定向鉆施工法課件

第二章定向鉆施工法

定向鉆施工法也稱為往復(fù)式潛鉆施工法，簡(jiǎn)稱ＨＤＤ（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇ）。它是指無(wú)法以傳統(tǒng)開挖、推進(jìn)的方式及作業(yè)人員無(wú)法進(jìn)入工作區(qū)，須用機(jī)械方法來(lái)進(jìn)行鉆掘、排土、清渣及方向控制，并同時(shí)在擴(kuò)孔后將各種管材埋入地下的施工方法。第二章定向鉆施工法定向鉆施工法定向鉆施工法的優(yōu)點(diǎn)如下：a.需要的作業(yè)空間小，對(duì)交通影響小。b.采用機(jī)械化施工，施工迅速，工期短。c.減少因施工發(fā)生的路面下陷及房屋龜裂。d.對(duì)已有埋設(shè)物的障礙處理減至最小限度。e.所需開挖空間少，安全防護(hù)容易。f.工人不需進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)作業(yè)，可保護(hù)工人安全。g.對(duì)市民生活影響小，在人口密集地區(qū)尤為明顯。h.適合穿越鐵路、公路、高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、河流、湖泊等處的埋管施工。定向鉆施工法的優(yōu)點(diǎn)如下：第一節(jié)定向鉆施工法工作原理定向鉆施工法工作原理為：鉆頭先噴射高壓水柱將泥土松開，鉆桿再施轉(zhuǎn)前進(jìn)；采用高科技制造的鉆頭可擊碎直徑為３００ｍｍ以下的石塊，鉆桿在最小彎曲半徑為３３ｍ內(nèi)可３６０°調(diào)整其行進(jìn)方向；采用無(wú)污染的天然粘土細(xì)粉作為潤(rùn)滑劑，混合在水柱中噴入土壤，不但有潤(rùn)滑作用且可穩(wěn)固孔道壁，將拉管時(shí)的摩擦力降至最低，日后泥漿形成一圈干燥的黏土裹覆管線。第一節(jié)定向鉆施工法工作原理定向鉆施工法工作原理為鉆頭內(nèi)裝有精確的導(dǎo)向及信號(hào)發(fā)射器，當(dāng)其在地下潛鉆時(shí)，地面上的接收器可由其電磁波顯示鉆頭所在位置及深度，進(jìn)而可轉(zhuǎn)繪成精確的地下管線圖表。整個(gè)施工過(guò)程最少僅需控制操作人員及探測(cè)指揮人員共３人，可同時(shí)埋設(shè)多條管線，并減少開挖施工所造成的影響交通及環(huán)保問(wèn)題。鉆頭內(nèi)裝有精確的導(dǎo)向及信號(hào)發(fā)射器，當(dāng)其在地下潛鉆時(shí)，無(wú)論是大型還是中、小型水平定向鉆，其基本結(jié)構(gòu)都包括主機(jī)、鉆具、導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)以及智能輔助系統(tǒng)。一、主機(jī)主機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)一般為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是衡量鉆機(jī)施工能力的指標(biāo)之一。鉆機(jī)在鉆進(jìn)、回拖過(guò)程往往需要鉆機(jī)以恒定的荷載運(yùn)行，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)功率顯得更為重要。第二節(jié)水平定向鉆的基本結(jié)構(gòu)無(wú)論是大型還是中、小型水平定向鉆，其基本結(jié)構(gòu)都包括主為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，主機(jī)一般裝備了鉆桿自動(dòng)裝卸裝置：鉆進(jìn)時(shí)，鉆機(jī)自動(dòng)從鉆桿箱中取出鉆桿，旋轉(zhuǎn)加接到鉆桿柱上；回拖時(shí)，過(guò)程正好相反。有的還裝備了潤(rùn)滑油自動(dòng)涂抹裝置，對(duì)鉆桿連接頭螺紋的潤(rùn)滑有助于延長(zhǎng)鉆桿的壽命。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，主機(jī)一般裝備了鉆桿自鉆機(jī)在工作中應(yīng)完全固定。如果主機(jī)在鉆進(jìn)、回拖過(guò)程中發(fā)生移動(dòng)，一方面有可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞，另一方面會(huì)降低推力或拉力，造成孔內(nèi)功率損失。目前最新型的鉆機(jī)都裝備有自動(dòng)液壓錨固系統(tǒng)，靠自身功率把錨桿鉆入土層。在干燥土層一般用直錨桿，在潮濕土層用螺旋錨桿。鉆機(jī)在工作中應(yīng)完全固定。如果主機(jī)在鉆進(jìn)、回拖過(guò)程中發(fā)

二、鉆具定向鉆鉆具包含鉆桿、鉆頭和擴(kuò)孔器。鉆桿應(yīng)當(dāng)有足夠的強(qiáng)度，以免扭折、拉斷，又要有足夠的柔性，這樣才能鉆出彎曲的孔道。在長(zhǎng)距離鉆孔中，鉆桿的長(zhǎng)度直接影響鉆進(jìn)效率，特別是在采用有線導(dǎo)向時(shí)，長(zhǎng)鉆桿使鉆桿連接次數(shù)減少，明顯節(jié)約總連接時(shí)間。二、鉆具

鉆頭一般為楔形。在前進(jìn)過(guò)程中，若鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)，則鉆進(jìn)軌跡為直線。當(dāng)鉆頭想繞過(guò)障礙物或以一定曲率半徑前進(jìn)時(shí)，鉆頭停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使楔面停留在某一角度再推進(jìn)，這樣，鉆頭就以與楔面相背的方向前進(jìn)。鉆頭上通常有噴嘴，泥漿高速?gòu)膰娮靽姵?，?duì)土層進(jìn)行沖刷。鉆頭一般為楔形。在前進(jìn)過(guò)程中，若鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)，則鉆進(jìn)對(duì)不同土層，應(yīng)選用不同的鉆頭。在較軟的黏土中，一般選用較大尺寸的鉆頭，便于在推進(jìn)過(guò)程改變方向。在較硬的鈣質(zhì)層中，選用較小的鉆頭。若在硬巖鉆進(jìn)，則要選用特殊的鉆頭，如鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金鉆頭。對(duì)不同土層，應(yīng)選用不同的鉆頭。在較軟的黏土中，一般選擴(kuò)孔器種類繁多，不同的擴(kuò)孔器適用不同土層。如：凹槽狀擴(kuò)孔器適用于沙地和含有巖石的緊密沙地，而在黏性高的黏土中運(yùn)行則容易變成球狀；桿狀擴(kuò)孔器適用于硬土層、黏土層，但無(wú)法在巖石層或卵石地層有效運(yùn)行。擴(kuò)孔器種類繁多，不同的擴(kuò)孔器適用不同土層。如：凹槽狀

三、導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)包括無(wú)線導(dǎo)向系統(tǒng)和有線導(dǎo)向系統(tǒng)。

無(wú)線導(dǎo)向系統(tǒng)由手持式地表探測(cè)器和裝在鉆頭里的發(fā)射器組成。探測(cè)器通過(guò)接收鉆頭發(fā)射的電磁波信號(hào)判斷鉆頭的深度、楔面傾角等參數(shù)，并同步將信號(hào)發(fā)射到鉆機(jī)的操作臺(tái)顯示器上，以便操作人員及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，控制鉆進(jìn)方向。三、導(dǎo)向系統(tǒng)在穿越河流、湖泊時(shí)，由于地面行走困難或鉆孔深度太深，電磁波信號(hào)難以接收，這時(shí)就必須使用有線導(dǎo)向系統(tǒng)，發(fā)射器通過(guò)鉆桿后接電纜把信號(hào)傳給操作臺(tái)。由于電纜必須由人工通過(guò)鉆桿一根根搭接起來(lái)，因此有線導(dǎo)向儀的使用相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間。在穿越河流、湖泊時(shí)，由于地面行走困難或鉆孔深度太深，

四、泥漿系統(tǒng)泥漿系統(tǒng)是保證擴(kuò)孔以及順利回拖管道的重要設(shè)備。膨潤(rùn)土、水以及添加劑等在泥漿罐里充分?jǐn)嚢杌旌虾?，通過(guò)泥漿泵加壓，經(jīng)過(guò)鉆桿（中空）從鉆具噴嘴噴出，沖刷土層并把鉆屑帶走，起到輔助鉆進(jìn)的作用。鉆進(jìn)時(shí)，泥漿可冷卻孔底鉆具，以免鉆具過(guò)熱而磨損。四、泥漿系統(tǒng)泥漿的另一重要作用是在回拖管道時(shí)降低管壁與孔壁之間的摩擦力。在理想狀態(tài)時(shí)，鉆桿是懸浮在泥漿中被拉出。因此在實(shí)際工程中，若鉆孔成型好，則管道所需的拉力往往比預(yù)料的要小得多。另外，泥漿在鉆孔內(nèi)凝固后可以起到穩(wěn)定孔壁的作用。泥漿的另一重要作用是在回拖管道時(shí)降低管壁與孔壁之間的五、智能輔助系統(tǒng)鉆機(jī)的智能輔助系統(tǒng)近幾年發(fā)展很快。在預(yù)先輸入地下管線的走向及障礙物位置、鉆桿類型、鉆進(jìn)深度、進(jìn)出口位置、管道允許彎曲半徑等參數(shù)后，鉆進(jìn)軟件可以自動(dòng)設(shè)計(jì)出一條最理想的路徑，包括入土角、出土角、每根鉆桿的具體位置等，在實(shí)際工程中可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。五、智能輔助系統(tǒng)

