淺談水平定向鉆非開挖鋪管施工技術(shù)

張皓添

摘 要：文章簡單地介紹了非開挖式鉆機各個重要零部件的基本功能，分析了各種結(jié)構(gòu)的特點和優(yōu)缺點，結(jié)合工作經(jīng)驗和實踐、特點、適用范圍、機械設(shè)備、工作原理、水平施工技術(shù)和方法，討論了施工技術(shù)，總結(jié)出了設(shè)計的思路，以適合鉆機和先導式孔鉆等一系列配套裝置的實踐。

關(guān)鍵詞：水平定向鉆;非開挖鋪管;施工技術(shù)

引言：

隨著中國經(jīng)濟穩(wěn)定增長和推動城市化建設(shè)進程的深入和加速，中國對地下水電管線產(chǎn)品的需要逐年擴大。近年來，城市工程鉆機市場的進步促使水平定向鉆機快速推動我國工業(yè)的發(fā)展，目前正朝著一種高性能，全液壓，緊湊型的建筑結(jié)構(gòu)和一種大功率鉆機發(fā)展的方向進行，但仍然存在許多問題。

1主要部件的結(jié)構(gòu)類型比較

1.1底盤

鉆機最基本的組成部分就是機架，它也可以說是鉆頭和工作載體。該部分應(yīng)有足夠高度的支撐，推進和爬坡能力。當前，履帶式底盤鉆機已在國內(nèi)工業(yè)中被普遍采用。

1.2鉆機進退機構(gòu)

1.2.1油缸鏈類型

這種結(jié)構(gòu)被我們統(tǒng)稱為倍速器，是一種采用氣缸驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，用于移動發(fā)電機的動力齒輪使之移動。在操作過程中，動力頭的轉(zhuǎn)矩和速度大約是液壓缸的兩倍，并且傳動皮帶輪驅(qū)動液壓缸和皮帶輪被安裝到鉆機中。其主要優(yōu)點之一就是油缸長間距短，穩(wěn)定能力強，速度快，效率高[1]。氣缸極具有限的推動能力，這是一個尤為明顯的不足，它具有許多傳動連桿，復雜的結(jié)構(gòu)以及不便的拆卸和安裝。

1.2.2電機鏈類型

由低速和高扭矩的液壓馬達驅(qū)動，直接經(jīng)過減速器來驅(qū)動鏈輪，并通過減速器來驅(qū)動發(fā)電機的動力頭進行向前和向后的運動。它的主要優(yōu)點之一就是它具有結(jié)構(gòu)緊湊，鉆塔體積小，鉆頭的質(zhì)量較低以及在與拉回時具有相當大的承重性。最大缺點之處就在于，它很容易受到石油粘度和溫度的影響，從而造成低速和大扭矩電動機的泄漏，從而嚴重影響了鉆頭使用性能。

1.3回轉(zhuǎn)機構(gòu)

非開挖式鉆機旋轉(zhuǎn)發(fā)電機構(gòu)為全液壓驅(qū)動的頭型。所選擇的動力頭與電機之間的軸承及其驅(qū)動特性是影響鉆機工作性能的一個重要因素。按照各個制造商的主要參數(shù)來確定各種動力車頭的主要性能參數(shù)，每一個制造商的主體參數(shù)都將取決于其所在市場[2]。通常，輸出扭矩決定了鉆孔大小，而拉力決定了拖曳管長度。

2施工技術(shù)與施工組織

2.1機械設(shè)備

水平式定向鉆頭控制器具有地下障礙物的定向操作，避免了地下障礙物，施工精度高，控制裝置是采用地下定位系統(tǒng)等技術(shù)優(yōu)點。專用的擴孔裝置和一臺較為大排量的攪拌泥漿泵，可以讓擴孔式鉆井及其他擴孔裝置變得更為順暢，加快了施工設(shè)備安裝和施工速度。

2.2工藝流程

2.2.1測量和設(shè)置

地下開挖是一個危險的子項目，因此施工單位必須為其準備一份專門的施工方案，并在實際施工前由專家進行演示。施工單位負責組織好施工前的招供測試工作，并根據(jù)設(shè)計的圖紙及相關(guān)技術(shù)方案進行了線路測量。根據(jù)施工現(xiàn)場的尺寸及其大小與出入口處的坐標來測繪[3]。

