随着人们文明和环保意识的逐渐增强,开挖路面及河流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们的关注,非开挖技术和打破了传统大开挖落后的铺设各种地下管线的方式。与传统的开挖作业方法相比,非开挖技术适合于穿越高速公路、铁路、建筑物、河流等地区,在我国大部分非岩质地区都可适用。
定向钻穿越技术是非开挖技术领域中占主导地位并且发展快的**之一,经过30年的发展及工程实践,其技术水平有了很大提高。据有关资料介绍,目前上定向钻穿越的管径为1574.8mm,长距离是2308m。定向钻穿越技术广泛用于油气管道穿越江河、沟渠、高速公路、铁路以及其他不适合浅埋通过的区域。同时也可用于电(光)缆、自来水管道等**工程穿越建构筑物等。
定向钻穿越技术与其他穿越技术(如顶管、盾构等)相比,具有施工、不受季节限制、穿越质量好、不损坏地面构筑物、不影响河流沟渠泄洪、不影响航运、不需要任何加重稳管措施、保护自然环境、工程造价低等诸多优点。定向钻穿越技术的限制条件主要是穿越长度、施工场地以及工程地质状况等。
1定向钻系统组成[1]
定向钻系统一般由钻机系统、控向与造斜系统、钻具、泥浆系统、回拖系统、动力系统和辅助系统组成。
(1)钻机系统
定向钻机通常采用机械或液压驱动钻杆,通过钻杆对孔底的钻头施加旋转扭矩,实现钻进和回拖作业。对于定向钻机而言,旋转扭矩和回拖力是主要性能参数,也是设计中根据工程规模大小衡量钻机穿越能力的主要依据。
(2)控向与造斜系统
定向钻的控向方式分为有线控向和无线控向两种,无线控向只适用于短距离、浅层穿越,配合中小钻机使用,其特点是控向方便,准确,但受穿越深度和地形的限制,一般使用较少。有线控向适用于长距离、深层穿越,配合大型钻机使用。造斜是实现管道曲线穿越的关键所在,纠偏是在实际钻进曲线偏离理论曲线时所采取的技术措施,造斜和纠偏由造斜工具来实现。造斜工具有两种,即造斜短接和造斜偏块。
造斜短接是两端有斜口和螺纹的短管节,装在钻头后面。钻进时,若只给进而不旋转钻杆,作用于造斜短接上的反力使钻头改变方向,实现造斜钻进;若同时给进和旋转钻杆,造斜短接失去方向性,可实现保直钻进。造斜偏块是加在钻头后面钻杆上的半圆形金属块,它的工作原理是通过改变钻杆受到的侧向力而造斜。注意,当地质条件是岩石时,在造斜短接与钻头之间,需安装泥浆马达驱动钻头旋转,切削岩石。
(3)钻具
常用的钻具有:钻头、泥浆马达和钻杆。常用的定向钻钻头有铣齿钻头、牙轮钻头和金刚石钻头,它的外径比钻杆的外径要大;在岩石地层,使用泥浆马达可以有效地减小钻头所需的推力;定向钻所使用的钻杆与普通钻井用钻杆相同。
对不同的地质条件,钻导向孔时可以选用不同的钻具组合。
现场尽量要平整,坚硬,清洁,以便有利于进行施工。由于穿越施工时需要大量的淡水供搅拌泥浆用,所以施工现场要尽量靠近水源或便于连接自来水管道的地方。管道一侧----为便于预制成品管道,管道一侧要有足够长度的施工现场,这也是要考虑的事情。现场宽度应满足管道施工的需要(一般为米)。同样在出土点一侧也需要30米(100FT)宽乘以45米(150FT)长的施工现场。总长度以能够摆放下所预制的管道为准,(场地的总长度一般为穿越管道长度再加上30米,)在回拖前,要将管道预制完成,包括焊接,通球,试压防腐等工序,在回拖过程中,不能再进行管道的连接工作,因为回拖过程是要连续进行的,若此时进行管道连接将可能造成地下孔洞的。可能造成整个工程施工的失败。
地下埋设物,地上交通及构管物等情况进行周密的调查了解。必须严格的掌握各类土壤的物理化学性质,分层及高度,地下水位及流量,含水层的渗透系数,有针对性的利用可能提供的设备,采取有效排水和防的安全技术措施;必须严格掌握地下埋设的各种电缆,管道,有毒有害的气(液)体。易燃易爆物质,古墓(腐植土)等地下建筑物及其它各种障碍物的种类,用途,结构,位置深度,走向,物理化学性质及危害程度。人工顶管过路顶管施工水泥顶管过马路顶管顶管施工的一般要求顶管施工前应对管道顶进地段的水文地质依此有效的安全防护和劳动保护措施。确保施工安全,必须掌握地上公路,铁路的交通状况,请有关部门共同专门的施工方案(安全技术措施)配合施工。
确保公路,铁路和施工安全。严禁在无施工组织设计(施工方案)情况下施工。胜越非开挖拉管施工队在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道。气石油管道,通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路,铁路,桥梁,高山,河流,海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工,能节约一大笔征地费用,对污染和道路的堵塞,具有显著的经济效益和社会效益。水平定向钻是专门为地下管道铺设而设计制作的施工设备。它能够在不开挖或少开挖土地的情况下完成地下管道,管线等的铺设,保护施工现场周围的建筑,交通和绿化,也能施工所耗费的时间和人力。水平定向钻顶管施工适合应用在各种中,不管是什么土地都可以使用这种技术,即便是跨越河流和桥梁也不在话下。
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