非开挖技术的介绍(钻机)中英文
非开挖水平定向钻机技术介绍及其工作原理
一、非开挖技术简介
非开技术是指利用少开挖或不开挖的方法对地下管线、管道进行铺设、维修、更换或者探测的一门施工技术。
非开挖施工应用了定向钻进技术的原理，极大地降低了地下管线施工对交通、环境、基础设施、居民生活工作等造成的影响，成为现代城市技术设施施工、建设、管理的一个重要组成部分。
非开挖施工开始于1896年的美国，兴起于上世纪80年代发达国家并形成产业，我国于1953年首次在北京应用非开挖技术施工，上世纪90年代开始起步，近年来发展迅速。
目前在石油天然气、城市给排水、煤气供应、电力、通讯、供热等管道铺设与维护领域得到了广泛应用。
二、非开挖水平顶钻机的工作原理和施工程序主要分为下面三个步骤：
1、钻头、钻杆钻进
固定设备后，按照设定的角度，在动力头的作用下，钻头带动钻杆旋转前进，并在导向仪的控制下，按照施工要求的深度和长度进行钻进，穿过地面障碍物后，穿出地面。
在钻进的过程中，为防止钻杆被土层夹紧、抱死，需要由泥浆泵通过钻杆、钻头打出膨化水泥或泥浆，同时也起到固化通道，防止管道塌陷的作用。
钻杆钻进示意图
2、回扩头回扩
在钻头带着钻杆穿出地面后，卸掉钻头，将回扩头于钻杆安装固定，动力头回拖，钻杆带着回扩头反向回拖，扩大管道直径尺寸。
回扩示意图
3、管道回拖
在回扩头回拖的同时，将管道固定在回扩头后，动力头拖动钻杆，带着回扩头和管道同时进行反向回拖运动，直至将管道拖出地面，完成管道铺设施工。
管线回拖示意图。
非开挖(概述1)
夯管（Impact Ramming）
作标 为准 驱的 动空 装气 置压
ห้องสมุดไป่ตู้缩 机
排土锥体和套插锥体及冲击件将力全部传到钢管上
气压千斤顶可用来进行精确的轴向定位
加强切削力的切削环
夯管（Impact Ramming）
• 夯管锤利用动态的冲击能将钢管夯入地里。从空心钢管敞口处 挤入钢管的土石在钢管到达工作坑后被一次排出。
定向钻进（Horizontal Directional Drilling）
• 勘探技术研究所GBS-20定向钻机（柴油机、主要液压元件均靠进口）。给进力/ 回拖力220KN，最大扭矩13000NM，工作起始角12~18 °,总功率236KW。钻机备 有装卸钻具用的小吊车。
• 右上图为钻机配套的泥浆搅拌系统，右下图为该型钻机在进行直径 325mm的输 油管线铺设（图中为回拖作业）。
• 夯管法适用于除沼泽、岩石、卵砾石层以外的地层
顶管（Pipe Jacking）
• 顶管施工是非开挖施工最早使用的一种方法，它是将新管用大 功率的顶推设备顶进至终点来完成铺设任务的一种地下管道施 工方法，它不需要开挖面层，并能够穿越公路、铁道、河川、 地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。
顶管（Pipe Jacking)
定向钻进（Horizontal Directional Drilling）
• 定向钻进在水平方向铺设管线或穿越交通繁忙的道路、铁路、河流等 具有较大优势。通过楔形钻头旋转或楔面的调整可以使钻进路线按设 计要求推进。
• 钻头的位置、与地面的倾斜度和楔面角度会通过一个电磁探测仪传送 到地面上的接收仪器中。
冲击矛（Impact moling）
起动滑架为冲 击矛提供导向
非开挖定向钻施工方案百度
非开挖定向钻施工方案1. 引言非开挖定向钻是一种无损施工技术，通过使用定向钻机在地下进行土壤钻孔和管道铺设，避免了传统开挖方式对地表和地下管线的破坏。
本文将介绍非开挖定向钻施工方案的基本原理、施工流程以及应用领域。
2. 基本原理非开挖定向钻施工是基于下述原理进行的：•定向钻机：定向钻机是一种专门设计用来进行地下钻孔和管道铺设的设备。
定向钻机能够实现在地下水平、垂直或斜向进行钻孔，以及将管道铺设在钻孔中。
•钻头和导向：定向钻施工过程中，钻头作为工具的核心部分，能够钻入地下并取得必要的数据。
导向工具则帮助控制钻头的方向，确保钻孔的准确性和稳定性。
•压力和推进：钻孔过程中，定向钻机通过施加适当的压力和推进力来推动钻头向前推进。
这样一来，钻头能够顺利移动并在地下形成钻孔。
3. 施工流程非开挖定向钻施工的一般流程如下：1.方案设计：在进行非开挖定向钻施工之前，需要进行详细的方案设计。
这包括确定钻孔的位置、方向和长度，选择适当的钻头和导引工具，以及制定安全措施。
2.钻孔准备：在实际施工前，需要进行钻孔准备工作。
这包括在施工区域进行勘探，获取地下情况的相关信息，并清理地表以便进行钻孔。
3.钻孔施工：施工人员将定向钻机放置在施工区域开始进行钻孔。
根据设计方案，他们将操作定向钻机使钻头进入地下并逐渐向前推进，形成钻孔。
4.管道铺设：钻孔完成后，施工人员会通过钻孔将管道引入地下。
在钻孔过程中，他们会使用导向工具来确保管道的准确铺设，并进行必要的连接和固定。
5.完工验收：施工人员会对施工后的钻孔和管道进行检查和验收。
他们会确认钻孔的准确性和质量，并测试管道的可靠性和流量。
