非开挖水平定向钻导向轨迹设计
非开挖水利定向转方案
非开挖水利定向转方案（1）施工步骤：钻导向孔：导向孔钻进就是从起始位置沿预定路线向目标位置钻进的过程。
为了准确地沿预定线路前进，司钻手必须控制钻头体的钻进方向，有时还需要变向。
变向的简单原理是：当边旋转边推进时，钻头体直线行进；当不旋转只推进时，钻头体沿弧线行进。
实质上，一个完整的导向孔就是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。
复线: 导向完成后，由规划设计院委派工作人员。
利用全站型电子速测仪（Electronic Total Station）对管位轨迹参数进行复核。
确认实际施工导向轨迹与规划设计施工方案轨迹是否一致。
回扩:回扩是将导向孔扩大，使其与所要铺设的管线直径相适应的过程。
例如，要铺设2DN100的镀锌钢管，就需要将孔径扩大到管径的倍。
如果要回拖2Φ110，则要求孔径扩大到35～40cm，如将交通工程2Φ110与安监工程2Φ110同时捆绑铺设，则孔径扩大应达到38～50cm。
回扩术语：回扩：扩大导向孔的过程。
预扩：使用回扩器一次或多次穿越孔道的过程。
目的是在回拖管线通过孔道前，使导向孔达到合适的尺寸和条件。
回拉：在完成的钻孔中安装公用管线的过程。
清孔：用管径的倍直径回扩器对预扩完成的穿越孔道进行一次或多次穿越清淤的过程。
确保穿越孔道通畅，返浆良好。
示踪线测量：利用电子万用表对定向钻回拖示通线进行导通测量。
长度测量：定向钻穿越成功后，会同监理方对穿越段长度的实际水平距离进行测量，并记录《非开挖工程量统计表》。
（2）敷设在回扩好的孔道中，将已经准备好的全部在回扩器的引导下拖入孔道中，完成管线敷设。
（3）施工设备：水平定向钻机定位仪器定位仪器一般采用手持式或有线式系统。
在大多数水平定向钻施工中，通常使用的是手持式控向仪器。
下面的分别对三个部件进行专门介绍。
●接收器●遥显仪●信号棒定位系统组件正常的水平定向钻施工中，一般采用手持式定位设备以便于追踪钻进中的钻头。
控向仪操作手在钻头行进路线的上方行走，使用手持式接收器定位钻头。
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。
非开挖水平定向钻牵引管专项施工方案设计
目录一、工程概述11.1工程概况11.2场地工程地质情况1111二、编制依据1三、非开挖水平定向钻牵引管技术方案23.1穿越部位地段地点2233.2具体情况83.3连接方法83.4设备的选用与管线敷设受力分析与泥浆要求93.5水平定向钻牵引管施工技术99步骤1320202021四、施工关键技术措施224.1关键工序、特殊过程的实施控制224.2须知事项224.3管道回拖过程中遇到障碍物的紧急处理23五、质量保证措施235.1原材料管理235.2施工过程质量管理245.3施工质量管理措施26七、安全文明施工措施287.1、安全措施28282929307.2文明施工与环保措施303031317.3机械施工安全技术措施32七、地面交通维护方案32八、管线保护措施33九、应急救援措施339.1施工事故与应急措施339.2物体打击事故应急准备与响应预案349.3机械伤害应急准备与响应预案359.4触电事故应急准备与响应预案37非开挖水平定向钻牵引管专项施工方案一、工程概述1.1工程概况本方案主要针对的交通工程信号灯系统、安监工程社会治安视频监控系统横穿G105主线的过路管线采用的非开挖水平定向钻牵引管技术施工。
1.2场地工程地质情况本项目改造X围与《G105国道〔粤西沿海高速公路出口至梅华西立交段〕快速化改造工程》一致，该工程地质勘测资料满足本项目设计深度要求。
根据相邻场区与原道路的地质报告揭示，场内岩土自上而下分为：人工填土〔耕植土〕〔Qml〕、第四系海陆交互相沉积层〔Qme〕淤泥、第四层冲积层〔Qal〕粘土、砾砂、粉质粘土、粗砂和第四系残积层〔Qel〕砂质粘土与微风化花岗岩〔γ〕。
燕山期花岗岩各风化层构成场地的岩石基底，均有较高的强度与较小变形的特点，为场地内良好的天然地基土或深根底持力层。
根据场地工程地质条件与勘察报告与设计文件，采用非开挖水平定向钻牵引管技术施工。
根据珠交通纪字〔2015〕10号某某交通集团会议纪要，将原设计管径为100mm的镀锌钢管改为直径为110mm的PE软管。
谈非开挖定向钻进技术拖拉管施工
谈非开挖定向钻进技术拖拉管施工摘要：本文阐述了非开挖定向钻进技术拖拉管的轨迹设计原理及拖拉管导向、扩孔、回拉、检测等施工技术，分析了拖拉管施工的优缺点。
关键词：非开挖定向钻进；拖拉管施工；优缺点地下管道施工中，经常遇到河流、铁路等大型障碍物，无法径直开挖,通常采用顶管施工，需建钢筋混凝土工作井接收井等,工序多,工期长，造价高。
采用非开挖定向钻进技术拖拉管施工,能缩短工期,降低工程成本.如上海海港新城污水埋管工程采用非开挖钻进技术拖拉管就是成功一例。
该工程桩号为KO+OSO至KS+540，管线全长9。
5km，其中横穿滨果公路和军垦河段，管径DN600，原设计为开挖施工，设计变更为拖拉管,管材为高密度聚乙烯HOPE管,非开挖长45m。
