非开挖定向钻进的技术难点分析

非开挖定向钻进的技术难点分析
发表时间：2018-10-16T16:08:08.523Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：郝冲胡永杰曹枫
[导读] 摘要：结合实际，以非开挖定向钻进技术为研究对象，分析非开挖定向钻进技术在应用过程中遇到的难点问题，同时针对技术难点给出针对性的解决措施，目的在于提高非开挖定向钻进技术应用水平，促进项目的有序开展。

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摘要：结合实际，以非开挖定向钻进技术为研究对象，分析非开挖定向钻进技术在应用过程中遇到的难点问题，同时针对技术难点给出针对性的解决措施，目的在于提高非开挖定向钻进技术应用水平，促进项目的有序开展。

关键词：非开挖；定向钻进；技术难点；分析
0前言
非开挖施工技术是当前地下施工工程中非常重要的方法之一，在我国已经经过了几十年的发展。

经过使用非开挖施工设备，可以在不进行地表开挖的前提下进行探测、修复、更换以及地下管线的铺设施工。

因为这种施工方法不会影响交通的运行、环境也不被破坏、施工速度快，并且具备非常高的经济效益，所以被广泛的应用到工程实践中。

当前我国的非开挖施工技术已经大量的应用到实践中，尤其是跨越江河铁路以及高速公路的施工项目中。

1非开挖定向钻进工艺
水平定向钻是非开挖铺设地下管线中非常重要的施工技术，主要是应用在跨越河流、湖泊、建筑物等等障碍物进行施工，可以实现远距离的管线施工。

具体施工过程如下所示：
首先根据设计方案的要求中的弧形轨迹钻一个导向孔，在孔穿越障碍物之后，将导向钻头重新安装上更大直接的钻头，然后实施反扩孔，知道孔径符合要求为止，下一步就是将管线装入到钻头上进行拉入。

也就是说整个施工只需要进行钻孔、拉扩孔、拉导线三步完成。

当前，要依据工程的在实际来采取必要的措施进行处理，确保工程可以顺利完成。

2技术难点分析
施工中常常会遇到很多的现实问题，具体为地线管线的复杂度较高以及地质条件等因素的影响。

前者主要是影响地下管线的布置，在施工中主要是对设备导向定位以及测量系统产生影响；后者主要是影响钻孔、扩孔的进度和质量进行影响，也是该施工技术的难点。

下面将从该施工技术的地质条件影响因素进行分析。

2.1胶粘土的施工
胶粘土通常也称之为橡皮土，是含水量非常高的粘土在长期的碾压之后孔隙水不能排出而形成弹塑性的土层来进行，外部的形状就像是被嚼过的口香糖一样，一旦附着在物体的表层之后就很难脱落，胶粘性非常强，并且容易回弹。

这种性质的土层也是非开挖施工技术的难点，其一般也分布在江河河床的底部。

因为这些施工地点在施工中也是非开挖施工的重点位置，所以需要重点的灌注。

定向钻在施工中非常关键的技术参数是扭矩与推进力。

在施工的过程中，施工人员必须要时刻进行检测，通过这两个参数来确认工程是否按照规定的要求来进行，同时还要结合工程的实际情况进行工艺的改进和提升。

但是在施工中遇到胶粘土的情况下，钻机扭矩、钻进例在短时间内不会出现较大的变化，从而给工程的施工人员带来了较大的难题，也就无法根据土质的情况采取更加有效的措施。

在这种地质条件下钻孔，非常容易存在的现象就是铣削后的土屑不能就是的排出来，导向孔也就不能形成光滑的孔壁形式而导致质量不达标，后续的施工难以进行。

此外，粘附在钻具和钻杆位置的胶粘土不能及时的进行清理之后，对于工程的实施存在较大的影响，甚至还会导致工程不得不停止。

对于江河等位置的底部结构中含有大量的胶粘土材料，存在这种问题之后就要立即采取措施进行修复和整改，消耗巨大的人力、物力和财力。

所以在开始施工之前必须要准确的获取地质条件资料，根据地质条件来进行分析，以确定合理的施工方法和措施，制定出合理的应急预案。

胶粘土部分的施工最为关键的就是要配制更加合理的钻进泥浆施工材料。

2.2卵石乐石的施工
卵砾石也是非开挖施工中非常复杂的地形条件之一，在该种情况下进行施工，存在的最为主要的问题就是钻导向孔的过程中，由于该中岩石的硬度较高，所以会严重的磨损钻具，顶进施工难度较高，导向砖头的方向就难以控制，还会造成结构的松散，进而使得成孔难度较高，容易发生坍塌的问题。

