【文章內(nèi)容簡介】 A應根據(jù)使用的定位系統(tǒng)、土層條件和穿越深度的變化而改變。典型的BHA裝配如下：軟土層/手持式跟蹤——BHA由可改變角度和方向的噴射或鏟形鉆頭、探頭室和鉆桿組成。中—硬土層/手持式跟蹤——BHA由銑齒牙輪鉆頭、改變角度和方向控制的彎接頭、探頭室和鉆桿組成。硬土或巖石層/手持式跟蹤——BHA由鑲齒牙輪鉆頭、預先安置好彎頭的泥漿馬達、探頭室和鉆桿組成。（） 硬土或巖石層/手持式跟蹤軟土層/有纜式——BHA由鉆頭、彎接頭、浮動接頭、裝有探頭的定向接頭、泥漿馬達、無磁鉆鋌和鉆桿組成。除鉆頭外，整個BHA由無磁性鋼材組成。硬土或巖石層 /有纜式——BHA由鉆頭、泥漿馬達、浮動接頭、定向接頭、無磁鉆鋌和鉆桿組成。（） 硬土或巖石層 /有纜式 選擇合適的鉆桿非常重要，鉆桿的外徑和壁厚對鉆孔彎曲半徑有影響。大直徑鉆桿不能安全地進行小曲率半徑的彎曲，因而不能用于短距離彎曲孔。鉆桿直徑越小，越易彎曲，在適當?shù)牡貙訔l件下更適合短距離孔。設計的鉆孔彎曲半徑應大于欲鋪設的鋼管和鉆桿的允許彎曲半徑，或至少是其直徑的1200倍。用其它非剛性材料的管道，如高密度聚乙烯管HDPE，彎曲半徑可以更小。鉆孔彎曲半徑越大，回拉時鋪設管線越安全。相反，如果鉆孔軌跡設計按管材計算的最小彎曲半徑，則沒有誤差的余地。如要使用孔底泥漿馬達，需要最大的鉆桿內(nèi)徑或水眼，以提供合適的鉆進液流量，將地表壓力損失和鉆桿壓力損失降到最低，這樣可給鉆頭提供最大水馬力。鉆桿、膠管、單動接頭及其它接頭的內(nèi)徑(水眼)是保證足夠流量的重要因素。水平定向鉆進穿越工程需要兩個分離的工作場地：設備場地（鉆機的工作區(qū)）和管線場地（與設備場地相對的鉆孔出土點工作區(qū)）。場地大小取決于設備類型、鋪管直徑和鉆進穿越長度。設備場地（） 安放設備、施工操作需要充足的工作面積。一般應保證鉆進設備周圍具有至少大于鉆桿單根長度的操作空間，設備上方應無障礙以保證吊放和防止落物。如果設備是可分離的，擺放設備位置可由一些較小的、不規(guī)則的面積組成。管線場地（） 應提供足夠長的工作空間便于欲鋪設管子的連接。穿越工程的設計，應盡量設法將欲鋪設的管線做到全長度一次性拉入，并盡可能避免水平方向的彎曲。多次回拉連接管線會增加施工風險。在城市市區(qū)施工時，由于受街道圍墻的限制或必須在擁擠的小胡同、人行道、風景區(qū)或特殊的公共通道的地方工作，設備須線性排列，占據(jù)空間不超過單行道寬度。施工場地還應考慮可能干擾鉆架或起重機操作的空中設施，以及可能影響設計軌跡線和鉆機布置的地下設施。交通高峰期對工作時間的限制也影響施工場地的充分利用。施工場地還須考慮開挖進、出口坑和泥漿循環(huán)池。盡管水平定向穿越對公共設施的破壞最小，但必須告知財產(chǎn)所有者或管理機關，這些坑是定向穿越施工的必要組成部分。 設備場地 管線場地進、出口工作坑是非常重要的，進、出口工作坑可有以下功用：（1） 兼作地層情況和地下管線及構筑物的探坑；（2） 用作泥漿循環(huán)池的組成部分；（3） 作為連接與拆卸鉆具、鉆桿、管線的工作坑；（4） 坑內(nèi)始鉆式鉆機的設備安放位置。進、出口工作坑的大小，取決于其功能和深度，一般至少應為11m，當深度較深時，還必須考慮挖掘工作中穩(wěn)定坑壁，形成坡度，坑口尺寸更大。在考慮坑的功用時，如欲用于接管工作的出口坑，需考慮焊接工作的操作空間；如果欲鋪設的管線直徑大，則出口坑必須延長成適合管道平直回拖的長槽；等等。坑內(nèi)始鉆式鉆機的工作坑，因需要利用坑的前、后壁承受鉆進中的給進力和回拉力，則必須對坑壁進行加強和支護。泥漿循環(huán)池一般由返回池、沉淀池、供漿池三個以上的池組成。