第三節(jié)制訂定向鉆施工計(jì)劃

雖然每個(gè)工程的情況不同，但水平定向鉆掘設(shè)備具備了各種不同尺寸與規(guī)格的鉆具，鉆挖管徑從５０ｍｍ至２０００ｍｍ，長(zhǎng)度從幾米至１２５０米，拉力可達(dá)７５０ｋＮ。制訂定向鉆施工計(jì)劃時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：第三節(jié)制訂定向鉆施工計(jì)劃雖然每個(gè)工程的情況不同

一、位置與路徑位置與路徑是影響計(jì)劃與執(zhí)行定向鉆工程最重要的因素。例如城市及鄉(xiāng)村因位置狀況完全不同，其施工計(jì)劃也完全不同。在做施工計(jì)劃時(shí)，須先了解要穿越的是何種類型障礙，例如河流、公路、鐵路或機(jī)場(chǎng)跑道等。一、位置與路徑二、預(yù)埋物（管道）事先要知道所要埋設(shè)管道的種類、尺寸、數(shù)量以及功能，需知道是何種材料（塑料管或鋼管等）。因?yàn)椴煌牟牧希芗艿乇韷毫蛞虻匦囊?huì)產(chǎn)生特殊的傾斜角度，這也是考慮的重點(diǎn)。目前，燃?xì)廨斉涞墓艿烙袖摴?，ＰＥ管和鑄鐵管。鑄鐵管采用承插式和機(jī)械接口，加上本身柔性差，不適合用定向鉆敷設(shè)。鋼管、ＰＥ管既可拉又可彎，適合用于定向鉆施工，其中盤卷ＰＥ管最為理想。二、預(yù)埋物（管道）

三、鉆掘長(zhǎng)度依據(jù)地質(zhì)狀況、鉆掘裝置與設(shè)備，也是鉆掘長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的考慮重點(diǎn)。四、位置限制該區(qū)域的地質(zhì)情況，例如附近構(gòu)筑物的狀況報(bào)告，這些信息包含以下內(nèi)容：a.已有管線：在鉆孔線路或鉆孔設(shè)施附近，任何地下的管件、管道、電纜線或其他埋設(shè)物的詳細(xì)信息。b.計(jì)劃管線：在鉆孔線路或鉆孔設(shè)施附近，任何規(guī)劃將埋設(shè)的地下管件、管道、電纜線或其他埋設(shè)物的詳細(xì)信息。三、鉆掘長(zhǎng)度

c.計(jì)劃建筑物：規(guī)劃將興建的建筑物、橋梁、隧道、河流拓寬、疏浚或港灣建設(shè)等建筑物的詳細(xì)信息。

d.施工區(qū)域歷史資料：包括施工區(qū)域構(gòu)筑物資料或土地使用情形的歷史信息，尤其是該區(qū)域有鉆掘過(guò)又回填的舊有信息。

e.地形考察：地形考察包括已存在的構(gòu)筑物及既有設(shè)施等，鉆掘線路上的既有設(shè)施也是鉆掘前應(yīng)考慮的因素之一，這些因素會(huì)影響到鉆掘的進(jìn)入點(diǎn)、出口點(diǎn)以及定向鉆鉆孔的整個(gè)輪廓。

c.計(jì)劃建筑物：規(guī)劃將興建的建筑物、橋梁、隧道、河f.地質(zhì)勘測(cè)資料：地質(zhì)勘測(cè)非常重要，地質(zhì)情況決定了鉆孔工藝的可行性。通常所需的地質(zhì)報(bào)告要非常接近鉆孔路線，但并不一定是延著定向鉆施工路線一一取得。這份報(bào)告須陳述取得重點(diǎn)地段的地質(zhì)的實(shí)際位置與方法，并詳述此一重點(diǎn)地段地質(zhì)的樣本，至于所需重點(diǎn)地段地質(zhì)的數(shù)量與深度，則取決于鉆掘的長(zhǎng)度及所經(jīng)過(guò)的線路。重點(diǎn)地段地質(zhì)取樣的深度需比計(jì)劃定向鉆掘的深度還要深。這份詳細(xì)而廣泛的地質(zhì)報(bào)告是鉆掘計(jì)劃中最重要的信息。f.地質(zhì)勘測(cè)資料：地質(zhì)勘測(cè)非常重要，地質(zhì)情況決定了鉆孔工藝的

除了上述信息外，在制訂定向鉆施工計(jì)劃時(shí)尚有一些施工上的限制必須留意，如表５-１所示。除了上述信息外，在制訂定向鉆施工計(jì)劃時(shí)尚有一

當(dāng)完成位置考察后，則鉆掘的輪廓也就大致完成，一般鉆掘輪廓圖會(huì)標(biāo)示出進(jìn)入點(diǎn)角度、鉆掘曲率及出口點(diǎn)的角度。鉆掘曲率是依據(jù)鉆掘長(zhǎng)度、深度、預(yù)埋管種類、直徑、材質(zhì)等因素而決定。當(dāng)完成位置考察后，則鉆掘的輪廓也就大致完一、入鉆區(qū)域與裝備因?yàn)樵诠ぷ鲄^(qū)域須放置一些重裝備，因此合適的通路是非常重要的。在鉆掘機(jī)組側(cè)須預(yù)留車輛進(jìn)出通道，在管件側(cè)預(yù)留車輛通道有助于工程的進(jìn)行。如果無(wú)法預(yù)留通路則可采用輪流施工的方式。大型的定向鉆工程須使用１６０ｔ的重型傳動(dòng)齒棒及齒輪設(shè)備、消聲柴油發(fā)電機(jī)組、泥漿混合及回收裝置、控制室、鉆孔工具、導(dǎo)桿、鉆頭及擴(kuò)孔器等，所有的裝備須有條不紊地安置在工作現(xiàn)場(chǎng)。第四節(jié)定向鉆施工方法及施工流程一、入鉆區(qū)域與裝備第四節(jié)定向鉆施工方法及施工流

２、陰極保護(hù)的方法（１）外加電流陰極法利用外部直流電源取得陰極極化電流來(lái)防止金屬遭受腐蝕的方法，稱為外加電流陰極保護(hù)。此時(shí)，被保護(hù)的金屬接在直流電源的負(fù)極上，而電源的正極則接輔助陽(yáng)極，如圖８-４所示。通常對(duì)長(zhǎng)輸管線、穿越鐵路的城市燃?xì)夤艿啦捎么朔ūＷo(hù)。２、陰極保護(hù)的方法

在鉆掘工具及輔助工具送達(dá)工作區(qū)域時(shí)，所有施工規(guī)劃及準(zhǔn)備工作應(yīng)先完成，包括準(zhǔn)備７ｍ3／ｈ和３５ｍ3／日的干凈水源（無(wú)污染、無(wú)鹽分），此為最基本的要求?；旌显硗粒ㄣ@掘液）的水量需求會(huì)因預(yù)埋管尺寸及地質(zhì)情況的不同而不同。工作區(qū)域如果無(wú)天然或既有的堅(jiān)固地基，則必須放置鋼板，或利用堅(jiān)硬的碎石鋪地，或用圍籬圍一小塊堅(jiān)固的地表供機(jī)具安置使用。在鉆掘工具及輔助工具送達(dá)工作區(qū)域時(shí)，所有施工規(guī)劃及準(zhǔn)

在進(jìn)入端（機(jī)具端）需最少９００ｍ2的工作范圍，此一工作范圍并不一定是正方形，但必須有一邊最少是１５ｍ寬，入鉆區(qū)域工作平臺(tái)布置如圖５-１所示。二、出鉆區(qū)域出鉆區(qū)（管件端）在鉆掘出口點(diǎn)需一塊接近１５ｍ×１５ｍ的工作區(qū)域，并在出口點(diǎn)挖掘一個(gè)泥漿（鉆掘液加泥沙）池及預(yù)留固定預(yù)埋管線的滾輪所需的空間。出鉆區(qū)域工作平臺(tái)布置如圖５-２所示。在進(jìn)入端（機(jī)具端）需最少９００ｍ2的

定向鉆施工法課件三、挖坑在完成所有施工位置勘測(cè)后，即可確定鉆掘進(jìn)入點(diǎn)并挖掘進(jìn)入坑，并將挖出的土方堆放在施工范圍外。此外，泥漿池也應(yīng)在機(jī)具端施工區(qū)域內(nèi)先行挖妥。一般泥漿池的大小約為１５０３ｍ。在出鉆區(qū)域的出口坑及泥漿池，可在鉆頭到達(dá)出口時(shí)挖掘。三、挖坑

四、路線引導(dǎo)較早的鉆掘線路追蹤設(shè)備是校準(zhǔn)器。校準(zhǔn)器是由沒有磁性的不銹鋼外殼及內(nèi)裝地下洞穴位置追蹤系統(tǒng)所組成。新型的導(dǎo)引系統(tǒng)則利用“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”監(jiān)控鉆頭的位置，鉆頭的水平及豎直方位會(huì)通過(guò)位于鉆桿內(nèi)的電纜線直接傳給鉆掘機(jī)控制室。這些信息通過(guò)導(dǎo)引系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，這些信息在鉆孔過(guò)程會(huì)一直回饋，以便隨時(shí)修正鉆頭位置，使鉆頭能依既定路線鉆出最正確的孔。四、路線引導(dǎo)連接“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”及“導(dǎo)引系統(tǒng)計(jì)算機(jī)”的ＰＶＣ包覆電纜線卷放在一個(gè)防熱的套筒內(nèi)，并依鉆掘長(zhǎng)度的增加而增加。在施工過(guò)程中，每增加每一段鉆桿時(shí)，會(huì)先切斷電纜，待鉆桿安裝好后即重新連上。“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”的信息是由隨時(shí)提供直流電流的通信線所傳遞，經(jīng)由“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”傳回的信息可完全排除原有埋設(shè)電纜管線或其他構(gòu)筑物產(chǎn)生的干擾信號(hào)。連接“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”及“導(dǎo)引系統(tǒng)計(jì)算機(jī)”的ＰＶＣ包

