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非開挖頂管工程淺談非開挖定向鉆的發(fā)展
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A、發(fā)展與使用
水平定向鉆技術(shù)最早出現(xiàn)在70年代,是傳統(tǒng)的公路打孔和油田定向鉆井技術(shù)的結(jié)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、石化產(chǎn)品、水、污水等物質(zhì)和電力、光纜各類管道的施工。不僅應(yīng)用于河流和水道的穿越,同時還廣泛應(yīng)用于高速公路、鐵路、機場、海岸、島嶼以及密布建筑物、管道密集區(qū)等。
B、技術(shù)限制
定向鉆施工技術(shù)首先應(yīng)用于美國海岸地區(qū)的沖積層穿越,現(xiàn)在已經(jīng)能夠開始在粗沙、卵石、冰磧和巖石地區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)條件下進行穿越施工。最長的穿越施工已達(dá)6000英尺、管道直徑為18英寸。 C、優(yōu)勢 事實證明:
水平定向鉆穿越是對環(huán)境影響最小的施工方法。這項技術(shù)同時還可以為管道提供最的保護層,并相應(yīng)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(shù)

1、導(dǎo)向孔:導(dǎo)向孔是在水平方向按預(yù)定角度并沿預(yù)定截面鉆進的孔,包括一段直斜線和一段大半徑弧線。在鉆導(dǎo)向孔的同時,承包商也許會選擇并使用更大口徑的鉆桿(即沖洗管)來屏蔽導(dǎo)向鉆桿。沖洗管可以起到類似導(dǎo)管的作用,還可以方便導(dǎo)向鉆桿的抽回和更換鉆頭等工作。導(dǎo)向孔的方向控制由位于鉆頭后端的鉆桿內(nèi)的控制器(稱為彎外殼)完成。鉆進過程中鉆桿是不做旋轉(zhuǎn)的,需要變換方向時若將彎外殼向右定位,鉆進路線即向右沿平滑曲線前進。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內(nèi)的電子測向儀進行測量并將測量結(jié)果傳導(dǎo)到地面的接收儀,這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和計算后,以數(shù)字的形式顯示在顯示屏上,該電子裝置主要用來監(jiān)測鉆桿與地球磁場的關(guān)系和傾角(鉆頭在地下的三維坐標(biāo)),將測量到的數(shù)據(jù)與設(shè)計的數(shù)據(jù)進行對比,以便確定鉆頭的實際位置與設(shè)計位置的偏差,并將偏差值控制在允許的范圍之內(nèi),如此循環(huán)直到鉆頭按照預(yù)定的導(dǎo)向孔曲線在預(yù)定位置出土。
2、預(yù)擴孔: 導(dǎo)向孔完成后,要將該鉆孔進行擴大到合適的直徑以方便安裝成品管道,此過程稱為預(yù)擴孔,(依最終成孔尺寸決定擴孔次數(shù))。例如,如需安裝36英寸管線,鉆孔必須擴大到48英寸或更大。通常,在鉆機對岸將擴孔器連接到鉆桿上,然后由鉆機旋轉(zhuǎn)回拖入導(dǎo)向孔,將導(dǎo)向孔擴大,同時要將大量的泥漿泵入鉆孔,以保證鉆孔的完整性和不塌方,并將切削下的巖屑帶回到地面。
3、回拖管道:預(yù)擴孔完成以后,成品管道即可拖入鉆孔。管道預(yù)制應(yīng)在鉆機對面的一側(cè)完成。擴孔器一端接上鉆桿另一端通過旋轉(zhuǎn)接頭接到成品管道上。旋轉(zhuǎn)接頭可以避免成品管道跟著擴孔器旋轉(zhuǎn),以保證將其順利拖入鉆孔。回拖由鉆機完成,這一過程同樣需要大量泥漿配合,回拖過程要連續(xù)進行直到擴孔器和成品管道自鉆機一側(cè)破土而出。


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