此外，因为图纸中的孔隙度非常高，所以会使用大量的泥浆材料，透水性较强，工程的进度以及设备安全都无法保证。

这种地质条件最容易出现在江河堤岸的附近区域内，也是穿越江河所必须的。

对于上述所存在的问题，一方面应该咋钻孔的施工中要合理的利用卵砾石的孔隙，巧妙的穿越；另外一个方面就是在扩孔施工中适当的使用泥浆材料，从而保证成孔更加的稳定。

钻孔施工的过程中，要加强监督管理，全程应用导向仪进行监控，在每进入0.5m就要进行一次监控；适当的调整钻进与顶进的量，在可以直接顶进的位置上直接进入；在不能直接顶进的位置上要实施回转钻进的方式，通过钻头将导向孔周边的卵砾石材料挤入到孔壁中，使得孔壁压实，孔壁要保证完整性。

稳定导向孔的过程中，应该使用原有土层的粘土制作而成泥浆材料，同时还要加入一定量的碱，以提升泥浆的综合性能；泥浆材料的制作过程中，应该适当的提升颗粒之间的胶结力，同时还应该将孔壁位置制作成泥皮，以使得孔壁结构更加的稳定。

为了能够提升材料的粘度，根据需要加入增粘剂以某的的沿江公路施工项目为例，该工程根据需要选择使用非开挖施工技术来开挖一条污水管道。

经过前期的分析之后可以了解到，该地区的卵砾石量比较多。

在导向孔钻进施工中，施工单位选择使用直接顶进和回转钻进结合的方式，这样可以提高施工速度，还能够降低设备的损耗。

2.3导向孔缩径抱管的处理
定向钻进施工时，会存在有回拉铺管的过程中遭遇回拖管道阻力过大的状况，从而使得地下管理与钻具拉坏，这种情况非常容易存在与长距离的管道施工中国。

其中最为关键的一个因素就是钻孔缩径所造成的包管应力过大的情况。

因此，在施工中应该采取更加有效的措施来进行工程的控制，从而可以避免造成回拖阻力过大的情况。

导向孔缩径抱管主要是因为孔内泥浆压力比地层对孔壁压力小而造成的土体向内压缩，正是因为压力过大而造成的抱管。

也就是说，任何土质都会在导向孔钻进施工之后存在有缩径的问题，其二者的区别在于出现的时间与程度存在较大的不同。

那么为了能够缩小在施工中的影响力，要从泥浆的角度来分析。

泥浆是主要的组成成分，此时应该选择使用含有大量矿物质材料的膨润土。

这种材料遇水过度膨胀，且具有非常高的活性，可以将大量的自由水直接粘附在表层结构上，孔壁也会直接形成了致密性强的泥皮。

此外，还应该结合工程的需要来加入一定量的添加剂，同时需要掺加增粘剂。

更为关键的就是在施工中要紧密的安排施工，连续施工
进行，尽量的缩短工程的暴露时间，以保证工程质量符合要求。

在施工中因为压力不均衡所导致的缩径问题会随着施工的深入而加剧，所以非开挖施工应该保证连续、紧凑的施工原则，最终保证工程的质量达标。

3 结语
总而言之，在项目建设过程中，由于受到各种因素的影响，非开挖定向钻进技术在应用时难民会遇到各种问题，因此，为了提高非开挖定向钻进的技术的使用水平，需要从现状出发，采取有效的措施进行处理，唯有如此才能解决非开挖定向钻进技术应用的难点问题。

参考文献：
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[2]陈兵.浅谈供水管道定向钻进穿越施工技术[J]. 建设科技.2017（06）
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[4]龚莉娣.浅析非开挖技术及其发展[J].科协论坛（下半月）.2013（03）
[5]郭兵，黄家骏.定向钻进过程的智能化控制技术研究与应用[J].郑州大学学报（工学版）.2011（04）。