五、出口當(dāng)鉆頭鉆出出口點(diǎn)時(shí)，可取下鉆頭，并在鉆桿上換裝擴(kuò)孔器。六、擴(kuò)孔

為成功的埋設(shè)管線，在鉆孔后必須擴(kuò)孔。將擴(kuò)孔器裝在鉆桿的頭部，擴(kuò)孔器由鉆掘機(jī)組以旋轉(zhuǎn)方式沿已形成的鉆孔回拉?；乩瓡r(shí)鉆掘液泵也會(huì)通過(guò)鉆桿提供鉆掘液給擴(kuò)孔器，擴(kuò)孔器會(huì)使用本身的噴嘴噴出鉆掘液，這些鉆掘液不但有潤(rùn)滑及暫時(shí)支撐已擴(kuò)大孔徑的效果，而且會(huì)與擴(kuò)孔過(guò)程中所刮下土坯混合，一起流出到兩端的泥漿坑。五、出口

這些泥漿在坯出口點(diǎn)會(huì)被集中到泥漿池，在鉆掘機(jī)組端（入口點(diǎn)）則會(huì)馬上被分離再回收利用。為確保鉆孔中隨時(shí)有鉆桿，當(dāng)在鉆掘機(jī)組端取下一支鉆桿時(shí)，會(huì)在擴(kuò)孔器后面（出口點(diǎn)）增加一支鉆桿。擴(kuò)孔過(guò)程如圖５-３所示。這些泥漿在坯出口點(diǎn)會(huì)被集中到泥漿池，在鉆掘機(jī)組端（

七、擴(kuò)孔器擴(kuò)孔器的形狀是一個(gè)在切割面焊有切割牙的圓筒，圓筒上裝有鉆掘液噴嘴。擴(kuò)孔器可依地質(zhì)狀況及孔徑大小而調(diào)整，當(dāng)擴(kuò)孔器抵達(dá)進(jìn)入坑時(shí)就會(huì)從鉆桿上拆除。假如擴(kuò)孔一次無(wú)法達(dá)到預(yù)定管徑需求時(shí)，則可依上述擴(kuò)孔程序重復(fù)進(jìn)行擴(kuò)孔。一般而言，擴(kuò)孔的孔徑須比預(yù)埋管的外徑大３５％，這樣可以避免預(yù)埋管道在回拉過(guò)程中的阻礙。鉆掘液（泥漿）會(huì)提供地下孔可以抵抗地面壓力的液壓，替代地下孔在擴(kuò)孔過(guò)程中所減少的土壤，當(dāng)管道回拉并敷設(shè)完成后，則管道就會(huì)取代由進(jìn)入坑或出口坑溢出的泥漿。七、擴(kuò)孔器

八、管道回拉在擴(kuò)孔器的尾端固定一只旋軸，并將管道連接在旋軸上，出鉆區(qū)域的工程師在重復(fù)檢查完每個(gè)環(huán)節(jié)是穩(wěn)固的及活動(dòng)部分可以旋轉(zhuǎn)之后，即可用對(duì)講機(jī)通知入鉆區(qū)域的工程師。在鉆掘機(jī)的回拉下，擴(kuò)孔器進(jìn)入出口坑，在此之前先使用泵將鉆掘液經(jīng)由鉆桿送進(jìn)擴(kuò)孔器，以確定擴(kuò)孔器中所有的噴嘴都是暢通的，通過(guò)連續(xù)的泵壓力、旋轉(zhuǎn)及控制即可進(jìn)行管道的安裝，當(dāng)所有的鉆桿在鉆掘機(jī)端一一被取下后，管道就完成了安裝。當(dāng)擴(kuò)孔器穿過(guò)地下孔抵達(dá)鉆掘機(jī)側(cè)時(shí)，操作人員必須謹(jǐn)慎控制旋轉(zhuǎn)扭力及鉆掘機(jī)的拉力負(fù)載，以確保管道不被拉壞。八、管道回拉九、鉆掘信息有關(guān)長(zhǎng)度、深度及穿越位置等定向鉆穿越的信息，會(huì)在鉆孔時(shí)一一記錄。這些精確的記錄會(huì)被繪制在鉆掘竣工圖中，以確保日后此管道不會(huì)被挖掘。當(dāng)管道安裝完成后，施工場(chǎng)地應(yīng)一一復(fù)原。九、鉆掘信息十、環(huán)境保護(hù)定向鉆工程中應(yīng)注意的環(huán)保問(wèn)題是鉆掘液（泥漿）及被挖出的土壤的回收問(wèn)題。為了減少?gòu)U棄物產(chǎn)出量，泥漿應(yīng)被回收及再利用，而泥漿回收的費(fèi)用則取決于工地現(xiàn)狀，尤其是入鉆區(qū)域和出鉆區(qū)域的交通狀況。此外，泥漿是天然物質(zhì)并非人工化學(xué)合成物，不會(huì)像一般的有毒化學(xué)合成物那樣污染環(huán)境。十、環(huán)境保護(hù)十一、定向鉆施工流程圖

定向鉆施工流程如圖５-４所示。

十一、定向鉆施工流程圖

定向鉆施第五節(jié)定向鉆施工中常見問(wèn)題及解決措施一、鉆機(jī)錨固若鉆機(jī)在施工中如錨固不好，則鉆進(jìn)、回拖管道過(guò)程中易造成事故發(fā)生。在鉆機(jī)錨固前，要對(duì)錨固區(qū)域用儀器進(jìn)行地下管線檢測(cè)，防止將錨桿打在地下管線上。合理的鉆機(jī)錨固是順利完成鉆進(jìn)及回拖管道的前提，鉆機(jī)錨固的好壞反映了鉆機(jī)在鉆進(jìn)和回拖時(shí)利用本身功率的能力。第五節(jié)定向鉆施工中常見問(wèn)題及解決措施一、鉆一臺(tái)鉆機(jī)功率再大，若錨固不好，鉆機(jī)在定向鉆孔中會(huì)發(fā)生移動(dòng)，這樣會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)無(wú)法按預(yù)定的計(jì)劃完成鉆進(jìn)工作。在回拖管道時(shí)，如錨固不好，鉆機(jī)移動(dòng)，需進(jìn)一步錨固，從而導(dǎo)致了管道有可能拖不動(dòng)，進(jìn)一步加大鉆機(jī)拖力，又會(huì)出現(xiàn)鉆機(jī)的全部功率作用在鉆機(jī)機(jī)身上，容易發(fā)生設(shè)備破壞和人員傷亡的事故。一臺(tái)鉆機(jī)功率再大，若錨固不好，鉆機(jī)在定向鉆孔中二、信號(hào)接收在鉆進(jìn)過(guò)程中，由于地磁信號(hào)強(qiáng)（建筑物、高架橋屏蔽作用）定向信號(hào)可能無(wú)法接收。在這種情況下，依靠在信號(hào)消失之前的鉆進(jìn)斜率與點(diǎn)數(shù)在鉆桿上做標(biāo)記進(jìn)行自鉆。在自鉆過(guò)程中，由鉆桿上的標(biāo)記及計(jì)算鉆桿的斜率來(lái)完成鉆進(jìn)，直至信號(hào)出現(xiàn)為止。二、信號(hào)接收

三、鉆具選擇鉆頭是定向的重要工具之一。對(duì)于不同的土層，要采用不同的鉆頭，這樣才能防止卡鉆的出現(xiàn)。

a.對(duì)淤泥質(zhì)黏土，必須采用較大的鉆頭。

b.對(duì)干燥的軟黏土，采用中等尺寸的鉆頭效果最佳。

c.對(duì)硬土層，較小的鉆頭效果最佳，但要保證鉆頭至少比探頭外筒的直徑大１２.５ｍｍ。d.對(duì)鈣質(zhì)層，最小鉆頭效果最佳，可采用特殊的切削破碎技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔方向改變。