4. 应用领域非开挖定向钻施工广泛应用于以下领域：•地下管道铺设：非开挖定向钻施工可以用于铺设各种类型的地下管道，包括自来水管道、天然气管道和电缆管道等。
相比传统的开挖方式，非开挖定向钻可以减少对地表和周边环境的破坏。
•基础施工：在建筑和桥梁等基础施工中，非开挖定向钻可用于进行土壤勘探和采样，从而提供基于地下情况的施工设计和建议。
非开挖技术（顶管技术）
4.3.2.6非开挖技术（顶管技术）施工非开挖技术施工优点：非开挖技术在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境等方面解决了城市施工中的难题，并在应付最恶劣的地下土壤条件中有丰富的经验，任何地方都能提供最经济、准确、齐全、快速而可靠的解决问题的方法。
4.3.2.6.1作业前工作1.技术准备1.1定向钻铺管施工前应进行工程勘察。
工程勘察应符合《岩石工程勘察规范》GB50021、《岩石工程勘察规范》DBJ13-84和《城市地下管线探测技术规程》CJJ61的规定。
1.2地下管线复查并在地面上做出标记。
1.3根据地下管线复查结果调整钻孔设计轨迹。
1.4选定出、入钻点，开挖出、入钻工作沟。
1.5绘制出详细的地下管线勘察成果图，作为钻孔轨迹设计的依据。
1.6入钻点和出钻点的选取：根据设计要求，入钻点宜设在行人车辆稀少且有足够空间摆放设备处，出钻点则宜设置在能够摆放管材、方便拖管的另一端。
1.7钻孔轨迹设计要求根据取得地下管线勘察成果、现场地形地貌和周边环境信息。
钻杆最小弯曲半径等技术资料。
其中钻孔轨迹参数包括入钻角ai、出钻角ao、入钻造斜段Li、中间水平段L´、出钻造斜段Lo、钻孔深度H等。
1.8编制施工方案，准备好相关的施工记录表。
2.现场施工负责任向进入施工范围内所有人员详细交代本次施工作业内容、进度要求、特殊项目施工要求、作业标准、安全注意事项、危险点及控制措施、危害环境的相应预防控制措施、人员分工并签署（班组级）安全技术交底。
3.现场施工负责人办理相关的工作许可手续，开工前做好现场施工防护围蔽警示措施；夜间施工的须有足够的照明。
4．现场施工负责人检查所有工作人员是否正确使用劳保用品及着装按安规规定佩戴统一的安全帽、统一佩戴有个人相片的作业证（或胸卡证）、穿着统一的工作服，并带领施工作业人员进入作业现场。
4．3．2．6.2导向孔施工1．导向孔施工应按事先设计好的钻孔轨迹进行导向施工，并做好导向孔施工的记录。
水平定向钻施工工艺
一、非开挖技术发展历史、现状和未来 发展趋势 非开挖技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的作用。 非开挖技术的发展必将向规模化、规范化、国际化的方向发展。
二、非开挖技术分类
非开挖施工方法按其用途可分为新管铺设和管线修复两大类。
四、水平定向钻施工工艺
（6）从既有地下管线下部交叉敷设时，垂直净距应符合下列规定： 1)黏性土地层应大于扩孔直径的1倍； 2)粉土地层应大于扩孔直径的1.5倍； 3)砂土地层应大于扩孔直径的2倍； 4)小直径管道(D1＜110mm)垂直净距不得小于0.55m。
（7）采用水平定向钻法敷设燃气管道时，管道与建(构)筑物或相邻管道之间的水平和 垂直净距应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。
四、水平定向钻施工工艺
四、水平定向钻施工工艺
2、地下管线探测：城市地下管线资料残缺不全，有的资料精度不高或与现状不符 等问题，以致影响地下管线规划建设的科学性和在工程建设过程中挖断、挖穿地下 管线的事故时有发生。地下管线探查是通过现场调查和不同的探测方法探寻各种管 线的埋设位置和深度。 地下管线探测应根据管道穿越工程的规划、设计、施工和管理部门的要求，按现行 行业标准《城市地下管线探测技术规程》CJJ 61的有关规定执行： 地下管线探测应查明拟穿越区域建(构)筑物的结构类型、荷载类型、基础类型。 地下管线探测的范围应覆盖管线工程敷设的区域，穿越路由周围不应小于管径的3 倍，且不应小于3m。 既有地下管线探测后，应通过地面标志物、检查井、闸门井、人孔、手孔等进行复 核。
四、水平定向钻施工工艺
水平定向钻法敷设的管道与建筑物或既有地下管线的距离应符合CECS382:2014的规定： （1）当敷设在建筑物基础上方时，与建筑物基础的水平净距不应小于1．5m； （2）当敷设在建筑物基础下方时，与建筑物基础的水平净距应大于持力层扩散角范围， 扩散角不应小于45°； （3）在建筑物基础下敷设管线时，应经过验算后确定深度； （4）与既有地下管线平行敷设时，管道外径大于200mm时，净距应为最大扩孔直径的2 倍以上；管道外径小于200mm时，净距不应小于0.6m； （5）从既有地下管线上部交叉敷设时，垂直净距应大于0.6m；如在淤泥质地层中穿越， 垂直净距应大于1.0m；
非开挖施工技术简介