一、拖拉管简介：非开挖定向钻进技术又称拖拉管、牵拉管施工，是将石油工业的定向钻进技术与传统的管线施工方法相结合的一项施工新工艺，近几年被广泛用于市政、电信、电力等多种地下管线的建设中.非开挖定向钻进施工是将定向钻机设在地面上，在不开挖土壤的条件下，采用探测仪导向，控制钻杆钻头方向,达到设计轴线的要求，经多次扩孔，拖拉管道回拉就位,完成管道敷设的施工方法。
二、拖拉管主要施工工艺：(一）水平定向轨迹设计与原理导向孔轨迹设计是在管线剖面图基础上,设计出钻孔的最佳曲线。
根据开挖的工作坑、接收坑结合设计井位,按照设计管道水力坡度标高来设计钻进轨迹.不仅需要考虑避开穿越区域的地下管线，还要考虑到水文地质、地面环境、铺设管道的管径材质、穿越长度深度、钻机的性能等因素。
管道施工的轨迹要满足设计要求,必须考虑入土点、出土点的斜直段、曲线段长度,严格控制水平穿越段各点标高。
一般作业标高控制以每根钻杆为一个控制点，按设计管道水力坡度计算出钻进轴线上轨迹标高。
入射角度根据已知数据科学计算，正常操作应控制在5－12度之间.如果单从施工的顺利程度考虑，在产品管线埋设深相同的前提下，造斜距离越长则轨迹曲线越平缓，有利于后续管的顺利回拖.(二）拖拉管施工2施工准备2.1编制施工方案,明确技术措施,严格技术管理.2。
非开挖导向孔最短距离轨迹设计问题的探讨
非开挖导向孔最短距离轨迹设计问题的探讨苏涛(湖北地建集团神龙市政建设工程有限公司430056)摘要：导向孔轨迹设计是开展非开挖工作的关键性步骤。
本文通过非开挖施工所需最短距离问题的论述，对导向孔轨迹设计的关键性依据，即单根钻杆的最大可调控角度进行了详细的阐述，并且提出了于轨迹设计工作非常有效的实用计算方法。
关键词：导向孔轨迹、曲率半径、角度、斜度百分数随着人们对环境保护和管线铺设新方法的日渐重视，非开挖铺设地下管线技术逐渐被人们所喜爱并且获到了巨大发展。
其中导向钻进法作为一种灵活高效的施工方法在城市管网建设中也得到了日益广泛的应用。
然而由于城市地下情况非常复杂，不仅地质条件多变，而且地下已有管线纵横交错，这些无疑都给非开挖施工带来了困难和风险。
不仅如此，某些需穿越管线的地段因其空间的狭小而给导向孔的轨迹设计提出了更精确的要求。
因为在实际的非开挖施工中，我们不仅要求导向钻头能扎得下去而且还要弯得上来，换句话说就是如何在狭小的空间里成功地开展非开挖铺管工作，亦即能够成功开展非开挖工作的导向孔轨迹的最短距离是怎样确定的。
在我们多年的非开挖铺管施工中也经常遇到这一问题，比如要在某一场地比较狭窄的地段开展非开挖铺管工作，这就需要我们对导向孔的轨迹设计进行精确的计算，所以对这一问题的深入探讨也具有很重要的实际意义。
也只有对这一问题的充分思考和理解我们才能够掌握非开挖导向孔轨迹设计的实质和精髓。
下面本人就结合多年的非开挖施工实际和自身的体会，对这一问题进行一些初步的探讨。
1导向孔轨迹分析我们知道典型导向孔的轨迹一般由三段组成：第一造斜段、直线段和第二造斜段，如图1所示。
图1 典型导向孔一般轨迹图第一造斜段是钻杆进入水平钻进位置的过渡段，直线段是依据待铺管线长度而确定的水平钻进段，第二造斜段是钻杆出露地表的过渡段。
因此，对一般的导向钻进铺管施工，其导向孔的轨迹主要由以下几个基本参数决定：①水平穿越起点A；②水平穿越终点B；③铺管深度h；④第一造斜段的曲率半径R1；⑤第二造斜段的曲率半径R2；其中R1主要由钻杆的曲率半径决定，R2主要由待铺设管线的允许弯曲半径决定。
非开挖导向钻进轨迹的设计原则与控制方法
仪来测 量 ， 由钻头 内部 的探 头发出信号 ， 由地 面接收仪接 收信号 ，
测算 出钻头 的实 时位 置 ， 而计 算 出实际钻进 轨迹 。实 际工作 中 从
３ 导 向孔设计
万 事 开 头 难 ， 向 孔 对 后 续 钻 进 起 导 向 作 用 ， 予 以 充 分 关 可 采 用 均 角 全 距 法 （ 阅 参 考 文 献 ［ ］计 算 各 孔 段 的 空 间 几 何 状 导 应 参 ６）
第３ ６卷 第 ２ １期 ２０ １０ 年 ７ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨ Ｉ 兀 『 ＴＥ ＲＥ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ． １３ ２１
ＪＪ ２ １ ｕ． ０ ０
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文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ２ —１ １０ １ ０ ．８ ５ ２ １ ）１０ ４ —２
备 ， 至造成工程完 全失 败 ， 甚 给业 主和 施工 方带 来 巨大 的经 济损
失 。对 于 小 型 项 目 ， 开 挖 导 向 钻 进 轨 迹 的设 计 和 控 制 往 往 根 据 非
其 中 ， Ｉ为最小 曲率半 径 ， Ｄ 为管道外径 ， ５。 ＲＩ ｌ ｉ ｍ； ｍｍ［ｌ