池之間由溝槽連接，其間還可有泥漿凈化設備或裝置。泥漿循環(huán)池的大小根據(jù)泥漿返回量的多少確定，一般至少應為111m，為保證泥漿自由沉淀的效果，沉淀池可大一些或多1～2個。鉆進液通常是鉆進泥漿。鉆進泥漿有許多功能，最基本的是維持鉆孔的穩(wěn)定性。另外，泥漿還有攜帶鉆屑、冷卻鉆頭、噴射鉆進等功能。鉆進液的成分根據(jù)底層條件、使用要求作調(diào)整。管道與孔壁環(huán)狀空間里的鉆進液還有懸浮和潤滑作用，有利于管道的回拖。鉆進泥漿經(jīng)泥漿泵泵入鉆桿，從鉆頭噴射出來，在經(jīng)鉆桿與孔壁的環(huán)狀間隙還回地面。鉆進液是一種由清水+優(yōu)質(zhì)粘土（膨潤土）+處理劑(若需要)或清水+少量的聚合物+處理劑(若需要)的混合物。膨潤土是常用的泥漿材料，它是一種無害的泥漿材料。鉆進過程中，監(jiān)控和維持粘度、比重、固相含量等技術參數(shù)是極為重要的。當孔內(nèi)情況有所改變時，可以按需要調(diào)整這些參數(shù)。鉆進液應在專用的攪拌池中配制。從鉆孔中返回的泥漿需經(jīng)泥漿沉淀池或泥漿凈化設備處理后，再送回供漿池，或與新泥漿混合后再使用。常用的泥漿凈化方法是分級濾出不同粒徑的土屑，如：從孔口返回的泥漿依次通過振動篩、除砂器、沉淀池處理。鉆屑增加鉆進液的固相含量，固相含量必須始終控制在30%以下，這樣才能保證堵塞鉆孔。作為環(huán)保施工技術，對非開挖水平定向鉆進的鉆進液進行適當處理可避免在地表不能存放鉆進液的問題。使用后的膨潤土泥漿（不含有害處理劑）最常用的處理方法是散布在田野里，用后的膨潤土泥漿散布在田地、牧場或管線周圍，對工程承包商和土地主人都是有利的。預先設計好泥漿處理技術可降低實際處理成本。 管線制作根據(jù)適用的規(guī)則和規(guī)范制作、裝配管線。拉管前需用焊縫檢測儀對管線進行連續(xù)檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時進行修理?？刂谱钚≡试S彎曲半徑和最大允許拉伸間距范圍，可保證管線受力始終低于規(guī)定的最小屈服強度。對于大直徑管線，為了控制拉力在所用鉆機的允許范圍之內(nèi)，需進行減阻。減阻還有減少對涂覆層的磨損作用。回拖期間，鉆機操作者必須監(jiān)測和記錄相關數(shù)據(jù)，如拉力、扭矩、拉管速度和鉆井液流量等。應注意不超過管線的最大允許拉力。保護層有抗腐蝕和抗磨蝕的作用。定向穿越往往會遇到不同的地層情況，管道回拉時經(jīng)常受磨蝕，所以需要在管線外層涂保護層。涂層與管線應有很好的粘結(jié)力以抵抗地層的破壞，并且表面應光滑結(jié)實減少摩擦力。在管線施工中，推薦的保護層應與現(xiàn)場的接頭保護層或內(nèi)保護層一致。接頭保護層 焊接部位也應涂敷保護層，這是防磨蝕管道的一個關鍵野外工序。為防止回托時接頭保護層脫落，不應使用纏繞式保護層。保護層的修復 回拖施工可能造成小面積的保護層損壞，對此應進行手工修補，如采用油漆刷或滾筒進行涂敷修復。膠帶纏繞式修補不能用于回拉損壞保護層的修復。抗磨外層 穿越中管線遇石頭、卵礫石或堅硬巖石時，推薦在防腐層之外再涂敷高強度耐磨層。鉆進過程分三步：導向孔、擴孔、回托鋪管。 鉆進導向孔是水平定向穿越施工的最重要階段，它決定鋪設的管線的最終位置。鉆桿按設計的進入點以預先確定的8—12176。角度鉆入地層，在鉆進液噴射鉆進的輔助作用下，鉆孔向前延伸。在堅硬的巖層中，需要泥漿馬達鉆進，鉆桿的末端有一個彎接頭控制軌跡的方向。在每一根鉆桿鉆入后，應利用手持式跟蹤或有纜式定位儀測量鉆頭位置，推薦至少鉆進每根鉆桿應測量一次。對有地下管線、關鍵的出口點或調(diào)整鉆孔軌跡時，應增加測量點。