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• 按管材分：钢筋混凝土顶管、钢管顶管、以及其他管材的顶管。
• 按顶进管子轨迹的曲直分：直线顶管和曲线顶管。
项管技术的发展方向
1. 长大距离顶管：普通顶管一般距离≤100m，无中继环，（现在某些专 家认为可能提高到300m），长距离顶管﹥100m，长大距离﹥1000m 。
2. 大管径顶管：过去一般认为顶管最大直径为3m。现在日本、德国等国 顶管管径可达4～5m。
4. 盾构机内有拼装管片的拼装机，而顶管机内没有。 5. 盾构法主要用于大断面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；
顶管法主要适用于断面稍小一些的城市地下管线的铺设。
顶管
盾构
定向钻
水平钻机
夯管锤
工法特点 （优点）
顶进精度高，方向控 制精度可达5cm之内
适用于大口 径隧道
施工速度快
施工速度快
施工速度快、成 本低
• 按一次顶进的长度（指顶进工作坑和接收工作坑之间的距离）分：普通 距离顶管和长距离顶管。顶进距离长短的划分目前尚无明确规定，过去 多指100m左右的顶管。目前，千米以上的顶管已屡见不鲜，可把500m 以上的顶管称为长距离顶管。
• 按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和机械顶 管（泥水式、泥浆式、土压式、岩石式 ）。手掘式顶管的推进管前只是 一个钢制的带刃口的管子（称为工具管），人在工具管内挖土。掘进机 顶管的破土方式与盾构类似，也有机械式和半机械式之分。
顶管法施工特点：
1. 适用于软土或富水软土层； 2. 无需明挖土方，对地面影响小； 3. 设备少、工序简单、工期短、造价低、速度快； 4. 适用于中型管道（1.5～2m）管道施工； 5. 大直径、超长顶进、纠偏困难。
非开挖技术的介绍
Pipe Jacking Process
顶管法施工过程
Auger Boring 螺旋横钻孔机
•Lengths of 12 - 150 m 施工长度：12－150米
•Diameters of 200 - 1500 mm 管径：200－1500毫米
•Applications: 应用 •relatively short crossings of pipes and conduits 短距离的管道施工
爆管法的过程 （气动工法)
Microtunneling 微型隧道法
•Lengths of 25 - 225 m 施工长度：25－225米 •Diameters of 250 - 3050 mm 管径：250－3050毫米
•Applications: 应用 •gravity sewer installations 下水管道的安装
Costs of Open Cut Pipe Replacement
开沟更换管道的成本
Pavement saw-cutting
开凿路面
Excavation 挖沟 Trucking spoil and dump fees 运土费和倒土费用 Backfill and transport
管道扫描和评估
• Methods include: 方法有： – Closed-circuit television (CCTV) 闭路电视 – Radar 雷达 – Sonar 声纳 – Eddy currents 涡流 • Applications: 应用 – inspection of infrastructure systems to gain a “snap-shot” of pipe condition 检查基 础管道设施的状况
非开挖水平定向钻机技术介绍及其工作原理
一、非开挖技术简介
非开技术是指利用少开挖或不开挖的方法对地下管线、管道进行铺设、维修、更换或者探测的一门施工技术。
非开挖施工应用了定向钻进技术的原理，极大地降低了地下管线施工对交通、环境、基础设施、居民生活工作等造成的影响，成为现代城市技术设施施工、建设、管理的一个重要组成部分。
非开挖施工开始于1896年的美国，兴起于上世纪80年代发达国家并形成产业，我国于1953年首次在北京应用非开挖技术施工，上世纪90年代开始起步，近年来发展迅速。
目前在石油天然气、城市给排水、煤气供应、电力、通讯、供热等管道铺设与维护领域得到了广泛应用。
二、非开挖水平顶钻机的工作原理和施工程序主要分为下面三个步骤：
1、钻头、钻杆钻进
固定设备后，按照设定的角度，在动力头的作用下，钻头带动钻杆旋转前进，并在导向仪的控制下，按照施工要求的深度和长度进行钻进，穿过地面障碍物后，穿出地面。
在钻进的过程中，为防止钻杆被土层夹紧、抱死，需要由泥浆泵通过钻杆、钻头打出膨化水泥或泥浆，同时也起到固化通道，防止管道塌陷的作用。
钻杆钻进示意图
2、回扩头回扩
在钻头带着钻杆穿出地面后，卸掉钻头，将回扩头于钻杆安装固定，动力头回拖，钻杆带着回扩头反向回拖，扩大管道直径尺寸。
回扩示意图
3、管道回拖
在回扩头回拖的同时，将管道固定在回扩头后，动力头拖动钻杆，带着回扩头和管道同时进行反向回拖运动，直至将管道拖出地面，完成管道铺设施工。