三、鉆具選擇e.對(duì)糖粒砂層，中等尺寸的鉆頭效果最佳，鑲焊硬質(zhì)合金的鉆頭耐磨性最好。對(duì)這種土層，鉆機(jī)的錨固和鉆掘液是關(guān)鍵。f.對(duì)砂質(zhì)淤泥，中、大尺寸的鉆頭效果較好。有時(shí)需要高扭矩來(lái)驅(qū)動(dòng)鉆頭。g.對(duì)致密砂層，小尺寸錐形鉆頭效果最好，但鉆頭的尺寸必須大于探頭外筒的尺寸。在這種土層中，向前推進(jìn)較難，可較快實(shí)現(xiàn)控向，鉆機(jī)錨固是鉆孔成功的關(guān)鍵。e.對(duì)糖粒砂層，中等尺寸的鉆頭效果最佳，鑲焊硬質(zhì)合金的鉆頭耐h.對(duì)礫石層，鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金的鉆頭效果最佳。對(duì)大顆粒卵石層，鉆進(jìn)難度大，不過(guò)若卵石層間有足夠的膠結(jié)性土，則鉆進(jìn)還是可行的。在礫石層中，回?cái)U(kuò)難度最大。j.對(duì)固結(jié)的巖層，使用孔內(nèi)動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)效果最佳。采用標(biāo)準(zhǔn)鉆頭鉆到硬質(zhì)巖時(shí)，鉆機(jī)可在無(wú)明顯方向改變的條件下完成施工。h.對(duì)礫石層，鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金的鉆頭效果最佳。對(duì)大顆粒卵石四、穿越地層與設(shè)計(jì)軌跡的合理選擇水平定向鉆可承擔(dān)管線的穿越任務(wù)。鉆機(jī)性能的很好發(fā)揮，依賴于理想的地質(zhì)條件和合理的軌跡設(shè)計(jì)。如果地質(zhì)條件理想，穿越曲線位于黏土、亞黏土或淤泥等造漿能力好的地層，則可以適當(dāng)加長(zhǎng)穿越長(zhǎng)度，而實(shí)際拖力不會(huì)增加太多；如果穿越曲線所在地層不理想（如流沙、鈣質(zhì)層、礫石層）時(shí)，則會(huì)降低穿越成功的可能性，甚至導(dǎo)向孔都可能無(wú)法完成。四、穿越地層與設(shè)計(jì)軌跡的合理選擇

1、地質(zhì)要求對(duì)穿越工程，必須先勘測(cè)穿越處的地質(zhì)情況，對(duì)不同地層（如淤泥、黏土、亞黏土、粉土層、砂土、流沙）的穿越，需選用不同的鉆具及其配套設(shè)施。穿越段地質(zhì)必須詳勘。按要求在穿越中心線兩邊各２５ｍ，沿中心線方向間隔打勘測(cè)孔，對(duì)復(fù)雜的地段，勘測(cè)孔的間距還要加密。穿越段的地質(zhì)勘探應(yīng)提供取樣深度、含水量、顆粒度、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、液限、塑限、標(biāo)貫擊數(shù)、承載力等參數(shù)，并提供水質(zhì)報(bào)告，提供穿越地段地形圖和地質(zhì)鉆探剖面圖，供設(shè)計(jì)及施工單位參考。1、地質(zhì)要求

２、設(shè)計(jì)軌跡根據(jù)敷管設(shè)計(jì)標(biāo)高、地層及地形情況，根據(jù)鉆桿曲率半徑、工作場(chǎng)地、地下管線分布情況和圖紙來(lái)設(shè)計(jì)管道埋深、管道的彎曲曲率半徑，確定定向鉆鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭的頂角、方位角、工具面向角，計(jì)算出測(cè)定空間坐標(biāo)，設(shè)計(jì)出定向鉆進(jìn)的軌跡圖及對(duì)特殊地層、地段制訂特殊施工方案，并且要把常用和應(yīng)急材料準(zhǔn)備一定的庫(kù)存量，以防特殊情況的發(fā)生，保證施工各階段的順利進(jìn)行。２、設(shè)計(jì)軌跡五、導(dǎo)向孔工藝及卡鉆的解決方法１、導(dǎo)向鉆孔導(dǎo)向鉆孔采用射流輔助鉆進(jìn)方式。導(dǎo)向孔鉆進(jìn)是通過(guò)定向鉆的高壓泥漿射流沖蝕、破碎和鉆頭旋轉(zhuǎn)切削成孔的，以斜面鉆頭來(lái)控制鉆頭方向。鉆頭內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射鉆頭的位置、頂角、深度、鉆頭的溫度、面向角、發(fā)射器內(nèi)電池的狀態(tài)等參數(shù)，這些參數(shù)由地面手提定位示蹤儀接收，供操作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定鉆頭的具體位置、深度，并隨時(shí)通過(guò)鉆機(jī)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，以控制鉆頭按設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)。五、導(dǎo)向孔工藝及卡鉆的解決方法２、斜面糾偏地面示蹤儀測(cè)量精度一般為３％～５％，測(cè)量深度為２１ｍ。當(dāng)發(fā)現(xiàn)定向鉆進(jìn)偏離設(shè)計(jì)軌跡時(shí)，通過(guò)調(diào)整鉆頭斜面的方向進(jìn)行糾偏。糾偏不能太急，應(yīng)按照管道的曲率半徑在幾根鉆桿的長(zhǎng)度內(nèi)完成糾偏。不要在一根鉆桿的長(zhǎng)度內(nèi)就完成所有的糾偏，以防止回拖管道過(guò)程中出現(xiàn)拖不動(dòng)的問(wèn)題。２、斜面糾偏３、卡鉆及解決方法在礫石、糖粒砂、鈣質(zhì)層鉆進(jìn)中，可能會(huì)出現(xiàn)卡鉆的現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整泥漿配比，使用最大泥漿排量，并與鉆機(jī)配合，將鉆桿撤出卡鉆區(qū)。在分析卡鉆的原因后，調(diào)整泥漿配比，使用進(jìn)口膨潤(rùn)土，增加泥漿切力與黏度，使用扭矩大、推力大的鉆機(jī)及相匹配的鉆頭，繼續(xù)進(jìn)行導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)。３、卡鉆及解決方法六、擴(kuò)孔器選擇

當(dāng)先導(dǎo)孔鉆至出鉆區(qū)后，需用擴(kuò)孔器來(lái)擴(kuò)大鉆孔，以便安裝管道。一般將鉆孔擴(kuò)大至管道尺寸的１.２～１.５倍，擴(kuò)孔器的拉力或推力一般要求為１７５.１Ｎ／ｍｍ（孔徑）。根據(jù)管道的尺寸和鉆機(jī)的規(guī)格可采用多級(jí)擴(kuò)孔。對(duì)于不同的地層要采用不同的擴(kuò)孔器，這是保證回?cái)U(kuò)成孔的關(guān)鍵。六、擴(kuò)孔器選擇

當(dāng)先導(dǎo)孔鉆至

１、快速切削型擴(kuò)孔器這種類型的擴(kuò)孔器對(duì)黏性大及砂土層較有效，但這種擴(kuò)孔器無(wú)法破碎堅(jiān)硬的巖石。２、拼合型鉆頭通孔器它是將剖開的牙輪錐形體焊接到金屬板和短的間接構(gòu)件上。拼合型鉆頭通孔器是一種通用的、經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)孔工具，易定做，有多種切削具類型和規(guī)格，制造時(shí)必須采取特別焊接、熱處理以及其他的保護(hù)措施，以免損壞后牙輪失落于鉆孔內(nèi)。１、快速切削型擴(kuò)孔器

３、錐形牙輪擴(kuò)孔器這種擴(kuò)孔器現(xiàn)在廣泛應(yīng)用，應(yīng)用在除巖石層以外，強(qiáng)度在４０ＭＰａ以內(nèi)的各種地層。４、ＹＯ-ＹＯ型擴(kuò)孔器這種擴(kuò)孔器非常適應(yīng)于非開挖施工。它在巖石崩落的地層中可以向前或向后鉆進(jìn)。這種平衡式的牙輪是穩(wěn)定的，而且能夠自動(dòng)跟蹤先導(dǎo)孔。３、錐形牙輪擴(kuò)孔器

七、泥漿性能與鉆孔、回拖的關(guān)系定向鉆穿越施工的鉆孔多位于地表層以下３～２０ｍ，這里土層松軟，不易形成孔洞，鉆孔易塌方。這就要求所用泥漿的護(hù)壁、控制失水性要好，以保證鉆機(jī)性能的很好發(fā)揮。由于地層結(jié)構(gòu)的不同，所需泥漿性能也不相同。七、泥漿性能與鉆孔、回拖的關(guān)系泥漿作為鉆進(jìn)沖洗液，它是使用優(yōu)質(zhì)的膨潤(rùn)土和添加劑，嚴(yán)格按照比例經(jīng)攪拌系統(tǒng)攪拌后注入孔內(nèi)，具有潤(rùn)滑鉆具、穩(wěn)定孔壁、降低旋轉(zhuǎn)扭矩和回拉力、降低回拖管道時(shí)管道和洞壁的摩擦系數(shù)、冷卻鉆頭和發(fā)射器、攜帶土屑、減少腐蝕，固孔護(hù)管等作用。泥漿作為鉆進(jìn)沖洗液，它是使用優(yōu)質(zhì)的膨潤(rùn)土和添

對(duì)長(zhǎng)距離穿越，泥漿的作用尤其重要。孔內(nèi)缺少泥漿往往是鉆孔失敗的重要原因。為改善泥漿性能，需加入適量的添加劑，配制成不同性能的泥漿。純堿可增黏，增靜切力，調(diào)節(jié)ｐＨ值，投入純堿量一般為膨潤(rùn)土量的２％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。為了保證穿越工程的順利進(jìn)行，只有切實(shí)保證泥漿的性能，才能保證穿越施工的成功。在施工中，對(duì)泥漿要注意以下幾個(gè)方面。對(duì)長(zhǎng)距離穿越，泥漿的作用尤其重要?？變?nèi)缺少泥漿

a.認(rèn)真研究地質(zhì)構(gòu)造圖，制訂完善的泥漿配比方案，并認(rèn)真實(shí)施。對(duì)特殊地段應(yīng)提前采取特殊措施，及時(shí)加入添加劑，調(diào)節(jié)好泥漿性能，盡量保證孔內(nèi)狀況良好，形成良好的孔壁。b.在易塌方的地段，一方面改進(jìn)泥漿的性能，另一方面，改變鉆孔和回拖工藝，盡量縮短停鉆時(shí)間，加快鉆進(jìn)速度，保證鉆孔不塌方。c.加強(qiáng)泥漿循環(huán)。停止鉆進(jìn)時(shí)，仍要注入適量泥漿，保證孔內(nèi)始終存在正壓，使泥漿把孔內(nèi)切削物盡量多的攜帶出來(lái)，防止沉積在孔內(nèi)。a.認(rèn)真研究地質(zhì)構(gòu)造圖，制訂完善的泥漿配比方案，并認(rèn)真八、在回拖管道過(guò)程中出現(xiàn)管道拖不動(dòng)的情況在回拖管道途中出現(xiàn)管道拖不動(dòng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)加大鉆機(jī)拖力，將管道拖出地面。要總結(jié)拖不動(dòng)的原因，審查各個(gè)工程環(huán)節(jié)及相關(guān)保障措施是否到位，并加以改善，如采用更大的擴(kuò)孔器、使用進(jìn)口黏土和添加劑，采用更大動(dòng)力的鉆機(jī)等。八、在回拖管道過(guò)程中出現(xiàn)管道拖不動(dòng)的情況第三章氣錘式鋼管頂管施工法第一節(jié)氣錘式鋼管頂管施工法工作原理

