定向转穿越施工工艺及方法.pdfVIP

目录

1、水平定向钻穿越施工技术简介

2、定向转机的构造及工作原理

3、定向转施工工艺

一、水平定向钻穿越施工技术简介

随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行各类地

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

民的关注，城市限制开挖施工的法规将陆续出台，这里介绍的就是用

来进行非开挖施工的水平定向钻穿越施工技术。采用水平定向钻穿

越技术进行管线穿越施工，是城市市政建设和电气化管网改造，通讯

光缆敷设和穿越大中小型江河，湖泊以及不可拆迁建筑物的最佳选

择，是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。近几年水平

定向钻穿越技术在世界各国及各个行业得到了广泛的应用，尤其在环

保和市政管网改扩建项目及大型管道穿越江河工程项目上更显出了

其独特的优势，其工作过程是通过计算机控制进行导向和探测，先钻

出一个与设计曲线相同的导向孔，然后再将导向孔扩大，把产品管线

回拖到扩大了的导向孔中，完成管线穿越的施工过程。

1、水平定向钻穿越施工工艺：

使用水平定向钻机进行管线穿越施工，一般分为二个阶段：第一

阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向

孔进行扩孔，并将产品管线（一般为PE管道，光缆套管，钢管）沿

着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。

1.1钻导向孔:

要根据穿越的地质情况，选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马

达，开动泥浆泵对准入土点进行钻进，钻头在钻机的推力作用下由钻

机驱动旋转（或使用泥浆马达带动钻头旋转）切削地层，不断前进，

每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位臵，以便及时调整钻头的钻

进方向，保证所完成的导向孔曲线符合设计要求，如此反复，直到钻

头在预定位臵出土，完成整个导向孔的钻孔作业。见示意图一：钻导

向孔。

1.2预扩孔和回拖产品管线：

一般情况下，使用小型钻机时，直经大于200毫米时，就要进行

予扩孔，使用大型钻机时，当产品管线直径大于Dn350mm时，就需进

行预扩孔，预扩孔的直径和次数，视具体的钻机型号和地质情况而定。

回拖产品管线时，先将扩孔工具和管线连接好，然后，开始回拖

作业，并由钻机转盘带动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖，产品管线在

回拖过程中是不旋转的，由于扩好的孔中充满泥浆，所以产品管线在

扩好的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样

即减少了回拖阻力，又保护了管线防腐层，经过钻机多次预扩孔，最

终成孔直径一般比管子直径大200mm，所以不会损伤防腐层。见示意

图二：预扩孔和示意图三：回拖管线。

2、水平定向钻施工的特点：

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。

2.3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。

2.4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。

2.5与其它施工方法比较，进出场地速度快，施工场地可以灵活调

整，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，并且施工占地少工

程造价低，施工速度快。

2.6大型河流穿越时，由于管线埋在地层以下9—18mm，地层内部

的氧及其他腐蚀性物质很少，所以起到自然防腐和保温的功用，可以

保证管线运行时间更长。

3、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，它们的结构及功能介绍如下：

3.1钻机系统：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，钻机主机放臵在钻机架上，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。

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