管线回拖示意图。
管道非开挖技术介绍
管道非开挖技术介绍管道非开挖技术，又称无挖掘技术或无开挖技术，是指在不破坏地表的前提下，通过利用现代化技术手段修复和维护管道系统的一种方法。
它成为现代城市地下管网建设和维护中的一项重要技术，既减少了对环境的损害，又提高了工作效率。
目前，管道非开挖技术主要包括水平定向钻技术（HDD）、管道膨胀技术、管道搬迁技术、越道钻穿技术等。
水平定向钻技术（HDD）是一种通过沿着预定路径地下水平钻进和揭放钢套管来铺设管道的方法。
其主要工艺流程是：首先，在起点挖掘井和终点拖道井，然后使用水平定向钻机钻头沿着预定路径钻进，同时将钢套管插入形成管道，最后，通过拖曳钢索和拉修。
水平定向钻技术的优点是施工安全可靠，钻进终点的精度高，可以在地下障碍较多的地区进行施工。
管道膨胀技术是一种利用机械力或液压力将管道在原有位置上进行膨胀改造的方法，既可以用于管道的快速修复，也可以用于管道的恢复增容。
在管道膨胀技术中，先在管道上开孔，然后通过特殊工具将管道进行膨胀，最后填充材料进行封堵。
这种技术节省了施工时间，可以在不停止供水供气的情况下进行管道的修复和改造。
管道搬迁技术是一种将管道从原来的位置移动到新位置的方法，一般适用于城市道路改造、建设道路隧道或桥梁等工程需要迁移管道的情况。
在搬迁过程中，首先在新位置开挖基坑，然后通过钢丝绳、杠杆等工具将管道从原位置移动至新位置，最后进行固定和封堵。
这种技术能够快速迁移管道，在对交通影响较小的情况下完成工程。
越道钻穿技术是一种通过钻孔方式，在地下障碍物下穿越管道的方法。
在施工过程中，首先在管道附近开挖孔洞用于钻孔操作，然后通过钻机在地下障碍物下方钻孔，最后将管道从孔洞中穿越而过。
这种技术适用于管道与其他城市地下设施交叉情况下的维修和改造，避免了对其他设施的破坏。
综上所述，管道非开挖技术是一种能够在不破坏地表的前提下进行管道维护和修复的现代化技术手段。
随着科技的不断进步和创新，管道非开挖技术将在城市地下管网建设和维护中发挥更大的作用，为现代城市的可持续发展做出贡献。
非开挖技术发展历程
1.非开挖技术的国外发展历程非开挖施工技术(trenchless technology或no-dig)虽词语较新，但其原理并不是新的。
例如，大口径隧道顶管施工法己使用多年，自来水防腐灰浆喷射衬层法也具有较长历史等。
国外非开挖技术发展大致可分为(1)人工地下挖掘后再铺管线初期(2)常规挖掘与铺设相结合中期(3)采用专用设备和技术把地下挖掘和管线铺设有机结合，并能准确控向的现代非开挖近期三个阶段。
非开挖技术的发源地主要在三个国家——日本，美国和英国，以后日益受到世界各国的重视，并取得良好的社会效益和经济效益。
转自环球网校1986年国际非开挖协会(istt)在英国伦敦成立，这预示着世界范围内非开挖技术的研究与发展进入了新时期。
据国际非开挖技术协会和国外主要公司的初步统计，目前发达国家用非开挖施工方法施工的管线已占全部地下管线工程施工量的10%，个别城市和地区如德国柏林已高达40%。
经过几十年的发展，国外非开挖技术，包括穿越铺设、更新、修复地下管线三个方面的施工方法均取得了很大的进步，其系列化配套技术也已日臻完善。
各国政府对非开挖技术的研究、推广和应用同样十分重视。
美国在90年代就将该项技术列入国家研究计划之中，英国曼彻斯特工业大学、美国路易斯安娜理工大学和德国波恩大学等都设立非开挖技术专业和相应的研究机构。
2.非开挖技术在国内的发展方兴未艾转自环球网校我国非开挖管线工程技术的应用起步较晚，发展大致可分为三个阶段：第一阶段为70年代末至80年代中期的初级阶段，工程具有应急特征，技术水平不高;第二阶段为80年代中期至90年代中期的中期阶段，其特点是需求量大增，以引进国外技术与装备为主，非开挖技术发展较快;第三阶段为自90年中期开始的近期阶段，此阶段的特征是，在引进国外非开挖技术和装备的同时，我国开始自行开发研制非开挖技术和装备，并取得了一些突破性的成果，扼止了设备的大宗引进势头，同时也涌现了一批专门或兼营非开挖技术的施工公司，开始进入了关键的创业期，具有我国特色的非开挖技术在国内的发展方兴未艾。
非开挖glossary
非开挖专业词汇汇总AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials美国公路和运输协会Abrasion: Removal of material due to a frictional contact.磨损：由于一种摩擦性的接触导致表面损失。
Abrasion and Scratch Resistance: Ability of a material to resist the infliction of damage in the form of scratches, grooves and other minor imperfections.抗研磨性：是材料抵抗外部以划伤等形式施加的破坏的能力。