2.2.2鉆井設(shè)備及配套設(shè)備

鉆機地錨應(yīng)該同時位于一條交叉交通管路的指定位置，地錨鉆機應(yīng)該同時放置在一條交叉交通管路工程中的一個位于地錨內(nèi)的土坑上，根據(jù)其具體施工設(shè)計方案需要進行施工布局，鉆機及機械支撐傳動裝置地錨應(yīng)該同時位于一條交叉交通管路的指定位置。

2.2.3井眼軌跡曲線測量

根據(jù)建筑工程設(shè)計的要求，測量管路所設(shè)計出來的最優(yōu)軌跡曲線是取決于埋深，地質(zhì)情況，管道的允許曲率和半徑，以及鉆桿的最低曲率和半徑。軌跡曲線包括水平傾斜角，方位偏移角，地面傾斜角，開挖偏移角，水平長度，最大管深和曲率半徑[4]。

2.2.4導向孔鉆進

必須按照所要求和測定的設(shè)計及其中所需要鉆孔軌道的運動軌跡參數(shù)對導向孔進行鉆取。將測量探頭直接安裝在一個鉆孔工具上，用探頭從一個鉆孔中測量出一個鉆頭的位置和參數(shù)，并通過有線或無線將實時檢測的數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)的地面接收儀器。為了能夠在所要求的設(shè)計和測量出的軌道曲線區(qū)間內(nèi)對其進行鉆孔，工作人員將會采取恰當?shù)募夹g(shù)措施以便于調(diào)整和監(jiān)督鉆孔的方向。需要檢查探針的傳遞是否能夠正常運行。如果發(fā)現(xiàn)異常，則必須及時糾正偏差，同時，必須避免由于以下原因而引起的不必要的麻煩。管道交叉口必須預先預制，并且必須提前采取防腐蝕措施，并且必須進行所有準備工作以防止不連續(xù)鉆探。

2.2.5擴孔鉆

擴孔主要是為了使管道的寬度從一定長度延伸到另一定長度，從而降低管道敷設(shè)的工作量和對回水管道的阻力。鉸孔裝置在鉆孔的相對側(cè)上的出口孔中連接到鉆桿上以進行鉸孔，此后鉆桿不斷地增加。在達到指定標準之前，大口徑管道必須重新打開幾次。在擴孔過程中，必須嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進行擴孔和鉆孔操作，并且必須控制鉆孔過程的參數(shù)。

3相關(guān)的問題的預管理

3.1員工技術(shù)培訓

建設(shè)前的項目經(jīng)理可以定期召開專門與建設(shè)相關(guān)的項目規(guī)劃工作會議，為所有參加的人員提供專項技術(shù)培訓。為了有效地確保監(jiān)控器的操作和鉆井過程中人員、機械手、電動車等之間的緊密配合，施工者必須遵循監(jiān)控器的指令對其進行操縱，以有效地消除因人為錯誤而導致的操縱方向發(fā)生偏差。

3.2防止跑動現(xiàn)象

導向孔鉆探步驟的關(guān)鍵是管道的交叉。由于尚未鉆穿管道交叉口，因此在管道最前端的泥漿很容易帶走相對大量的泥漿。在先導孔后半段，有必要降低泥漿的壓力，因為如果距離較長，泥漿就很難從進入口處的孔中流出。在進行拓寬擴孔前半段，應(yīng)使用較多的泥漿，孔中輸送的泥漿將用于輸送到入口點。在管道拖拉的階段，整個小洞里都是充滿了泥漿，因此在將一條管道往后推拉的同時，泥漿向內(nèi)的位移和受到的壓力也就不會變得很大。但是當管路穿過小洞時，孔中的水泥被進入管路內(nèi)的小洞擠壓，因此進入管路的速度一般不應(yīng)過快。

4結(jié)束語

非開挖工作是高風險的建設(shè)項目。非開挖鉆機的各種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)其鉆探能力和市場地位進行合理選擇。在經(jīng)濟，合理的前提下，有必要在施工過程中制定施工計劃，并在批準后組織專家分析和論證，以確保先進的技術(shù)和安全可靠的工作。

參考文獻：

[1]陳波.淺談非開挖水平定向鉆機拉管施工技術(shù)[J].居舍，2020（06）：40-41.

[2]崔婧.淺談水平定向鉆非開挖鋪管施工技術(shù)運用[J].低碳世界，2018（08）：81-82.

[3]趙海軍.談水平定向鉆非開挖鋪管施工技術(shù)[J].山西建筑，2015，41（28）：111-112.

[4]李世民，唐偉，陳學軍.非開挖水平定向鉆機拉管施工技術(shù)探析[J].江蘇水利，2015（04）：20-21.

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