氣錘式鋼管頂管施工法工作原理為：以空氣為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)活塞推動(dòng)沖擊設(shè)備，空氣壓縮機(jī)不斷加壓，活塞以排壓模式將沖擊力加至頂管壁到切割刀頭，切割土壤前進(jìn)，進(jìn)入頂管內(nèi)的土壤一部分由排土孔排出，剩余土壤在到達(dá)終點(diǎn)后再排除。第三章氣錘式鋼管頂管施工法其后的套管則以第一根管為水平基準(zhǔn)，如長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，也可在套管外側(cè)焊一水平翼來(lái)加強(qiáng)穩(wěn)定。采用氣錘式鋼管頂管施工法施工時(shí)對(duì)道路產(chǎn)生的影響最小，適用于交通繁忙路段、鐵路下方、無(wú)法拆除設(shè)施等處，如因工地條件不良，也可在最小邊長(zhǎng)為４ｍ的工作坑內(nèi)施工。頂管管徑從１５０～２０００ｍｍ皆可，頂進(jìn)長(zhǎng)度可達(dá)８０ｍ。其后的套管則以第一根管為水平基準(zhǔn)，如長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)

為維持頂管水平穩(wěn)定，第一根套管安裝時(shí)須保持絕對(duì)水平，以較緩慢的速度頂進(jìn)至土壤中，并以土壤本身壓力來(lái)穩(wěn)定管身，若對(duì)行進(jìn)路線的狀況無(wú)法確認(rèn)，可配合小型潛鉆設(shè)備做探鉆。為保證頂管行進(jìn)準(zhǔn)確，也可在頂管外側(cè)焊一小管，內(nèi)置信號(hào)發(fā)射器，在上方可測(cè)其深度及位置。為維持頂管水平穩(wěn)定，第一根套管安裝時(shí)須保持絕對(duì)第二節(jié)氣錘式鋼管頂管施工流程氣錘式鋼管頂管施工流程如圖５-５所示。第二節(jié)氣錘式鋼管頂管施工流程氣錘式鋼管頂管施工流程如圖第三節(jié)氣錘式鋼管頂管施工方法一、頂管施工法施工順序1、開動(dòng)空壓機(jī)。2、打開氣閥，慢激活氣錘。3、觀察垂直度，慢慢增加氣錘的動(dòng)力。4、打完第一根鋼管后，氣錘與鋼管卸開。二、排土頂管在推進(jìn)完成要排土?xí)r，視土壤及工地情況，可采用下列方式排土。第三節(jié)氣錘式鋼管頂管施工方法

定向鉆施工法課件定向鉆施工法課件

第二章定向鉆施工法

定向鉆施工法也稱為往復(fù)式潛鉆施工法，簡(jiǎn)稱ＨＤＤ（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｄｒｉｌｌｉｎｇ）。它是指無(wú)法以傳統(tǒng)開挖、推進(jìn)的方式及作業(yè)人員無(wú)法進(jìn)入工作區(qū)，須用機(jī)械方法來(lái)進(jìn)行鉆掘、排土、清渣及方向控制，并同時(shí)在擴(kuò)孔后將各種管材埋入地下的施工方法。第二章定向鉆施工法定向鉆施工法定向鉆施工法的優(yōu)點(diǎn)如下：a.需要的作業(yè)空間小，對(duì)交通影響小。b.采用機(jī)械化施工，施工迅速，工期短。c.減少因施工發(fā)生的路面下陷及房屋龜裂。d.對(duì)已有埋設(shè)物的障礙處理減至最小限度。e.所需開挖空間少，安全防護(hù)容易。f.工人不需進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)作業(yè)，可保護(hù)工人安全。g.對(duì)市民生活影響小，在人口密集地區(qū)尤為明顯。h.適合穿越鐵路、公路、高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、河流、湖泊等處的埋管施工。定向鉆施工法的優(yōu)點(diǎn)如下：第一節(jié)定向鉆施工法工作原理定向鉆施工法工作原理為：鉆頭先噴射高壓水柱將泥土松開，鉆桿再施轉(zhuǎn)前進(jìn)；采用高科技制造的鉆頭可擊碎直徑為３００ｍｍ以下的石塊，鉆桿在最小彎曲半徑為３３ｍ內(nèi)可３６０°調(diào)整其行進(jìn)方向；采用無(wú)污染的天然粘土細(xì)粉作為潤(rùn)滑劑，混合在水柱中噴入土壤，不但有潤(rùn)滑作用且可穩(wěn)固孔道壁，將拉管時(shí)的摩擦力降至最低，日后泥漿形成一圈干燥的黏土裹覆管線。第一節(jié)定向鉆施工法工作原理定向鉆施工法工作原理為鉆頭內(nèi)裝有精確的導(dǎo)向及信號(hào)發(fā)射器，當(dāng)其在地下潛鉆時(shí)，地面上的接收器可由其電磁波顯示鉆頭所在位置及深度，進(jìn)而可轉(zhuǎn)繪成精確的地下管線圖表。整個(gè)施工過(guò)程最少僅需控制操作人員及探測(cè)指揮人員共３人，可同時(shí)埋設(shè)多條管線，并減少開挖施工所造成的影響交通及環(huán)保問(wèn)題。鉆頭內(nèi)裝有精確的導(dǎo)向及信號(hào)發(fā)射器，當(dāng)其在地下潛鉆時(shí)，無(wú)論是大型還是中、小型水平定向鉆，其基本結(jié)構(gòu)都包括主機(jī)、鉆具、導(dǎo)向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)以及智能輔助系統(tǒng)。一、主機(jī)主機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)一般為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是衡量鉆機(jī)施工能力的指標(biāo)之一。鉆機(jī)在鉆進(jìn)、回拖過(guò)程往往需要鉆機(jī)以恒定的荷載運(yùn)行，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)功率顯得更為重要。第二節(jié)水平定向鉆的基本結(jié)構(gòu)無(wú)論是大型還是中、小型水平定向鉆，其基本結(jié)構(gòu)都包括主為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，主機(jī)一般裝備了鉆桿自動(dòng)裝卸裝置：鉆進(jìn)時(shí)，鉆機(jī)自動(dòng)從鉆桿箱中取出鉆桿，旋轉(zhuǎn)加接到鉆桿柱上；回拖時(shí)，過(guò)程正好相反。有的還裝備了潤(rùn)滑油自動(dòng)涂抹裝置，對(duì)鉆桿連接頭螺紋的潤(rùn)滑有助于延長(zhǎng)鉆桿的壽命。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，主機(jī)一般裝備了鉆桿自鉆機(jī)在工作中應(yīng)完全固定。如果主機(jī)在鉆進(jìn)、回拖過(guò)程中發(fā)生移動(dòng)，一方面有可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞，另一方面會(huì)降低推力或拉力，造成孔內(nèi)功率損失。目前最新型的鉆機(jī)都裝備有自動(dòng)液壓錨固系統(tǒng)，靠自身功率把錨桿鉆入土層。在干燥土層一般用直錨桿，在潮濕土層用螺旋錨桿。鉆機(jī)在工作中應(yīng)完全固定。如果主機(jī)在鉆進(jìn)、回拖過(guò)程中發(fā)

二、鉆具定向鉆鉆具包含鉆桿、鉆頭和擴(kuò)孔器。鉆桿應(yīng)當(dāng)有足夠的強(qiáng)度，以免扭折、拉斷，又要有足夠的柔性，這樣才能鉆出彎曲的孔道。在長(zhǎng)距離鉆孔中，鉆桿的長(zhǎng)度直接影響鉆進(jìn)效率，特別是在采用有線導(dǎo)向時(shí)，長(zhǎng)鉆桿使鉆桿連接次數(shù)減少，明顯節(jié)約總連接時(shí)間。二、鉆具