ABS: Acrylonitrile-Butadiene-Styrene; a form of thermoplastic.丙烯腈共聚物：一种热塑性材料。
AC: Asbestos Cement; a composite material used in pipe construction.石棉水泥波纹板：石棉混凝土即一种用于管道结构的一种塑性材料Acceptance: By the owner of the work as being fully complete in accordance with the contract documents.验收：甲方根据签订的合同对工程进行完成度核实工作。
Adapter Ring: In microtunneling, a fabricated ring usually made from steel that serves to mate the microtunneling machine to the first pipe section. This ring is intended to create a waterproof seal between the machine and the spigot of the first joint.垫圈：在微型隧道中，一个用来协调为隧道机械与顶管段街头之间的金属环，该环所带的密封圈能够起到顶管机械与第一个顶管套管段之间的透水性。
非开挖定向钻进铺管钻机说明书
非开挖定向钻进铺管钻机说明书┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章前言1.1 概述非开挖定向钻进铺管钻机是新兴起来的地下管线铺设设备，在结构上和性能上已日趋完善，并形成了品种和规格较为齐全的系列。
目前，随着城市的迅速发展，对于地下管线的铺设，从20世纪70年代开始，在西方发达国家中开始推广应用非开挖技术。
这项技术可以在少量开挖地表的条件下探测、检查、修复、更新和铺设管线等多种底下设施。
与开挖发地下管线施工相比，非开挖发具有不影响交通，不污染环境等优点，并且在许多情况下不开挖法施工周期短、成本低。
因此，它被各国政府的重视，非开挖发正以越来越快的速度，在越来越多的场合取代开挖法地下管线施工。
目前，非开挖技术施工量已占管线施工量的10%，个别地区高达40%，已经成为衡量一个国家地下管线施工科技含量高低的重要标志之一。
为了缩短与世界发达国家技术水平的差距，赶上非开挖先进技术发展的趋势，研究和开发具有自主知识产权的非开挖技术是非常紧迫和必要的。
非开挖施工技术具有以下优点：（1）不开挖路面，减少了渣土储运给城市带来的污染，提高城市建设的文明程度，避免了开挖所引起的破坏性中伏建设，节省了原材料，保护了资源，保持了良好的路面状况。
（2）不开挖路面，不影响市民的正常工作、生活，减少了市民的埋怨，提高了决策者的威望，提高了城市文明形象。
（3）不中断交通，减少了因施工而改道的车辆拥挤、堵塞，减少了尾气排放，减少了空气污染，降低了交通事故发生率，保护了国家和人民的生命财产安全。
（4）不开挖施工，使得无法开挖（河流、建筑）和不宜开挖（主干道、闹市区等）地段的铺管得以实施。
为规划、设计部门提供了技术手段，避免了管道绕行，节约了宝贵的地下空间。
（5）不损坏地下管线，保持了各类管线的正常运行，保证了各行各业正常的工作秩序近几年采用的非开挖施工方法进行地下管线施工逐年增加，所以非开挖工程市场前景将十分巨大。
非开挖水平定向钻机讲解
目前国内水平定向钻机HDD情况
• 根据对35家水平定向钻机制造商（含代理商）的调查表明，2009年我 国新投入市场的各类水平定向钻机达1534台，比2008年的1364台增加 了170台，增长率达12.5％。在新增的钻机中，进口钻机9台，占仅总 数的0.6%；出口钻机的数量为104台，占6.8%。到2009 年底，在我国 市场上的水平定向钻机总量已达到6767台，其中包括进口钻机384台 ，出口钻机511台。历年我国水平定向钻机的增长情况如下图。
水平定向钻机(HDD)的定义
• 除了推拉力，所有的设备还有一个重要的参数 ——扭矩。在定向钻发展的初期阶段，人们认 为设备主要是用来回拖管线，制造厂商会着重 宣传设备的推拉力。随着技术的发展，大家都 认识到扭矩也是一个重要的因素。因为，在定 向钻施工时，主要是靠扭矩来切削地下土层， 设备没有合适的扭矩，也同样不能很好地完成 工程。因此，对于不同能力的定向钻必须有相 互配合的推拉力和扭矩。
水平定向钻机国内主要生产厂家
• 1.安徽两淮科力机械制造有限公司 • 安徽两淮科力机械制造有限责任公司为安徽省煤田地质局（安
徽两淮建设集团）下属单位，是合肥市重点高新技术企业、全 国唯一生产应用于煤田勘探领域顶驱钻机的厂家，并于2006年 先后列入合肥高新技术开发区1346建设项目、合肥市121建设项 目及安徽省861行动计划。 • 主要机型：
水平定向钻机(HDD)工作示意图
水平定向钻机系统简介