实 际上 每种规格钻杆 的最小 许用弯 曲半径都不 同 Ｊ 当轨 迹 ， 具体工程凭经 验进 行即能满足要求 ， 而随着 城市地 下管线 日趋 弯 曲半径小 于最 小许用弯 曲半径 时 ， 引起钻杆 屈服 变形甚 至开 然 会 复杂 ， 尤其 是大 中型项 目， 非经验所 能完全胜 任 ， 就对导 向钻进 裂 ， 这 引起 重大工程损失 。因此实际钻进 中可取 Ｒ＝ｍａ ｛ ， ｝ ｘ Ｒ】Ｒ２ ， 轨迹设计和控 制提出更高要求 ＿。 １ Ｊ 其 中， 为上述 经验公 式确 定 的最 小弯 曲半 径 ； 为 钻杆 的 最 Ｒ１ Ｒ２
水平定向钻进导向轨迹设计算法讨论
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! " # % " + ! ! 收稿日期+ + # ! 作者简介 刘杰 中国地质大学# 武汉$ 工程地质硕士! 现工作于无锡市钻通工程机械有限公司! 从事非开挖水平 # & * ! .$ + ! 定向钻工作已有 ( 年! 具有丰富的现场经验和理论基础! 江苏省无锡市胡埭工业园区北区刘塘路 # 号! H I J # ( ! # & ( " * % % " + K @ 3 L B J # " % " & ( & * D 9 ; 3& " U U
非开挖水平定向钻进系统地下传感器探头的设计与钻进轨迹的研究
东南人学硕士学位论文第二章非开挖水平定向钻进系统概述２．１非开挖水平定向钻进系统的工作原理２．１．１定向钻进的工作原理水平定向钻进（ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＤｒｉｌｌｉｎｇ，ＨＤＤ）技术是利用水平定向钻机以可控钻孔轨迹的方式，在不同地层和深度进行钻进并通过定位仪导向抵达设计位置而铺设地下管线的施工方法Ｉ悼１７１。
施工时，首先利用专门的定向钻机钻出一个小口径的导向孔，钻进过程中通过监测和控制手段使钻孔按设计轨迹延伸，并从另一端钻出地表，如图２—１所示。
然后用扩孔钻头将钻孔扩大至所需的口径，最后将待铺设的管线回拖入孔内，如图２－２所示。
图２．１ＨＤＤ导向孔施工原理图图２．２ＨＤＤ扩孔及管线回拖施工原理图水平定向钻进技术的关键部分是导向孔钻进技术，它利用放置在钻头附近的探头发射信号，定向仪器可随时测量出钻头位置、深度、顶角、工具面向角等参数，与钻机配合及时调整方向，实现有目标的引导式钻进，即定向钻进。
对于定向钻进来说，根据地层条件的不同，在松软地层中，一般选用的是一个弯接头和一带喷嘴的切削钻头组成，在硬岩或者卵砾石地层中，孑Ｌ底钻具由弯接头、泥浆马达、刮刀钻头和牙轮钻头或者会刚石钻头组成。
泥浆马达（即螺杆钻）属于正排量容积式液压马达，其作用是将钻进泥浆的液压能转换为驱动钻头的机械能。
需要说明的是：目前在岩石（特别是可钻性比较差的基岩）中的非开挖定向钻进技术还不够成熟，国内外许第二苹非开挖水平定向钻进系统概述多科研机构和企业在不断地尝试其它方法：比如采用弯接组合钻杆配合牙轮钻头以及采用螺杆钻等方法来解决基岩中的钻进和钻孔弯曲问题。
长距离水平定向钻进时，钻杆柱和孔壁之间的摩擦阻力比较大，给施工带来比较大的困难。
这时一般采用套洗钻进，即在钻杆柱外加一层套管，其前端的钻头由钻机驱动，进行套洗钻进。
套洗钻头钻到离导向钻头２５ｍｍ．８０ｍｍ后，停止钻进，由导向钻杆钻进。
这样，导向钻进和套洗钻交替进行，完成导向孔的施工。
非开挖导向钻进钻孔轨迹优化设计
小平面
一
一
，
线铺 设 的实 际情况 和工 程要求 而定 。可 认为是 已知
，
” Ｊ
的 ， 且该直 线段 大多 为水平 或微倾 斜 的 。 并 （ ）人 口段和 出 口段 的曲率半 径 Ｒ Ｒ： 别 ２ 和 分 与钻 杆 最小 曲率 半径 和 铺 管允许 的 曲率 半径 有 关 。 在实 际工程 中人射 角一 般控制 在 １。４。且每根 钻 ０－ ５，
第２ ３卷 第 ６期
陈军红
陈宝义 ： 非开挖 导向钻进钻孔轨迹优化设计
９
在 整个 管线 的优 化设 计 中 ，应 尽 可能 的使 造斜
距离（ ＯＢ） 最短 。考虑 到场地 限 制和 施工 工期 、 施工
应力 ， ＭＮ／ Ｎ 为 孔底 功 率 ， Ｗ ； ｍ； Ｋ ｎ为钻 杆 转 速 ，／ ｒ ｍｉ； 为钻 杆 弯 曲挠 度 ， （ Ｄｋｄ）２Ｄｋ 钻 孔 ｎ ｍ；Ｉ ＝（ － ； 为 ／ 直径 ， ｍ； ｌ 钻 杆 弯 曲最 小 半 波 长 长 度 ， ｈ 一 ｍ；根 据 ｒＭ． ． Ｃ ｐ Ｈｏ ａＫ ｃＢ公 式 ，在 中心 点 以下 的弯 曲 半波 长 为 ｌ ｂ ＝
化 ， 没有提 ｍ具体 的 优化指标 。 并 轨迹 设 计是 导向钻
的取值 范 【与所铺 设 的管线 有关 。 书 ｌ （） 程 要求 、 ４上 施工 场 地 条 件 、 地层 的特点 和地 下 埋设 障碍 物 的状况 ， 响钻孔 轨迹 。 影
１ 导向钻进 钻孔轨迹 的优化模型
为 了建 立起 数学 模 型 ，对 钻孔进 行 ｒ如下 几点
－