鉆頭一般為楔形。在前進(jìn)過(guò)程中，若鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)，則鉆進(jìn)軌跡為直線。當(dāng)鉆頭想繞過(guò)障礙物或以一定曲率半徑前進(jìn)時(shí)，鉆頭停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使楔面停留在某一角度再推進(jìn)，這樣，鉆頭就以與楔面相背的方向前進(jìn)。鉆頭上通常有噴嘴，泥漿高速?gòu)膰娮靽姵?，?duì)土層進(jìn)行沖刷。鉆頭一般為楔形。在前進(jìn)過(guò)程中，若鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)，則鉆進(jìn)對(duì)不同土層，應(yīng)選用不同的鉆頭。在較軟的黏土中，一般選用較大尺寸的鉆頭，便于在推進(jìn)過(guò)程改變方向。在較硬的鈣質(zhì)層中，選用較小的鉆頭。若在硬巖鉆進(jìn)，則要選用特殊的鉆頭，如鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金鉆頭。對(duì)不同土層，應(yīng)選用不同的鉆頭。在較軟的黏土中，一般選擴(kuò)孔器種類繁多，不同的擴(kuò)孔器適用不同土層。如：凹槽狀擴(kuò)孔器適用于沙地和含有巖石的緊密沙地，而在黏性高的黏土中運(yùn)行則容易變成球狀；桿狀擴(kuò)孔器適用于硬土層、黏土層，但無(wú)法在巖石層或卵石地層有效運(yùn)行。擴(kuò)孔器種類繁多，不同的擴(kuò)孔器適用不同土層。如：凹槽狀

三、導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)包括無(wú)線導(dǎo)向系統(tǒng)和有線導(dǎo)向系統(tǒng)。

無(wú)線導(dǎo)向系統(tǒng)由手持式地表探測(cè)器和裝在鉆頭里的發(fā)射器組成。探測(cè)器通過(guò)接收鉆頭發(fā)射的電磁波信號(hào)判斷鉆頭的深度、楔面傾角等參數(shù)，并同步將信號(hào)發(fā)射到鉆機(jī)的操作臺(tái)顯示器上，以便操作人員及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，控制鉆進(jìn)方向。三、導(dǎo)向系統(tǒng)在穿越河流、湖泊時(shí)，由于地面行走困難或鉆孔深度太深，電磁波信號(hào)難以接收，這時(shí)就必須使用有線導(dǎo)向系統(tǒng)，發(fā)射器通過(guò)鉆桿后接電纜把信號(hào)傳給操作臺(tái)。由于電纜必須由人工通過(guò)鉆桿一根根搭接起來(lái)，因此有線導(dǎo)向儀的使用相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間。在穿越河流、湖泊時(shí)，由于地面行走困難或鉆孔深度太深，

四、泥漿系統(tǒng)泥漿系統(tǒng)是保證擴(kuò)孔以及順利回拖管道的重要設(shè)備。膨潤(rùn)土、水以及添加劑等在泥漿罐里充分?jǐn)嚢杌旌虾?，通過(guò)泥漿泵加壓，經(jīng)過(guò)鉆桿（中空）從鉆具噴嘴噴出，沖刷土層并把鉆屑帶走，起到輔助鉆進(jìn)的作用。鉆進(jìn)時(shí)，泥漿可冷卻孔底鉆具，以免鉆具過(guò)熱而磨損。四、泥漿系統(tǒng)泥漿的另一重要作用是在回拖管道時(shí)降低管壁與孔壁之間的摩擦力。在理想狀態(tài)時(shí)，鉆桿是懸浮在泥漿中被拉出。因此在實(shí)際工程中，若鉆孔成型好，則管道所需的拉力往往比預(yù)料的要小得多。另外，泥漿在鉆孔內(nèi)凝固后可以起到穩(wěn)定孔壁的作用。泥漿的另一重要作用是在回拖管道時(shí)降低管壁與孔壁之間的五、智能輔助系統(tǒng)鉆機(jī)的智能輔助系統(tǒng)近幾年發(fā)展很快。在預(yù)先輸入地下管線的走向及障礙物位置、鉆桿類型、鉆進(jìn)深度、進(jìn)出口位置、管道允許彎曲半徑等參數(shù)后，鉆進(jìn)軟件可以自動(dòng)設(shè)計(jì)出一條最理想的路徑，包括入土角、出土角、每根鉆桿的具體位置等，在實(shí)際工程中可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。五、智能輔助系統(tǒng)

第三節(jié)制訂定向鉆施工計(jì)劃

雖然每個(gè)工程的情況不同，但水平定向鉆掘設(shè)備具備了各種不同尺寸與規(guī)格的鉆具，鉆挖管徑從５０ｍｍ至２０００ｍｍ，長(zhǎng)度從幾米至１２５０米，拉力可達(dá)７５０ｋＮ。制訂定向鉆施工計(jì)劃時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：第三節(jié)制訂定向鉆施工計(jì)劃雖然每個(gè)工程的情況不同

一、位置與路徑位置與路徑是影響計(jì)劃與執(zhí)行定向鉆工程最重要的因素。例如城市及鄉(xiāng)村因位置狀況完全不同，其施工計(jì)劃也完全不同。在做施工計(jì)劃時(shí)，須先了解要穿越的是何種類型障礙，例如河流、公路、鐵路或機(jī)場(chǎng)跑道等。一、位置與路徑二、預(yù)埋物（管道）事先要知道所要埋設(shè)管道的種類、尺寸、數(shù)量以及功能，需知道是何種材料（塑料管或鋼管等）。因?yàn)椴煌牟牧?，管件受地表壓力或因地心引力?huì)產(chǎn)生特殊的傾斜角度，這也是考慮的重點(diǎn)。目前，燃?xì)廨斉涞墓艿烙袖摴?，ＰＥ管和鑄鐵管。鑄鐵管采用承插式和機(jī)械接口，加上本身柔性差，不適合用定向鉆敷設(shè)。鋼管、ＰＥ管既可拉又可彎，適合用于定向鉆施工，其中盤卷ＰＥ管最為理想。二、預(yù)埋物（管道）

三、鉆掘長(zhǎng)度依據(jù)地質(zhì)狀況、鉆掘裝置與設(shè)備，也是鉆掘長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的考慮重點(diǎn)。四、位置限制該區(qū)域的地質(zhì)情況，例如附近構(gòu)筑物的狀況報(bào)告，這些信息包含以下內(nèi)容：a.已有管線：在鉆孔線路或鉆孔設(shè)施附近，任何地下的管件、管道、電纜線或其他埋設(shè)物的詳細(xì)信息。b.計(jì)劃管線：在鉆孔線路或鉆孔設(shè)施附近，任何規(guī)劃將埋設(shè)的地下管件、管道、電纜線或其他埋設(shè)物的詳細(xì)信息。三、鉆掘長(zhǎng)度

c.計(jì)劃建筑物：規(guī)劃將興建的建筑物、橋梁、隧道、河流拓寬、疏?；蚋蹫辰ㄔO(shè)等建筑物的詳細(xì)信息。

d.施工區(qū)域歷史資料：包括施工區(qū)域構(gòu)筑物資料或土地使用情形的歷史信息，尤其是該區(qū)域有鉆掘過(guò)又回填的舊有信息。

e.地形考察：地形考察包括已存在的構(gòu)筑物及既有設(shè)施等，鉆掘線路上的既有設(shè)施也是鉆掘前應(yīng)考慮的因素之一，這些因素會(huì)影響到鉆掘的進(jìn)入點(diǎn)、出口點(diǎn)以及定向鉆鉆孔的整個(gè)輪廓。

c.計(jì)劃建筑物：規(guī)劃將興建的建筑物、橋梁、隧道、河f.地質(zhì)勘測(cè)資料：地質(zhì)勘測(cè)非常重要，地質(zhì)情況決定了鉆孔工藝的可行性。通常所需的地質(zhì)報(bào)告要非常接近鉆孔路線，但并不一定是延著定向鉆施工路線一一取得。這份報(bào)告須陳述取得重點(diǎn)地段的地質(zhì)的實(shí)際位置與方法，并詳述此一重點(diǎn)地段地質(zhì)的樣本，至于所需重點(diǎn)地段地質(zhì)的數(shù)量與深度，則取決于鉆掘的長(zhǎng)度及所經(jīng)過(guò)的線路。重點(diǎn)地段地質(zhì)取樣的深度需比計(jì)劃定向鉆掘的深度還要深。這份詳細(xì)而廣泛的地質(zhì)報(bào)告是鉆掘計(jì)劃中最重要的信息。f.地質(zhì)勘測(cè)資料：地質(zhì)勘測(cè)非常重要，地質(zhì)情況決定了鉆孔工藝的

除了上述信息外，在制訂定向鉆施工計(jì)劃時(shí)尚有一些施工上的限制必須留意，如表５-１所示。除了上述信息外，在制訂定向鉆施工計(jì)劃時(shí)尚有一

當(dāng)完成位置考察后，則鉆掘的輪廓也就大致完成，一般鉆掘輪廓圖會(huì)標(biāo)示出進(jìn)入點(diǎn)角度、鉆掘曲率及出口點(diǎn)的角度。鉆掘曲率是依據(jù)鉆掘長(zhǎng)度、深度、預(yù)埋管種類、直徑、材質(zhì)等因素而決定。當(dāng)完成位置考察后，則鉆掘的輪廓也就大致完一、入鉆區(qū)域與裝備因?yàn)樵诠ぷ鲄^(qū)域須放置一些重裝備，因此合適的通路是非常重要的。在鉆掘機(jī)組側(cè)須預(yù)留車輛進(jìn)出通道，在管件側(cè)預(yù)留車輛通道有助于工程的進(jìn)行。如果無(wú)法預(yù)留通路則可采用輪流施工的方式。大型的定向鉆工程須使用１６０ｔ的重型傳動(dòng)齒棒及齒輪設(shè)備、消聲柴油發(fā)電機(jī)組、泥漿混合及回收裝置、控制室、鉆孔工具、導(dǎo)桿、鉆頭及擴(kuò)孔器等，所有的裝備須有條不紊地安置在工作現(xiàn)場(chǎng)。第四節(jié)定向鉆施工方法及施工流程一、入鉆區(qū)域與裝備第四節(jié)定向鉆施工方法及施工流