• 各种规格的水平定向钻机都是由钻机系统、动 力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机 具组成。
• 1.钻机系统：它是穿越设备钻进作业及回拖作 业的主体。它由钻机主机、转盘等组成。钻机 主机放置在钻机架上，用以完成钻进作业和回 拖作业。转盘装在钻机主机前端，连接钻杆， 并通过改变转盘转向和输出转速及扭矩大小， 达到不同作业状态的要求。
非开挖钻机工作原理
非开挖钻机工作原理非开挖钻机是一种用于地下施工的机械设备，其工作原理主要包括推进装置、钻进装置和支护装置三个部分。
非开挖钻机的推进装置是该设备的核心部件之一，它能够将钻机沿着地下管道推进。
推进装置通常采用液压传动系统，通过控制油缸的伸缩来实现推进和回转动作。
在工作过程中，钻机的推进装置可以根据需要进行调整，以适应不同施工环境的需求。
同时，推进装置还配备有定位系统，能够精确控制钻机的位置和方向，确保施工的准确性和安全性。
非开挖钻机的钻进装置是实现地下钻孔的关键部分。
钻进装置主要由钻杆、钻头和电动机组成。
电动机通过传动装置带动钻杆旋转，钻头则负责在地下进行钻孔作业。
钻头的选用要根据不同地质条件进行合理选择，以提高钻进效率和钻孔质量。
钻进装置还配备有液压系统，用于提供足够的钻进力和钻进速度，确保钻孔作业的顺利进行。
非开挖钻机的支护装置是为了保证施工过程中地下管道的稳定和安全。
支护装置主要由管道套管、注浆设备和支撑材料组成。
在进行钻孔作业时，钻机会在钻孔周围形成一个较大的孔洞，为了防止地下管道坍塌，需要通过套管将孔洞固定起来。
同时，注浆设备会将特殊的浆液注入套管中，形成一层坚固的土壁，增加管道的稳定性。
支撑材料则用于填充孔洞，以补充地下土壤的支撑能力。
总结起来，非开挖钻机的工作原理包括推进装置、钻进装置和支护装置三个部分。
推进装置通过液压传动实现钻机的推进和回转，钻进装置通过钻头和钻杆进行地下钻孔作业，支护装置则用于保证施工过程中地下管道的稳定和安全。
这些部件相互配合，共同完成地下施工任务，具有高效、准确和安全的特点。
非开挖钻机的应用极大地提高了地下施工的效率和质量，广泛应用于城市基础设施建设、管道敷设和地铁隧道施工等领域。
非开挖水平定向钻技术在道路工程污水管道铺设中应用论文
非开挖水平定向钻技术在道路工程污水管道铺设中的应用摘要：本文介绍非开挖施工的水平定向钻技术在中、小口径污水管敷设中的施工工艺、施工要点和质量控制措施。
关键词：非开挖施工道路工程管道铺设abstract: this paper describes the trenchless horizontal directional drilling technology, small-bore sewage pipe laying, construction technology, construction elements and quality control measures.key words: trenchless construction; road works; pipe laying中图分类号：u41文献标识码：a文章编号：前言在市政工程施工中，必然要铺设很多不同直径的管道(包括自来水管道、污水管道、雨水管道)。
传统的挖沟埋管法具有很多缺点，如影响交通，破坏路面、破坏地表植被，影响正常的商业活动和居民的日常生活以及有可能产生大量的土方。
非开挖技术被广泛应用于穿越公路、建筑物、河流以及闹市区、农田和环境保护区等不允许或开挖费用较大的工程中。
由于该技术具有综合成本低，施工周期短，环境影响小，不影响交通，施工安全性好等优点，在市政工程给排水、通信电缆、燃气管道等地下管线工程施工中得到广泛应用。
1 水平定向钻非开挖施工技术介绍水平定向钻钻进中，大多数工作是通过回转钻杆来完成的，钻机的扭矩、轴向给进和回托力，是控制拖管施工的重要技术参数。
水平定向钻施工一般分三步进行：（1）钻导向孔利用水平定向钻钻进设备在入口处开始钻进，钻进过程中通过导向仪监测和控制使钻孔按设计的轨迹延伸，并从另一端钻出地表，完成导向孔的施工。
见图（2）扩孔如果待铺管线的管径较大，不能同时完成扩孔和回托作业时，必须进行逐级扩孔。
根据设备能力、地层条件和现场的情况来确定每次扩孔的直径。
非开挖钻机工作原理
非开挖钻机工作原理
非开挖钻机是一种非破坏性施工技术，用于进行地下管道、电缆等的定向钻孔。
非开挖钻机的工作原理是利用旋转切削原理，通过不断旋转钻头并施加一定的推力，将地下土层逐渐破碎和切削。
具体来说，非开挖钻机的工作原理包括如下几个步骤：
1. 钻孔准备：首先需要根据需要进行钻孔位置的勘测，并确定钻孔长度和方向。
然后，在钻孔点附近进行挖掘坑洞，以便钻机操作。
2. 钻头投入地下：将钻头与钻杆连接好后，通过起重机将钻头缓慢放入预定钻孔的入口处。
3. 钻孔操作：钻机操作员通过操控控制台，控制钻机的旋转和推力。
钻机开始旋转钻头，并同时向前推进，将钻头不断切削土层。
在钻孔过程中，根据所需深度进行相应的控制和调整。