成本 、 施工风险的要求 ， 造斜距离叉不能太长 ， 距离
太 长将 需要更 多 的钻 杆 、 长 的时 间进 行施工 ， 更 这会
导向钻进非开挖轨迹优化设计
・探矿工程・ 文章编号:100121986(2001)0620062202导向钻进非开挖轨迹优化设计史晓亮,段隆臣,侯树刚,高 辉(中国地质大学,湖北武汉 430074)摘要:在实际非开挖工程施工中,应用计算机模拟技术指导钻孔轨迹设计,使实际轨迹线与设计钻孔轨迹基本相符,实现最优化施工。
关 键 词:非开挖;轨迹设计;优化施工中图分类号:P 63415 文献标识码:A1 概述非开挖管线施工中,实际钻孔轨迹与设计轨迹的符合程度严重地影响着工程的质量和成败。
合理的轨迹既可提高施工效率,又可降低事故发生率和施工成本,具有显著的现实意义。
2 工程概况工程位于武汉市汉口青年路。
横穿马路铺设一根5273mm 钢质电缆管线,埋置深度为216～218m ,总长度为50m 左右,采用非开挖方法完成管线铺设。
中国地质大学(武汉)勘察与基础工程系负责完成管线铺设施工(采用GB S 210型导向钻机、英国雷迪公司RD 2385型导航仪及相应的配套设施)。
施工地层上部为0～213m 的含有少量建筑垃圾的杂填土层,下部213～312m 为第四纪松软的、含有铁质、少量建筑垃圾的红粘土,是南方常见导向钻进施工地层。
原有地下管线情况:距地表015m 处铺设有供电电缆线,距地表112～118m 处有5600mm 水泥质自来水管线和5800mm 的排污管线。
铺管方式:采用GB S -10型导向钻机回拉铺管。
地层的造斜强度:根据武汉市、湖南、河南等地的非开挖导向钻进施工经验,可知这种典型南方非开挖地层的造斜强度为3～5° m 。
收稿日期:2001203206作者简介:史晓亮(1974—),男,黑龙江佳木斯人,博士生,主要从事基础工程施工,非开挖管线施工和超硬材料方面的研究1参考文献[1] 赵明鹏等1矿井地质工作方法及其新进展[M ]1北京:地质出版社,19961[2] 刘天放等1矿井地球物理勘探[M ]1北京:煤炭工业出版社,19931[3] 大同侏罗纪含煤地层沉积环境和聚煤特征[M ]1北京:科学出版社,19911[4] 于昌明等1CSAM T 法在四台矿402盘区陷落柱构造探测中的应用[J ]1地球物理学进展,1996,(2)1[5] 高宇平1大同侏罗纪煤田无线电波坑道透视特征[J ]1煤田地质与勘探,1998,26(3):66—691Com prehen sive survey for geolog ica l structure i n Sita i d istr ict ,Da tongHON G L ei 1,GAO Yu 2p ing 1,ZHAN G Zhong 2li 2,Q IW en 2heng2(1.Su rvey D epartm en t of D atong CoalM in ing Group Com pany ,D atong 037003,Ch ina ;2.X i ′an B ranch ,CCR I ,X i ′an 710054,Ch ina )Abstract :T h rough the comp rehensive survey fo r the comp lex geo logical structures in Sitai district ,D atong ,it is investigated that the grow th regularity of the geo logical structures in survey area .T he results show that the comp rehensive survey m ethod is very effective to detect the geo logical s m all 2scale structures in digging zones o r w o rk ing faces .Key words :s m all 2scale structure ;comp rehensive survey ;Sitai district ,D atong・26・煤田地质与勘探COAL GEOLO GY &EXPLORA T I ON V o l .29N o.6D ec .2001图1 钻孔轨迹示意图 钻孔轨迹示意如图1。
非开挖(定向钻进与导向钻进)
1）在松散土层中成孔是以高压水射流和钻头的切 削作用共同完成。
带斜面的导向钻头；
孔底钻具组合
钻杆
直线钻进与曲线钻进
钻杆回转时在水射流和机 械切削的共同作用下实现 直线钻进。
在钻杆不回转状态下施压，导 向钻头斜面上受到一定的侧向 反力，钻头会沿斜面方向钻进。
2）在硬岩或含卵砾石地层中成孔主要靠钻头的切 削作用
最大给进力：40 KN 最大回拖力：80 KN
扭矩：2.2 KNm 输入功率：40 KW
给进力： 303.8 KN 回拖力：303.8 KN 扭矩：13.6 KNm 单根钻杆长：4.5 m 铺管曲率半径：70 m 功率：160 KW 钻机重：18115 Kg