２、陰極保護(hù)的方法（１）外加電流陰極法利用外部直流電源取得陰極極化電流來(lái)防止金屬遭受腐蝕的方法，稱為外加電流陰極保護(hù)。此時(shí)，被保護(hù)的金屬接在直流電源的負(fù)極上，而電源的正極則接輔助陽(yáng)極，如圖８-４所示。通常對(duì)長(zhǎng)輸管線、穿越鐵路的城市燃?xì)夤艿啦捎么朔ūＷo(hù)。２、陰極保護(hù)的方法

在鉆掘工具及輔助工具送達(dá)工作區(qū)域時(shí)，所有施工規(guī)劃及準(zhǔn)備工作應(yīng)先完成，包括準(zhǔn)備７ｍ3／ｈ和３５ｍ3／日的干凈水源（無(wú)污染、無(wú)鹽分），此為最基本的要求?；旌显硗粒ㄣ@掘液）的水量需求會(huì)因預(yù)埋管尺寸及地質(zhì)情況的不同而不同。工作區(qū)域如果無(wú)天然或既有的堅(jiān)固地基，則必須放置鋼板，或利用堅(jiān)硬的碎石鋪地，或用圍籬圍一小塊堅(jiān)固的地表供機(jī)具安置使用。在鉆掘工具及輔助工具送達(dá)工作區(qū)域時(shí)，所有施工規(guī)劃及準(zhǔn)

在進(jìn)入端（機(jī)具端）需最少９００ｍ2的工作范圍，此一工作范圍并不一定是正方形，但必須有一邊最少是１５ｍ寬，入鉆區(qū)域工作平臺(tái)布置如圖５-１所示。二、出鉆區(qū)域出鉆區(qū)（管件端）在鉆掘出口點(diǎn)需一塊接近１５ｍ×１５ｍ的工作區(qū)域，并在出口點(diǎn)挖掘一個(gè)泥漿（鉆掘液加泥沙）池及預(yù)留固定預(yù)埋管線的滾輪所需的空間。出鉆區(qū)域工作平臺(tái)布置如圖５-２所示。在進(jìn)入端（機(jī)具端）需最少９００ｍ2的

定向鉆施工法課件三、挖坑在完成所有施工位置勘測(cè)后，即可確定鉆掘進(jìn)入點(diǎn)并挖掘進(jìn)入坑，并將挖出的土方堆放在施工范圍外。此外，泥漿池也應(yīng)在機(jī)具端施工區(qū)域內(nèi)先行挖妥。一般泥漿池的大小約為１５０３ｍ。在出鉆區(qū)域的出口坑及泥漿池，可在鉆頭到達(dá)出口時(shí)挖掘。三、挖坑

四、路線引導(dǎo)較早的鉆掘線路追蹤設(shè)備是校準(zhǔn)器。校準(zhǔn)器是由沒有磁性的不銹鋼外殼及內(nèi)裝地下洞穴位置追蹤系統(tǒng)所組成。新型的導(dǎo)引系統(tǒng)則利用“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”監(jiān)控鉆頭的位置，鉆頭的水平及豎直方位會(huì)通過(guò)位于鉆桿內(nèi)的電纜線直接傳給鉆掘機(jī)控制室。這些信息通過(guò)導(dǎo)引系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，這些信息在鉆孔過(guò)程會(huì)一直回饋，以便隨時(shí)修正鉆頭位置，使鉆頭能依既定路線鉆出最正確的孔。四、路線引導(dǎo)連接“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”及“導(dǎo)引系統(tǒng)計(jì)算機(jī)”的ＰＶＣ包覆電纜線卷放在一個(gè)防熱的套筒內(nèi)，并依鉆掘長(zhǎng)度的增加而增加。在施工過(guò)程中，每增加每一段鉆桿時(shí)，會(huì)先切斷電纜，待鉆桿安裝好后即重新連上?！按判詫?dǎo)引系統(tǒng)”的信息是由隨時(shí)提供直流電流的通信線所傳遞，經(jīng)由“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”傳回的信息可完全排除原有埋設(shè)電纜管線或其他構(gòu)筑物產(chǎn)生的干擾信號(hào)。連接“磁性導(dǎo)引系統(tǒng)”及“導(dǎo)引系統(tǒng)計(jì)算機(jī)”的ＰＶＣ包

五、出口當(dāng)鉆頭鉆出出口點(diǎn)時(shí)，可取下鉆頭，并在鉆桿上換裝擴(kuò)孔器。六、擴(kuò)孔

為成功的埋設(shè)管線，在鉆孔后必須擴(kuò)孔。將擴(kuò)孔器裝在鉆桿的頭部，擴(kuò)孔器由鉆掘機(jī)組以旋轉(zhuǎn)方式沿已形成的鉆孔回拉。回拉時(shí)鉆掘液泵也會(huì)通過(guò)鉆桿提供鉆掘液給擴(kuò)孔器，擴(kuò)孔器會(huì)使用本身的噴嘴噴出鉆掘液，這些鉆掘液不但有潤(rùn)滑及暫時(shí)支撐已擴(kuò)大孔徑的效果，而且會(huì)與擴(kuò)孔過(guò)程中所刮下土坯混合，一起流出到兩端的泥漿坑。五、出口

這些泥漿在坯出口點(diǎn)會(huì)被集中到泥漿池，在鉆掘機(jī)組端（入口點(diǎn)）則會(huì)馬上被分離再回收利用。為確保鉆孔中隨時(shí)有鉆桿，當(dāng)在鉆掘機(jī)組端取下一支鉆桿時(shí)，會(huì)在擴(kuò)孔器后面（出口點(diǎn)）增加一支鉆桿。擴(kuò)孔過(guò)程如圖５-３所示。這些泥漿在坯出口點(diǎn)會(huì)被集中到泥漿池，在鉆掘機(jī)組端（

七、擴(kuò)孔器擴(kuò)孔器的形狀是一個(gè)在切割面焊有切割牙的圓筒，圓筒上裝有鉆掘液噴嘴。擴(kuò)孔器可依地質(zhì)狀況及孔徑大小而調(diào)整，當(dāng)擴(kuò)孔器抵達(dá)進(jìn)入坑時(shí)就會(huì)從鉆桿上拆除。假如擴(kuò)孔一次無(wú)法達(dá)到預(yù)定管徑需求時(shí)，則可依上述擴(kuò)孔程序重復(fù)進(jìn)行擴(kuò)孔。一般而言，擴(kuò)孔的孔徑須比預(yù)埋管的外徑大３５％，這樣可以避免預(yù)埋管道在回拉過(guò)程中的阻礙。鉆掘液（泥漿）會(huì)提供地下孔可以抵抗地面壓力的液壓，替代地下孔在擴(kuò)孔過(guò)程中所減少的土壤，當(dāng)管道回拉并敷設(shè)完成后，則管道就會(huì)取代由進(jìn)入坑或出口坑溢出的泥漿。七、擴(kuò)孔器

八、管道回拉在擴(kuò)孔器的尾端固定一只旋軸，并將管道連接在旋軸上，出鉆區(qū)域的工程師在重復(fù)檢查完每個(gè)環(huán)節(jié)是穩(wěn)固的及活動(dòng)部分可以旋轉(zhuǎn)之后，即可用對(duì)講機(jī)通知入鉆區(qū)域的工程師。在鉆掘機(jī)的回拉下，擴(kuò)孔器進(jìn)入出口坑，在此之前先使用泵將鉆掘液經(jīng)由鉆桿送進(jìn)擴(kuò)孔器，以確定擴(kuò)孔器中所有的噴嘴都是暢通的，通過(guò)連續(xù)的泵壓力、旋轉(zhuǎn)及控制即可進(jìn)行管道的安裝，當(dāng)所有的鉆桿在鉆掘機(jī)端一一被取下后，管道就完成了安裝。當(dāng)擴(kuò)孔器穿過(guò)地下孔抵達(dá)鉆掘機(jī)側(cè)時(shí)，操作人員必須謹(jǐn)慎控制旋轉(zhuǎn)扭力及鉆掘機(jī)的拉力負(fù)載，以確保管道不被拉壞。八、管道回拉九、鉆掘信息有關(guān)長(zhǎng)度、深度及穿越位置等定向鉆穿越的信息，會(huì)在鉆孔時(shí)一一記錄。這些精確的記錄會(huì)被繪制在鉆掘竣工圖中，以確保日后此管道不會(huì)被挖掘。當(dāng)管道安裝完成后，施工場(chǎng)地應(yīng)一一復(fù)原。九、鉆掘信息十、環(huán)境保護(hù)定向鉆工程中應(yīng)注意的環(huán)保問(wèn)題是鉆掘液（泥漿）及被挖出的土壤的回收問(wèn)題。為了減少?gòu)U棄物產(chǎn)出量，泥漿應(yīng)被回收及再利用，而泥漿回收的費(fèi)用則取決于工地現(xiàn)狀，尤其是入鉆區(qū)域和出鉆區(qū)域的交通狀況。此外，泥漿是天然物質(zhì)并非人工化學(xué)合成物，不會(huì)像一般的有毒化學(xué)合成物那樣污染環(huán)境。十、環(huán)境保護(hù)十一、定向鉆施工流程圖

