开挖技术有限公司成功应用于京九高铁、黎湛铁路、柳州钢铁物流园铁路等铁路穿越非开挖工程)。
铺设钢管时,导向孔的曲率半径应大于钢管的曲率半径。
钢管曲率半径的计算:R=1200D—1500D,R 为钢管曲率半径,D 为钢管直径求每一根钻杆的变角:[(2×3.14×R):360°=钻杆长度:α ]。
α——为钻杆的变角。
注意:导向成孔前,预留一定的成孔半径,必须大于需要水平定向钻机回拖铺设的管线的直径。
必须避开其它地下的管线和障碍物,确保工程中的安全。
总结:导向技术是水平定向钻进非开挖工程质量的最重要影响因素!图六柳州固瑞非开挖钻机穿越京九高铁附表1编者:柳州瑞通非开挖技术有限公司工程部日期:2013年10月25日。