4. 土层破碎和切削：钻头通过旋转和推进，利用其尖锐的钻齿切削地下土层。
由于钻头采用破碎岩石的切割齿，可以钻孔的同时进行破碎。
5. 土层的排出：随着钻孔的深入，地下土层破碎后，通过钻杆内的空心管道将土层排出到地面。
6. 钻孔完成：当钻孔达到预定深度后，停止旋转和推进，并将
钻头缓慢抽出，完成钻孔。
总之，非开挖钻机通过旋转切削土层的方式实现地下钻孔，以便进行管道等设施的敷设，避免了传统开挖施工对地面的破坏。
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Microtunneling Process
微型隧道法施工过程
Pipe Jacking 顶管法
• Lengths of up to 490 m have been achieved 施工长度可达490米
• Diameters of 1060 - 3050 mm 管径介于1060－3050毫米
• Applications: 应用 – large diameter gravity sewers and force mains 大型下水管道和压力管道
Pipe Jacking Process
顶管法施工过程
– Added undesirable long term operational costs to the City of Nanaimo
给这个城市增加了一些额外的长期营运成本
• Cost Estimated at $5.2 million 成本估算约5.2百万美元
Pipe Bursting Researched as a Possible
在3-6米的粘沙土层施工难度大；地下水位高；会影 响三文鱼栖息地的生态
– Additional right-of-way would be required
需要额外的管位
• Cost Estimated at $5.1 million 成本估算约5.1百万美元
Pumped Option 泵站方案
• Advantages 优点
Rehabilitation Techniques
管道修复技术
Lining of Pipe 内衬法
Robotic Spot Repair 机器人现场修复
Pipe Scanning & Eval. 管道扫描和评估
Lining of Pipe 内衬法
•Lengths of up to 1000 m 施工长度可达1000米 •Diameters of 100 - 1500 mm 管径介于100－1500毫米 •Cost varies by method 成本因方法而异 •Applications: 应用
HDD Process 水平定向钻进过程
HDD Process 水平钻进定进过程
Hale Waihona Puke Pipe Bursting 爆(裂)管法
Static Head 固定式裂管头
• Lengths of 100 - 900 m
施工长度：100－900米
• Diameters of 75 - 1060 mm
管道直径：70－1060毫米
• Parallel the existing gravity trunk sewer with a new gravity trunk sewer
将新下水管与旧下水管平行安放
• Construct a series of 5 new pumping stations and pump to adjacent sewerage area
• Minimal disruption of traffic
最小的交通干扰
• Year round construction 全年可以施工 • Improved safety 安全性改善 • Reduced landscape damage
减少对周围物景的损坏
• Minimal disturbance to local business 对周围的商业环境影响少 • Improved construction productivity 改善施工的效率 • Can access otherwise inaccessible areas 在难以进入的区域也可施工
INTRODUCTION TO TRENCHLESS TECHNOLOGY
非开挖技术的介绍
By Samuel T. Ariaratnam, Ph.D., P.E. Arizona State University, USA
Traditional Methods
传统的方法
• First suited for “gre enfield” 适用于未发展区域
•relining of water, sewer, and natural gas lines 供水管，下水管和天然 气管道的内衬
Lining of Pipe 内衬法
Cured-In-Place 软衬法
Fold and Form 折叠内衬法
Segmental Sliplining 分段插管法
CIPP Lining of Pipe 软衬法
需要设置5个新泵站，把污水泵送到邻近排污系统