给进/回拖力：800 KN 扭矩：54.2 KNm 钻机自重：38095 K g
回拖 力 （ KN ）
≤60
扭矩 转速 (KNm) （ rp
m）
≤1.0 50120
功 率 应用 （ KW ）
<50 各类入
户分支 管线
≤180 ≤250 1.37- ≤100 ≤2.7 <200 <112 一般短
2.0
距离穿
越
≤300
≤600
3.04.6
100- ≤27 500
>300 ≤1500 6.19.1
一、导向/定向钻进概述
导向钻进： 一般导向式钻进多用于浅部、短距离、软
土层中，采用水射流和鸭嘴式钻头，由步行式 导航仪实现钻头位置和钻孔轨迹测量。
适用管径：400mm以内，铺管长度为400~500m。
定向钻进
应用于长跨越孔，适用范围广，可以采用孔底马达、 或刚性钻杆带动钻头回转钻进成孔，在硬岩或砾石层中 也可施工，采用随钻方式监控钻孔轨迹，深度较浅时用 步行式导航仪。
非开挖水平定向钻导向轨迹设计
非开挖水平定向钻导向轨迹设计非开挖水平定向钻导向轨迹设计随着非开挖水平定向钻技术的应用越来越广，对于定向钻施工过程中遇到的难题越来越多。
目前市场上所用的小型钻机，其导向孔施工过程中大多是采用无线定位技术，本文就无线定位技术穿越施工时导向孔轨迹设计方法作一简单的介绍。
标签水平定向钻；导向；轨迹设计1 非开挖定向钻轨迹设计与原理非开挖铺管的关键技术在于导向钻孔轨迹的精确控制，确保避开原有地下管线及障碍物，按设计路线准确、顺利地铺管。
它的基本步骤是：采用先进的导向探测仪对地下钻头的前后倾角、深度、导向板面向角等进行测量，根据测量结果人为预定其导进方向，并不断地调整钻头面角进行推进或继续钻进。
其中，“人为预定”是凭操作经验来进行的，依靠操作者判断和调整前进方向，这就使导向精度和速度降低。
一旦发现当前钻出的孔段轨迹与理想轨迹有差异时，退回重新校，由于在先期的钻进过程中，旧孔轨迹周围环境在高压泥浆液的强力冲刷下已变得松散，再想靠导向板的推进来改变方向校正出新轨迹孔就较为困难了，往往要退回很大的量才能校正过来，并且回程量也只有靠经验来控制。
因此，在导向钻进时总是希望能够预先知道按操作控制所能得到的地下轨迹，最好是在设计好钻进轨迹时就有一套操作控制程序。
对此，进行非开挖导向钻进轨迹的研究是非常必要的。
1.1 几何关系的建立在导向钻进过程中，钻头以回转钻进和只推进两种方式运动。
回转钻进时，其方向不发生变化，轨迹线为直线；推进时，其方向会按一定的规律变化，轨迹力地下空间曲线。
这样整个钻孔轨迹由若干段直线和弧线组成。
1.2 钻孔轨迹的控制设计导向钻进的轨迹设计一般要考虑三方面的要求。
1.2.1 铺设管线的深度和水平距离；1.2.2 避开的地下管线和石块等障碍物；1.2.3 钻进角度或出钻角度的弧度变化控制。
例如说，在横穿马路钻进施工中常见到这样的情况：钻机置于马路边缘一定距离外，钻机以一定的钻进角度开孔，向下偏导向钻进，希望经过一定长度的弧形轨迹，达到铺管设计深度时钻头的方向恰好调整到水平方向，再保持水平方向旋转钻进，保正钻孔准确地从地下原有两根管道之间的间隙中穿越。
非开挖施工中导向孔轨迹的简易设计计算
非开挖施工中导向轨迹的简易设计计算摘要：就一些非开挖施工人员在现场凭经验打导向造成工程失败的现象，本文介绍简易实用的钻轨迹设计计算法并举例说明，确保非开挖施工现场人员容易理解、掌握并便使用,对于大直径PE管和钢管的铺设施工更值得参考。
To avoid being stuck or complete failure when install steel pipe or large dia meter HDPE pipe with HDD technology, a simple way of pilot bore path desi gn is recommended. Examples are also given so that those who work on jo bsite can easily master the way and use for practice.关键词：钻轨迹、造斜、转弯半径、开角、倾角Key Words: Pilot bore path, Set back distance, Bend radius, Start bore angle, Pitch从多年客户培训时反馈的信息得知，多水平导向钻机使用者在实际施工时多凭借经验估计开角度和造斜距离以及钻角度变化。
这在一些小直径软管的施工时都能侥幸成功，但在施工大直径管或钢管时这种凭经验的做法往往就会遇到多麻烦，出现拖管时卡死、工程失败等重大工程事故，造成巨大经济损失。
有的在事故之后找一个懂行的人帮助设计一个新轨迹，问题立即得到解决。
其实这种基本的设计并不麻烦，只要稍微懂得一些简单数学知识并查阅一些相关数据即可进行，这里我将平时给沟神（DITCH WITCH）客户理论培训课上讲授的一些简单设计计算的法容作一归纳与大家共享，期望能对一线施工人员有切实帮助。