將測量數(shù)據(jù)與設計軌跡進行比較，確定下一段要鉆進的方向。鉆頭在出口處露出地面，測量實際出口是否在誤差范圍之內(nèi)。如果鉆孔的一部分超出誤差范圍，可能要拉回鉆桿，重新鉆進鉆孔的偏斜部分。當出口位置滿足要求時，取下鉆頭和相關鉆具，開始擴孔和回拉。 同徑鋪設時，導向孔完成之后，可直接回拖鋪管。但是，大多數(shù)導向孔需要擴孔，將孔徑擴至能鋪設管道。～。地層情況復雜時，擴孔直徑越大越好；但是，孔徑越大，維持孔壁穩(wěn)定越困難。應考慮鉆進液和鉆屑返回的環(huán)空間隙和鋪設管線的彎曲半徑。根據(jù)要求的終孔直徑和土層條件，擴孔可一次或多次完成。不同地層應采用不同的擴孔器。刮刀擴孔器用于軟土層；筒形擴孔器用于混合土；鑲嵌硬質(zhì)合金塊的牙輪擴孔器用于巖石層。擴孔器的類型和地層條件直接影響擴孔速度。采用與地層相匹配的擴孔器和適當?shù)你@進液流量是擴孔施工的關鍵，可節(jié)約資金和時間。 鉆孔擴大后，管線可回拉進入充滿泥漿的孔中。準備回拉的管線應在出口一側(cè)連接并進行檢測。如果鋪設的是鋼管，推薦將鋼管放在滾筒上以減少摩擦力，保護管線的涂層。對于高強度聚乙烯管（HDPE管）通常不需要這個工序。鉆桿使用一個拉頭或拉鉤和一個單動接頭與鋪設管連接，單動接頭用于防止管線回轉(zhuǎn)，并擰壞管線。也可將擴孔器安裝于拉頭與鉆桿之間，以確保鉆孔暢通，回拉時，可向孔內(nèi)泵入潤滑液。 清理現(xiàn)場拉管和其后的測試試驗（靜水壓測試、定徑清管器、密封測試）等工作完成后，應清理管線現(xiàn)場和設備現(xiàn)場。這項工作包括排除入口坑和出口坑中的鉆進液，并回填這些工作坑。 值班記錄值班記錄和現(xiàn)場報告必須符合實施所在行業(yè)的語言習慣，應每天向委托方代表遞交這些報告。對于每一道工序都應作現(xiàn)場記錄，也包括對管道減阻或回填廢棄鉆孔的情況。每日進度報告應包括下列內(nèi)容：——地點——日期——工程名稱——實施者——分包商——使用人員——使用設備——使用材料——意外事件值班記錄至少應包括：——地點——時間——拉力——扭矩——泵送流量——泵壓——意外事件報告由工程承包商保留，以保持更詳細的記錄。 原始資料委托方需要的所有原始資料和記錄應在全部工作結(jié)束后4周內(nèi)提供，應提交一份原件和一份復印件。原始資料應至少包含下列內(nèi)容：圖紙——平面圖——橫向剖面圖、平面圖、斷面圖記錄————場地清理——竣工照片資料（913）——開工前的場地情況——重大活動——清理后的場地情況實踐證明：提交記錄和資料時，由委托方和承包商對工程正反兩方面的經(jīng)驗進行一次總結(jié)討論是非常有益的，它有助于改善并提高施工質(zhì)量。5．探測技術 操作程序 施工前的設計——采用圖紙定位已有地下管線穿越工程的設計是非常關鍵的。工程初始調(diào)查應有一份綜合的地面建筑物及地下管線匯編圖，用于正確設計鉆進的基準線。對已有地下管線初勘精度是以后鋪設精度的基礎。在極個別情況下，資料不充分的鋪設施工可能造成對財產(chǎn)的損壞和對生命的傷害。地下管線工程（SUE）技術的應用推廣，提供了更好的繪制地下管線圖方法。對工地條件的掌握程度，表明了確定地下管線準確位置的努力和花費。設計者依據(jù)業(yè)主資料和已有地下管線圖紙進行水平定向鉆進鉆孔軌跡的設計。 探測儀器與技術方法在開挖揭露地下管線之前，使用管線探測儀是了解地下管線的很好方法。管線探測儀一般利用電磁波信號進行定位。當金屬線中通以電流時，會產(chǎn)生電磁場，發(fā)射電磁波信號，用管線探測儀探測該信號。沒有管線沒有電流時，則不能確定管線位置。非金屬體（如塑料或PVC管）不能導電，應采用其他定位方法探測非金屬管線。