1、 水平定向鉆穿越施工工藝:
使用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行管線穿越施工,一般分為二個(gè)階段:第一階段是按照設(shè)計(jì)曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個(gè)導(dǎo)向孔;第二階段是將導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔,并將產(chǎn)品管線(一般為PE管道,光纜套管,鋼管)沿著擴(kuò)大了的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中,完成管線穿越工作。
1.1 鉆導(dǎo)向孔:
要根據(jù)穿越的地質(zhì)情況,選擇合適的鉆頭和導(dǎo)向板或地下泥漿馬達(dá),開動(dòng)泥漿泵對(duì)準(zhǔn)入土點(diǎn)進(jìn)行鉆進(jìn),鉆頭在鉆機(jī)的推力作用下由鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)(或使用泥漿馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn))切削地層,不斷前進(jìn),每鉆完一根鉆桿要測(cè)量一次鉆頭的實(shí)際位置,以便及時(shí)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)方向,保證所完成的導(dǎo)向孔曲線符合設(shè)計(jì)要求,如此反復(fù),直到鉆頭在預(yù)定位置出土,完成整個(gè)導(dǎo)向孔的鉆孔作業(yè)。
鉆機(jī)被安裝在入土點(diǎn)一側(cè),從入土點(diǎn)開始,沿著設(shè)計(jì)好的線路,鉆一條從入土點(diǎn)到出土點(diǎn)的曲線,作為預(yù)擴(kuò)孔和回拖管線的引導(dǎo)曲線。
1.2 預(yù)擴(kuò)孔和回拖產(chǎn)品管線:
一般情況下,使用小型鉆機(jī)時(shí),直經(jīng)大于200毫米時(shí),就要進(jìn)行予擴(kuò)孔,使用大型鉆機(jī)時(shí),當(dāng)產(chǎn)品管線直徑大于Dn350mm時(shí),就需進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔,預(yù)擴(kuò)孔的直徑和次數(shù),視具體的鉆機(jī)型號(hào)和地質(zhì)情況而定。
回拖產(chǎn)品管線時(shí),先將擴(kuò)孔工具和管線連接好,然后,開始回拖作業(yè),并由鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)后退,進(jìn)行擴(kuò)孔回拖,產(chǎn)品管線在回拖過(guò)程中是不旋轉(zhuǎn)的,由于擴(kuò)好的孔中充滿泥漿,所以產(chǎn)品管線在擴(kuò)好的孔中是處于懸浮狀態(tài),管壁四周與孔洞之間由泥漿潤(rùn)滑,這樣即減少了回拖阻力,又保護(hù)了管線防腐層,經(jīng)過(guò)鉆機(jī)多次預(yù)擴(kuò)孔,最終成孔直徑一般比管子直徑大200mm,所以不會(huì)損傷防腐層。
在鉆導(dǎo)向孔階段,鉆出的孔往往小于回拖管線的直徑,為了使鉆出的孔徑達(dá)到回拖管線直徑的1.3~1.5倍,需要用擴(kuò)孔器從出土點(diǎn)開始向入土點(diǎn)將導(dǎo)向孔擴(kuò)大至要求的直徑。
地下孔經(jīng)過(guò)預(yù)擴(kuò)孔,達(dá)到了回拖要求之后,將鉆桿、擴(kuò)孔器、回拖活節(jié)和被安裝管線依次連接好,從出土點(diǎn)開始,一邊擴(kuò)孔一邊將管線回拖至入土點(diǎn)為止。
2、 水平定向鉆施工的特點(diǎn):
2.1 定向鉆穿越施工具有不會(huì)阻礙交通,不會(huì)破壞綠地,植被,不會(huì)影響商店,醫(yī)院,學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序,解決了傳統(tǒng)開挖施工對(duì)居民生活的干擾,對(duì)交通,環(huán)境,周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。
2.2 現(xiàn)代化的穿越設(shè)備的穿越精度高,易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深,管線弧形敷設(shè)距離長(zhǎng),完全可以滿足設(shè)計(jì)要求埋深,并且可以使管線繞過(guò)地下的障礙物。
2.3 城市管網(wǎng)埋深一般達(dá)到三米以下,穿越河流時(shí),一般埋深在河床下 9—18米,所以采用水平定向鉆機(jī)穿越,對(duì)周圍環(huán)境沒(méi)有影響,不破壞地貌和環(huán)境,適應(yīng)環(huán)保的各項(xiàng)要求。
2.4 采用水平定向鉆機(jī)穿越施工時(shí),沒(méi)有水上、水下作業(yè),不影響江河通航,不損壞江河兩側(cè)堤壩及河床結(jié)構(gòu),施工不受季節(jié)限制,具有施工周期短人員少、成功率高施工安全可靠等特點(diǎn)。
2.5 與其它施工方法比較,進(jìn)出場(chǎng)地速度快,施工場(chǎng)地可以靈活調(diào)整,尤其在城市施工時(shí)可以充分顯示出其優(yōu)越性,并且施工占地少工程造價(jià)低, 施工速度快。
2.6 大型河流穿越時(shí),由于管線埋在地層以下 9—18mm,地層內(nèi)部的氧及其他腐蝕性物質(zhì)很少,所以起到自然防腐和保溫的功用,可以保證管線運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。
3、 水平定向鉆機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介:
各種規(guī)格的水平定向鉆機(jī)都是由鉆機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及附助機(jī)具組成。
3.1 鉆機(jī)系統(tǒng):是穿越設(shè)備鉆進(jìn)作業(yè)及回拖作業(yè)的主體,它由鉆機(jī)主機(jī)、轉(zhuǎn)盤等組成,鉆機(jī)主機(jī)放置在鉆機(jī)架上,用以完成鉆進(jìn)作業(yè)和回拖作業(yè)。轉(zhuǎn)盤裝在鉆機(jī)主機(jī)前端,連接鉆桿,并通過(guò)改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和輸出轉(zhuǎn)速及扭矩大小,達(dá)到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。
3.2 動(dòng)力系統(tǒng):由液壓動(dòng)力源和發(fā)電機(jī)組成動(dòng)力源是為鉆機(jī)系統(tǒng)提供高壓液壓油作為鉆機(jī)的動(dòng)力,發(fā)電機(jī)為配套的電氣設(shè)備及施工現(xiàn)場(chǎng)照明提供電力。
3.3 控向系統(tǒng):控向系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制鉆頭在地下的具體位置和其它參數(shù),引導(dǎo)鉆頭正確鉆進(jìn)的方向性工具,由于有該系統(tǒng)的控制,鉆頭才能按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn),現(xiàn)經(jīng)常采用的有手提無(wú)線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。
3.4 泥漿系統(tǒng):泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成,為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。
3.5 鉆具及輔助機(jī)具:是鉆機(jī)鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)所使用的各種機(jī)具。鉆具主要有適合各種地質(zhì)的鉆桿,鉆頭、泥漿馬達(dá)、擴(kuò)孔器,切割刀等機(jī)具。輔助機(jī)具包括卡環(huán)、旋轉(zhuǎn)活接頭和各種管徑的拖拉頭。
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