定向鉆施工流程如圖５-４所示。

十一、定向鉆施工流程圖

定向鉆施第五節(jié)定向鉆施工中常見問(wèn)題及解決措施一、鉆機(jī)錨固若鉆機(jī)在施工中如錨固不好，則鉆進(jìn)、回拖管道過(guò)程中易造成事故發(fā)生。在鉆機(jī)錨固前，要對(duì)錨固區(qū)域用儀器進(jìn)行地下管線檢測(cè)，防止將錨桿打在地下管線上。合理的鉆機(jī)錨固是順利完成鉆進(jìn)及回拖管道的前提，鉆機(jī)錨固的好壞反映了鉆機(jī)在鉆進(jìn)和回拖時(shí)利用本身功率的能力。第五節(jié)定向鉆施工中常見問(wèn)題及解決措施一、鉆一臺(tái)鉆機(jī)功率再大，若錨固不好，鉆機(jī)在定向鉆孔中會(huì)發(fā)生移動(dòng)，這樣會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)無(wú)法按預(yù)定的計(jì)劃完成鉆進(jìn)工作。在回拖管道時(shí)，如錨固不好，鉆機(jī)移動(dòng)，需進(jìn)一步錨固，從而導(dǎo)致了管道有可能拖不動(dòng)，進(jìn)一步加大鉆機(jī)拖力，又會(huì)出現(xiàn)鉆機(jī)的全部功率作用在鉆機(jī)機(jī)身上，容易發(fā)生設(shè)備破壞和人員傷亡的事故。一臺(tái)鉆機(jī)功率再大，若錨固不好，鉆機(jī)在定向鉆孔中二、信號(hào)接收在鉆進(jìn)過(guò)程中，由于地磁信號(hào)強(qiáng)（建筑物、高架橋屏蔽作用）定向信號(hào)可能無(wú)法接收。在這種情況下，依靠在信號(hào)消失之前的鉆進(jìn)斜率與點(diǎn)數(shù)在鉆桿上做標(biāo)記進(jìn)行自鉆。在自鉆過(guò)程中，由鉆桿上的標(biāo)記及計(jì)算鉆桿的斜率來(lái)完成鉆進(jìn)，直至信號(hào)出現(xiàn)為止。二、信號(hào)接收

三、鉆具選擇鉆頭是定向的重要工具之一。對(duì)于不同的土層，要采用不同的鉆頭，這樣才能防止卡鉆的出現(xiàn)。

a.對(duì)淤泥質(zhì)黏土，必須采用較大的鉆頭。

b.對(duì)干燥的軟黏土，采用中等尺寸的鉆頭效果最佳。

c.對(duì)硬土層，較小的鉆頭效果最佳，但要保證鉆頭至少比探頭外筒的直徑大１２.５ｍｍ。d.對(duì)鈣質(zhì)層，最小鉆頭效果最佳，可采用特殊的切削破碎技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔方向改變。

三、鉆具選擇e.對(duì)糖粒砂層，中等尺寸的鉆頭效果最佳，鑲焊硬質(zhì)合金的鉆頭耐磨性最好。對(duì)這種土層，鉆機(jī)的錨固和鉆掘液是關(guān)鍵。f.對(duì)砂質(zhì)淤泥，中、大尺寸的鉆頭效果較好。有時(shí)需要高扭矩來(lái)驅(qū)動(dòng)鉆頭。g.對(duì)致密砂層，小尺寸錐形鉆頭效果最好，但鉆頭的尺寸必須大于探頭外筒的尺寸。在這種土層中，向前推進(jìn)較難，可較快實(shí)現(xiàn)控向，鉆機(jī)錨固是鉆孔成功的關(guān)鍵。e.對(duì)糖粒砂層，中等尺寸的鉆頭效果最佳，鑲焊硬質(zhì)合金的鉆頭耐h.對(duì)礫石層，鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金的鉆頭效果最佳。對(duì)大顆粒卵石層，鉆進(jìn)難度大，不過(guò)若卵石層間有足夠的膠結(jié)性土，則鉆進(jìn)還是可行的。在礫石層中，回?cái)U(kuò)難度最大。j.對(duì)固結(jié)的巖層，使用孔內(nèi)動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)效果最佳。采用標(biāo)準(zhǔn)鉆頭鉆到硬質(zhì)巖時(shí)，鉆機(jī)可在無(wú)明顯方向改變的條件下完成施工。h.對(duì)礫石層，鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金的鉆頭效果最佳。對(duì)大顆粒卵石四、穿越地層與設(shè)計(jì)軌跡的合理選擇水平定向鉆可承擔(dān)管線的穿越任務(wù)。鉆機(jī)性能的很好發(fā)揮，依賴于理想的地質(zhì)條件和合理的軌跡設(shè)計(jì)。如果地質(zhì)條件理想，穿越曲線位于黏土、亞黏土或淤泥等造漿能力好的地層，則可以適當(dāng)加長(zhǎng)穿越長(zhǎng)度，而實(shí)際拖力不會(huì)增加太多；如果穿越曲線所在地層不理想（如流沙、鈣質(zhì)層、礫石層）時(shí)，則會(huì)降低穿越成功的可能性，甚至導(dǎo)向孔都可能無(wú)法完成。四、穿越地層與設(shè)計(jì)軌跡的合理選擇

1、地質(zhì)要求對(duì)穿越工程，必須先勘測(cè)穿越處的地質(zhì)情況，對(duì)不同地層（如淤泥、黏土、亞黏土、粉土層、砂土、流沙）的穿越，需選用不同的鉆具及其配套設(shè)施。穿越段地質(zhì)必須詳勘。按要求在穿越中心線兩邊各２５ｍ，沿中心線方向間隔打勘測(cè)孔，對(duì)復(fù)雜的地段，勘測(cè)孔的間距還要加密。穿越段的地質(zhì)勘探應(yīng)提供取樣深度、含水量、顆粒度、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、液限、塑限、標(biāo)貫擊數(shù)、承載力等參數(shù)，并提供水質(zhì)報(bào)告，提供穿越地段地形圖和地質(zhì)鉆探剖面圖，供設(shè)計(jì)及施工單位參考。1、地質(zhì)要求

２、設(shè)計(jì)軌跡根據(jù)敷管設(shè)計(jì)標(biāo)高、地層及地形情況，根據(jù)鉆桿曲率半徑、工作場(chǎng)地、地下管線分布情況和圖紙來(lái)設(shè)計(jì)管道埋深、管道的彎曲曲率半徑，確定定向鉆鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭的頂角、方位角、工具面向角，計(jì)算出測(cè)定空間坐標(biāo)，設(shè)計(jì)出定向鉆進(jìn)的軌跡圖及對(duì)特殊地層、地段制訂特殊施工方案，并且要把常用和應(yīng)急材料準(zhǔn)備一定的庫(kù)存量，以防特殊情況的發(fā)生，保證施工各階段的順利進(jìn)行。２、設(shè)計(jì)軌跡五、導(dǎo)向孔工藝及卡鉆的解決方法１、導(dǎo)向鉆孔導(dǎo)向鉆孔采用射流輔助鉆進(jìn)方式。導(dǎo)向孔鉆進(jìn)是通過(guò)定向鉆的高壓泥漿射流沖蝕、破碎和鉆頭旋轉(zhuǎn)切削成孔的，以斜面鉆頭來(lái)控制鉆頭方向。鉆頭內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射鉆頭的位置、頂角、深度、鉆頭的溫度、面向角、發(fā)射器內(nèi)電池的狀態(tài)等參數(shù)，這些參數(shù)由地面手提定位示蹤儀接收，供操作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定鉆頭的具體位置、深度，并隨時(shí)通過(guò)鉆機(jī)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，以控制鉆頭按設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)。五、導(dǎo)向孔工藝及卡鉆的解決方法２、斜面糾偏地面示蹤儀測(cè)量精度一般為３％～５％，測(cè)量深度為２１ｍ。當(dāng)發(fā)現(xiàn)定向鉆進(jìn)偏離設(shè)計(jì)軌跡時(shí)，通過(guò)調(diào)整鉆頭斜面的方向進(jìn)行糾偏。糾偏不能太急，應(yīng)按照管道的曲率半徑在幾根鉆桿的長(zhǎng)度內(nèi)完成糾偏。不要在一根鉆桿的長(zhǎng)度內(nèi)就完成所有的糾偏，以防止回拖管道過(guò)程中出現(xiàn)拖不動(dòng)的問(wèn)題。２、斜面糾偏３、卡鉆及解決方法在礫石、糖粒砂、鈣質(zhì)層鉆進(jìn)中，可能會(huì)出現(xiàn)卡鉆的現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整泥漿配比，使用最大泥漿排量，并與鉆機(jī)配合，將鉆桿撤出卡鉆區(qū)。在分析卡鉆的原因后，調(diào)整泥漿配比，使用進(jìn)口膨潤(rùn)土，增加泥漿切力與黏度，使用扭矩大、推力大的鉆機(jī)及相匹配的鉆頭，繼續(xù)進(jìn)行導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)。３、卡鉆及解決方法六、擴(kuò)孔器選擇

當(dāng)先導(dǎo)孔鉆至出鉆區(qū)后，需用擴(kuò)孔器來(lái)擴(kuò)大鉆孔，以便安裝管道。一般將鉆孔擴(kuò)大至管道尺寸的１.２～１.５倍，擴(kuò)孔器的拉力或推力一般要求為１７５.１Ｎ／ｍｍ（孔徑）。根據(jù)管道的尺寸和鉆機(jī)的規(guī)格可采用多級(jí)擴(kuò)孔。對(duì)于不同