Parallel Trunk Sewer 平行管道方案
• Advantages 优点
– Maintains gravity flow 维持重力流动
• Disadvantages 缺点
– Construction in silty sand to clayey material 3 to 6 metres deep with high groundwater in close proximity to Millstone River, a highly sensitive Coho salmon habitat stream.
Pipe Jacking 顶管法 Auger Boring螺旋钻进法
Horizontal Directional Drilling
水平定向钻进法
• Lengths of 15 - 1800 m 施工长度：15－1800米
• Diameters of 25 - 1200 mm 管径25－1200毫米
下水管道扫描和评估技术
TWO CASE HISTORIES 两个例子
Pipe Bursting 爆管法 Horizontal Directional Drilling
水平定向钻进法
Pipe Bursting of the Millstone
Sanitary Trunk Sewer
爆管法的里程碑
Alternatives 方案比较
Compaction 压实 Concrete or asphalt
重铺水泥和沥青
Traffic control交通管制
New Construction Techniques 新技术
H.D.D.水平定向钻进法 Pipe Bursting 爆(裂)管法
Microtunneling 微型隧道法
business, and other activities.” 无开挖技术就是采用各种方法，
材料，设备来铺设，更换或修复地下公用设施而能做到最小限度地扰民 碍市
- North American Society for Trenchless Technology 北美无开挖技术协会
Why Trenchless? 为什么要无开挖？
Costs of Open Cut Pipe Replacement
开沟更换管道的成本
Pavement saw-cutting
开凿路面
Excavation 挖沟 Trucking spoil and dump
fees 运土费和倒土费用 Backfill and transport
回填和运输费用
– Minimizes environmental impacts as pump stations and forcemains for the most part would be constructed in existing right-of-ways.
对环境扰动小
• Disadvantages 缺点
Auger Boring 螺旋横钻孔机
•Lengths of 12 - 150 m 施工长度：12－150米
•Diameters of 200 - 1500 mm 管径：200－1500毫米
•Applications: 应用 •relatively short crossings of pipes and conduits 短距离的管道施工
Alternative 爆管法作为可能的另一选择
• Low tech – little change over past 50 yrs.
技术含量低，近50年没有多大改进
• Level of planning & implementation basic
对计划与实施手段的要求低
• “Non-greenfield” – surface disruptions, underground utilities 在市区施工， 对地面上的物景
• Applications: 应用 – utility conduits 市政工程 – Pipelines 管道设施 – gravity sewers 下水管道 – force mains 压力管道
– horizontal remediation wells 治理污染的水平管群
– geotechnical investigations地质调查
爆管法的过程 （ 固定裂管工艺)
Pipe Bursting Process(Static Cont.)
爆管法的过程 （固定裂管工艺) 续
Pipe Bursting Process(Pneumatic)
爆管法的过程 （气动工法)
Microtunneling 微型隧道法
•Lengths of 25 - 225 m 施工长度：25－225米 •Diameters of 250 - 3050 mm 管径：250－3050毫米
• Applications: 应用
– inspection of infrastructure systems to gain a “snapshot” of pipe condition 检查基础管道设施的状况