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非開挖頂管工程淺談非開挖定向鑽的發展
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A、發展與使用
水平定向鑽技術最早出現在70年代,是傳統的公路打孔和油田定向鑽井技術的結合,這已成為目前廣受歡迎的施工方法,可用于輸送石油、天然氣、石化産品、水、污水等物質和電力、光纜各類管道的施工。不僅應用于河流和水道的穿越,同時還廣泛應用于高速公路、鐵路、機場、海岸、島嶼以及密布建築物、管道密集區等。
B、技術限制
定向鑽施工技術首先應用于美國海岸地區的沖積層穿越,現在已經能夠開始在粗沙、卵石、冰碛和岩石地區等複雜地質條件下進行穿越施工。最長的穿越施工已達6000英尺、管道直徑為18英寸。 C、優勢 事實證明:
水平定向鑽穿越是對環境影響最小的施工方法。這項技術同時還可以為管道提供最的保護層,并相應減少了維護費用,同時不會影響河流運輸并縮短施工期,證明是目前效率最高,成本最低的穿越施工方法。

D、施工過程和技術

1、導向孔:導向孔是在水平方向按預定角度并沿預定截面鑽進的孔,包括一段直斜線和一段大半徑弧線。在鑽導向孔的同時,承包商也許會選擇并使用更大口徑的鑽杆(即沖洗管)來屏蔽導向鑽杆。沖洗管可以起到類似導管的作用,還可以方便導向鑽杆的抽回和更換鑽頭等工作。導向孔的方向控制由位于鑽頭後端的鑽杆内的控制器(稱為彎外殼)完成。鑽進過程中鑽杆是不做旋轉的,需要變換方向時若将彎外殼向右定位,鑽進路線即向右沿平滑曲線前進。鑽孔曲線由放置在鑽頭後端鑽杆内的電子測向儀進行測量并将測量結果傳導到地面的接收儀,這些數據經過處理和計算後,以數字的形式顯示在顯示屏上,該電子裝置主要用來監測鑽杆與地球磁場的關系和傾角(鑽頭在地下的三維坐标),将測量到的數據與設計的數據進行對比,以便确定鑽頭的實際位置與設計位置的偏差,并将偏差值控制在允許的範圍之内,如此循環直到鑽頭按照預定的導向孔曲線在預定位置出土。
2、預擴孔: 導向孔完成後,要将該鑽孔進行擴大到合适的直徑以方便安裝成品管道,此過程稱為預擴孔,(依最終成孔尺寸決定擴孔次數)。例如,如需安裝36英寸管線,鑽孔必須擴大到48英寸或更大。通常,在鑽機對岸将擴孔器連接到鑽杆上,然後由鑽機旋轉回拖入導向孔,将導向孔擴大,同時要将大量的泥漿泵入鑽孔,以保證鑽孔的完整性和不塌方,并将切削下的岩屑帶回到地面。
3、回拖管道:預擴孔完成以後,成品管道即可拖入鑽孔。管道預制應在鑽機對面的一側完成。擴孔器一端接上鑽杆另一端通過旋轉接頭接到成品管道上。旋轉接頭可以避免成品管道跟着擴孔器旋轉,以保證将其順利拖入鑽孔。回拖由鑽機完成,這一過程同樣需要大量泥漿配合,回拖過程要連續進行直到擴孔器和成品管道自鑽機一側破土而出。


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