信號發(fā)射器發(fā)出的信號可在管線中激發(fā)電流，產(chǎn)生可識別的信號。高頻信號比低頻信號更易使管線產(chǎn)生電偶。高頻信號比低頻信號發(fā)射出更多電磁波信號，有“溢出”趨勢，當與附近其它線路形成電偶，可能造成定位錯誤。低頻信號比高頻信號輻射的更遠。有些發(fā)射器可調(diào)節(jié)輸出功率，調(diào)節(jié)信號強度，信號越強，信號沿管線傳得更遠。信號越強，“溢出”的可能性越大。設置高功率影響識別單條管線的能力。被動的信號是管線工作時的“自然”電磁信號。電力和有線電視同軸電纜都能產(chǎn)生可探測的信號。在埋有高壓電力線附近工作是非常危險的。沒有電流時，電力線不能產(chǎn)生可探測信號。因此，采用被動信號探測的結(jié)果是不可靠的，只能作為參考。(GPR)GPR通過向地下發(fā)射無線電波，用接收器記錄反射信號來探測地下的物體。計算機記錄數(shù)據(jù)，應用軟件解釋數(shù)據(jù)。GPR探測在獲取地質(zhì)數(shù)據(jù)和地下異常方面非常有用。盡管它能給管線定位，但卻不能區(qū)分管線性質(zhì)。使用GPR時，應對地層、地下水和地面條件進行校驗，使解釋結(jié)果與工程條件相適應。由于工地條件影響GPR的頻率，所以在探測的設計階段應分析這些影響，空中分布線路和地層是關鍵因素。 地震法探測地震法探測與GPR相似，它用壓力波代替電磁波，它通常應用于不太擁擠的地方，它能提供更深的探測數(shù)據(jù)。（點探儀）在設計初期，設計者采用電子跟蹤技術查找地下管線，確定出地下管線在地表的位置。在關鍵位置和基準線與地下管線相交處，可采用非破壞性真空挖掘法（點探儀）確定地下管線的準確位置與深度。電子地下探測有不確定性，隨當?shù)氐母蓴_和現(xiàn)場條件變化而變化。盡管可將許多不同的電子定位技術一起使用，提高電子定位的準確性，但是用非破壞性的氣/液壓真空挖掘方法揭露地下管線是更好的方法。采用傳統(tǒng)的大地測量能準確定位管線位置。車載空氣或液壓真空挖掘系統(tǒng)，利用高壓空氣或水松動并破碎管線周圍的土，將碎屑吸入容器罐，揭露出管線并測量。真空系統(tǒng)作為揭露管線最安全的方法已被管線業(yè)主廣泛接受。真空挖掘通常限制在5m深度，深5m以下的管線，更強調(diào)采用電子探測。對于非常深的鋪設工程，設計者必須依賴于從前鋪設的準確資料和施工前探測的全部資料。使用點探儀挖掘，應按要求給管線做標記，在設計圖中準確描述所有管線，并在施工前解決所有問題。所有線路跟蹤勘察和勘探孔勘察的資料應合并到設計書中。 人工探測技術方法盡管有許多電子的、機械的探測技術方法，在實際施工中，同時采用人工探測，也是一種非常有效的并廣為施工單位所接受的技術方法。人工探測是通過尋找和跟蹤地下管線的標志物，如各種天然氣、自來水、下水道、電力、電訊等的地表井蓋，進入井中測量管線的走向和深度。由于這種方法直觀、準確，在國內(nèi)得到廣泛應用。人工探測方法簡單，經(jīng)濟實用，效果可靠。但是，施工者必須認識到：不能將這種方法作為唯一的探測手段，因為有些管線或管線的某一管段，沒有設置地面井，或地面井設置很少，人工探測可能漏掉一些地下管線，為施工埋下事故隱患。在地下管線集聚的地方施工，推薦進行施工后的檢測。這種檢測必須由在此工地工作的工程師指導進行，確保新的管線鋪設沒有影響原有的地下管線。計算的與實際的出口點存在誤差是經(jīng)常的。在不能使用導向系統(tǒng)確定鉆進位置的地方有長孔段鉆進時，這種情況經(jīng)常發(fā)生。鋪設后的檢測方法有：陀螺儀 隨儀器直徑的增大，陀螺儀的精度越高。鋪設后檢測的最好方法是將陀螺儀拉過鋪設