导向是施工的第一步，随后的扩、拖管作业都是在此基础上进行的。
导向的质量如造斜段转弯半径的大小、轨迹曲线的平滑程度、避让地下障碍物的位置等是否正确直接关系到后续拖管作业的成败，因此要认真做好导向的施工。
关于非开挖水平定向钻进管线铺设工程技术规范
关于非开挖水平定向钻进管线铺设工程技术规范1．总则1.0.1采用水平定向钻进穿越地面及障碍物铺设管线技术正在我国蓬勃发展。
为规范我国水平定向钻进穿越铺设工程施工市场，统一施工技术质量标准，中国非开挖技术协会特制定本规范。
水平定向钻进穿越铺设管线工程无论大小，都必须进行设计和施工的质量控制。
中国非开挖技术协会希望通过应用本规范，提高我国水平定向钻进穿越铺设管线技术水平；提高工程承包商的施工质量和效益。
1.0.2 中国非开挖技术协会推荐本规范应用于水平定向穿越铺设管线工程中工程承包商与管线业主进行业务协商、工程承包商进行施工管理及其质量、安全控制等。
1.0.3本规范适用于采用机械回转钻进设备进行水平定向钻进，使各种材质的管道或缆线在障碍物之下穿越铺设的工程施工。
2．术语2.0.1非开挖技术（Trenchless Technology）以最小的地表开挖量进行各种地下管线探查、铺设、更换和修复的施工技术。
2.0.2 水平定向钻进（Horizontal Directional Drilling—HDD）利用水平定向钻机以可控钻进轨迹的方式，在不同地层和深度进行钻进并通过定位仪导向抵达设计位置而铺设地下管线施工的施工方法。
施工时，首先用导向钻具钻进小口径的导向孔；然后用回扩钻头将钻孔扩大至所需的口径；最后将生产管拉入孔内。
（注：包括导向钻进）。
2.0.3顶进/起始工作坑（Drive/Entry Shaft/Pit）为布置水平定向钻进施工存储泥浆而开挖的工作坑。
2.0.4 接受/出口工作坑（Reception/Exit Shaft/Pit）为回收水平定向钻进施工中排出的泥浆而开挖的工作坑，有称目标工作坑（Target Shaft/Pit）。
2.0.5穿越（Crossing）在地表下铺设跨越障碍物（河流、建筑物、铁路、高速公路等）管线的非开挖施工。
2.0.6钻进液/泥浆（Drilling Fluid/Mud）通常指水和澎润土或聚合物的混合物。
非开挖穿越工程水平定向钻施工方案
非开挖穿越工程水平定向钻施工方案重庆蜀能通建筑工程有限公司二0一八年三月二十四日第一章编制依据一、施工方案编制主要依据1、根据现场勘查确定点位2、施工地区的水文、地质勘查资料3、相关的技术标准、规范和规程（达到给水要求）《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》(CSTT）4、施工场地现况调查第二章工程概况一、工程基本概况本工程电力管道铺设，管径为PE160管（3孔)。
为了确保工程的顺利进行，我们建议对本次施工的地质条件进行工程地质堪探，提供行之有效的科学依据，才能高质量，高标准的按时完成施工任务.根据现场察看我们经研究制定如下施工方案：1、本工程根据场地地形、水文、河道及周边地质条件及穿越管道曲率半径，为保证电力管道的回拖，并将电力管道稳定埋设在底，设计入地角—25度,出土角为+25度。
2、拟选的定向穿越方案将根据现场的具体位置选择钻机摆放场地，达到最佳位置作为出土点场地.入土和出土两侧各挖一个泥浆储存坑。
第三章工程特点一、工程施工区域复杂，加大管理难度施工中需在场内建设工作坑,电力管道需从地下穿越，规划的管道拉管长度为120米左右,拉管距离较长，工程要求精准。
施工时加大测量控制的力度.本工程施工要求“精、准、快”：（1) 工程管理人员精力充沛、年富力强，施工人员素质高。
(2) 施工要求高,追求一流质量.(3) 遇有突发事情或有现况不符情况迅速反馈，及时与设计、监理、建设单位联系,能迅速作出合理的应对措施。
二、牵引施工采取非开挖施工方案即水平钻机钻孔牵引管道的施工方法。
该工程涉及面广，如何确保工程质量,确保施工安全是本工程重点控制的一方面.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，钻杆和加固钻道，以提高整个工程的工作效率.第四章施工部署优质完成工程是建设单位要求的，更是我公司所追求的.为了达到上述目的，必须加强有力的组织保证体系，我公司决定按现代化的组织形式，成立非开挖穿越工程项目部,在项目经理统一领导下,设立机械化施工班组,现场设专职安全员。
水平定向钻先导孔轨迹设计参数探究
水平定向钻先导孔轨迹设计参数探究水平定向钻先导孔轨迹设计参数探究摘要：水平定向钻先导孔轨迹设计是一项复杂而关键的工作，对于有效实施后续的水平定向钻井具有重要意义。
本文通过对水平定向钻先导孔轨迹设计参数的综合分析和探究，旨在寻找最佳设计参数，以提高钻井效率和效果。
关键词：水平定向钻；先导孔轨迹；设计参数；钻井效率；钻井效果一、引言水平定向钻技术在石油工程领域被广泛应用，能够实现从一个钻孔位置多向井眼的钻井，是现代石油勘探和开发的重要技术手段。
水平定向钻的关键在于先导孔轨迹的设计，而先导孔轨迹设计参数的选择对钻井效率和效果有着至关重要的影响。
二、水平定向钻先导孔轨迹设计参数水平定向钻先导孔轨迹设计参数包括钻头尺寸、转速、进钻压力、扭矩、钻井液性质和流量等。
这些参数的不同组合会直接影响先导孔的质量和效果。
1. 钻头尺寸钻头尺寸对先导孔的直径和形状有着直接的影响。
较小的钻头可达到较小的曲率半径，但会导致较高的摩擦阻力；而较大的钻头容易控制，但会增加曲率半径和转动力矩。
因此，在钻头尺寸选择时需要综合考虑井筒大小和地层结构等因素。
2. 转速和进钻压力转速和进钻压力是控制先导孔曲率的重要参数。
适当的转速和进钻压力可以实现所需的曲率，但过高的转速和进钻压力会导致钻头磨损加剧和井筒坍塌风险增加，因此需要根据具体情况进行优化和控制。
3. 扭矩扭矩是用于旋转钻头的力矩，对先导孔的牵引力和钻进性能有着直接影响。
过小的扭矩会导致困钻和进展缓慢，过大的扭矩则会导致井筒扩大和地层破坏。
因此，需要根据地层硬度和井筒情况选择适当的扭矩。
4. 钻井液性质和流量钻井液的选用和流量的控制对先导孔的质量和效果有着重要影响。
适当的钻井液和流量可以有效降低摩阻和泥浆压裂，提高钻井效率和效果。
不同地层和环境条件下，需要选择适宜的钻井液性质和流量。
三、水平定向钻先导孔轨迹设计参数优化在水平定向钻先导孔轨迹设计过程中，需要综合考虑上述参数的影响，并进行优化。
非开挖技术_水平定向钻穿越的设计
科技信息2011年第29期SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION0概述随着人们文明和环保意识的逐渐增强，开挖路面及河流进行各类地下管线施工导致的社会问题，交通问题和环境污染问题已越来越受人们的关注，非开挖技术推翻和打破了传统大开挖落后的铺设各种地下管线的方式。
与传统的开挖作业方法相比，非开挖技术适合于穿越高速公路、铁路、建（构）筑物、河流等地区，在我国大部分非岩质地区都可适用。
非开挖定向钻穿越技术是非开挖技术领域中占主导地位并且发展最快的高新技术之一，与传统开挖施工相比，定向钻穿越施工不阻碍交通，不破坏植被，减小了传统开挖施工对居民生活的干扰，以及对交通、周边建筑物的破坏和不良影响。
没有水上、水下作业，不影响通航，不损坏堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工周期短速度快的特点，由于管线埋在地层较深部位，地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少，能够起到自然防腐和保温的功用，可以延长管线运行时间。
现将主要计算内容和注意事项小结如下。
1设计内容设计方案确定1.1基础资料（1）管道输送介质；工艺参数。
（2）工程测量资料；1：200~1：2000平面图与断面图，对大型穿越在两岸应做控制坐标，数量宜为每侧各3处作为穿越设计及施工定位用，对河流穿越处应注明河道处里程，穿越堤防处堤防的里程，穿越处距公路、高速公路的里程。
（3）工程地质报告，1：200~1：2000地质剖面图与柱状图，设计时提供的地质资料非常重要，是选择钻进地层的依据。
按要求定向钻穿越的地质探孔应布置在管道轴线两侧，距中线为15~50m，纵向间距50m交错布置探孔，但对复杂地段探孔必须加密，间距为20-30m，以便详细反应穿越段地质情况。
穿越段地质钻探应提供以下参数：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、地层承载力等，地震及工程地质结论。
地质资料最主要的参数是设计洪水频率、最大冲刷深度。
（4）设计前应对应对穿越轴线及两侧原有管线进行全方位的探测，弄清其管线的走向、深度、及与铺设管线之间的空间位置关系。
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非开挖水平定向钻导向轨迹设计
非开挖施工2010-01-23 12:14:23 阅读36 评论1 字号：大中小订阅
非开挖水平定向钻导向轨迹设计随着非开挖水平定向钻技术的应用越来越广，对于定向钻施工过程中遇到的难题越来越多。
目前市场上所用的小型钻机，其导向孔施工过程中大多是采用无线定位技术，本文就无线定位技术穿越施工时导向孔轨迹设计方法作一简单的介绍。
1工程踏勘
非开挖水平定向钻导向孔施工前期的工程踏勘工作是至关重要的一步，其踏勘内容包括四个方面：
1、地形勘测；
2、背景噪音的探查；
3、工程施工要求；
4、原有管线的探测。
其中工程施工要求和原有管线探测是为导向孔轨迹设计提供依据的关键所在。
1.1 地形勘测
地形勘测是导向孔轨迹设计前必做的工作之一，目的是查清施工线路上河流的宽度、河床最深部位的深度、两岸的高差和出土点与入土点的通视情况。
对地面上的建筑物、构筑物和河水流速应作详细的了解，同时施工路径上的地下隐蔽工程也应作详尽了解，弄清其埋深、分布部位以及对导向施工的影响程度。
1.2 背景噪音
背景噪音是指在施工过程中影响定位仪读数及测量准确性的干扰信号和干扰源。
背景噪音一般分为两大类：一类是自发性的干扰源，即是本身能发射干扰信号从而影响定位仪的；另一类是屏蔽性的，就是通过阻挡定位仪的信号传递从而干扰定位仪。
这两种噪音在导向孔施工时对仪器读数的影响特别大，因此在轨迹设计前一定要调查清楚。
例如：电缆、电话电缆、路灯线、马路上的钢筋、含盐量高的河水，等等。
1.3 工程要求
非开挖工程要求是甲方根据工程使用要求或工程施工图纸对回拖铺管时管头两端的埋置深度、管线长度、管道坡度、过河的河底埋置深度和工程管线的平面位置要求。
导向孔轨迹设计前相关工程技术要求应完全明了。
1.4管线定位
导向孔轨迹设计前应对施工路径上的原有管线进行全方位的探测，弄清每根管线的走向、深度、及与待铺管线之间的空间位置关系。
管线探测一般分为四部进行：一是将肉眼所能见到的管线标志分类作好标记，对于能直接揭示的工程管线则直接测量其深度及走向；二是对特殊管线的露头，利用管线探测仪对其进行定位；三是对于没有露头而实际存在的管线利用仪器进行扫描进行定位。
对于河流底部原先存在的管线，则应调其相应的工程图纸对其深度和走向予以确认。
最后按管线的相关位置绘制综合地下管线分布图。
2平面定位及导向孔轨迹设计
2.1平面定位
平面定位是在导向孔轨迹设计前，在实地根据原有管线与待铺管线的相对位置拟定钻进轨迹的水平走向曲线，然后在该曲线上设置一些控制点。
控制点应选择在拟定轨迹曲线与原有管线相交的部位，当拟定轨迹与原有管线平行时，在水平间距小于1米的部位也应设置控制点。
这些控制点可为导向孔施工时提供水平位置和深度的参照。
对于拟定轨迹穿越河流时，应在河堤两侧15米范围内按每3米设置一个控制点，并尽量保证该15米为一条直线，为导向钻头进入河床创造有利的钻进趋势。
待控制点全部设置完后，绘制出控制点的平面图，为后续的轨迹设计提供设计依据。
2.2导向孔轨迹设计
2.2.1 管材最小弯曲半径R及钻杆曲率α1的计算
管材曲率是轨迹设计的重要依据，管材曲率的重要指标是管材成品的最小弯曲半径R，在轨迹设计过程中的每个弧段的弯曲半径R1应比管材的最小弯曲半径大（R1＞R），但是R1的弯曲率应比钻杆最小弯曲半径R2的弯曲率小（R1＞R2）。
这是导向孔轨迹设计的两个必要条件。
通常在出厂时，厂家就对R2的数值进行过标定，并根据这一数值对每根钻杆的极限曲率α进行过计算。
因此在轨迹设计前就应对管材弯曲半径和施工中每钻杆的变换率进行确定，可通过如下公式进行计算：
1、管材最小弯曲半径R计算公式
R=（r×E）/σ
r—管材的半径
E—管材材质的弹性模量
σ—管材材质的屈服强度
2、每根钻杆的曲率α1的计算公式
α1=｛2×R×SIN2((L×180)/(л×R))｝/3
R—管材最小弯曲半径
L—每根钻杆长度
л—圆周率
2.2.2 入土角A与出土角B的选取
入土角的角度选取应视后退距离的大小、钻机的角度变化范围、钻机摆放场地的大小和工程管材的材质三方面决定的。
一般来说，钻机入土的角度同钻机本身角度变化范围成正比，钻机摆放场地成反比，同工程管材的曲率半径成反比，同后退距离成反比。
在选取入土角时，首先考虑工程管线的曲率半径和后退距离的大小，其次考虑入钻场地大小和钻机本身角度范围。
出土角则应视出土造斜段的长度、工程管线的曲率半径、出土坑的工作场地大小和原有地下管线的埋置深度等因素综合来定。
出土角的大小同上述因素成反比，但造斜段的长度和工程管线的曲率半径是首选的考虑因素。
2.2.3 最小后退距离L1的计算
后退距离是拟定钻进曲线的最深点至钻机入土点的水平投影距离。
其计算首先是考虑钻进轨迹线路上最深或最浅的管线深度、建构筑物基础的最大埋深、地表河流的河床部深度，根据以上条件和工程管线的埋深要求确定出导向轨迹的最大控制深度H1，从最深点至入钻点的最小长度为最小后退距离L1。
计算最小后退距离时应综合考虑入钻角A、入钻点深度H2、钻杆曲率、每个控制点的深度等等。
计算时以每两个控制点内的长度为计算控制单元，以每根钻杆为计算单位。
计算时可通过下列步骤进行验算：
第一根钻杆深度：H2（入钻点深度）
第二根钻杆深度：H2+L×A
第三根钻杆深度：H2+L×A + L×（A－α1）
以此类推直至深度为最深点的控制深度H1。
然后将达到这一深度的钻杆数累加乘以每根钻杆的长度即为最小后退距离L1。
将每根钻杆的曲率变化及相对应的深度绘制成图即为导向孔轨迹设计曲线图。
2.2.4 轨迹设计要求
轨迹设计时应满足以下要求：
1、设计的轨迹长度应与工程要求中所示的工程管线长度一致（污水管例外）；
2、导向轨迹的深度与工程管线埋置深度要求一致；
3、轨迹每个弯曲段的曲率半径应大于工程管线的最小弯曲半径；
4、水平方向应与控制点方向相一致，水平偏差小于等于1米；
5、除信息管线外，其它工程管线的轨迹中不得有起伏不平段；
6、对穿越信号干扰区或是河道，轨迹尽量设计成水平段；
3结论
1、对工程要求的正确理解是导向孔轨迹设计的前提。
2、查明地下管线和工程障碍是轨迹设计的重要依据。
3、正确地计算工程参数是工程成败的关健所在。
4施工存在的问题
依据现有施工手段无法对有较强施工干扰的地区进行准确地导。