【文章內(nèi)容簡介】 強度和位置的局部磁場。磁性定向儀對感應(yīng)磁場很敏感，鉆進(jìn)期間，采用專用軟件可提高磁性定向儀的定位精度。陀螺儀 陀螺儀測量系統(tǒng)用得不多。陀螺儀可保持固定的方向，且不受磁干擾的影響。然而，陀螺儀的大小受鉆桿內(nèi)徑尺寸限制。小尺寸的陀螺儀精度低，且漂移增加，還要求專業(yè)人員操作。選擇應(yīng)用上述儀器，應(yīng)以現(xiàn)場技術(shù)要求和費用考慮為基礎(chǔ)。一般，地表定位系統(tǒng)最便宜，但僅能用于距離較小的穿越。磁性定向儀用于較大的管線鋪設(shè)工程，這些工程為避開已有地下管線鉆進(jìn)較深，且磁干擾小，能識別和量化。工程選擇的磁性定向儀和備用儀器，應(yīng)有最近期的工廠標(biāo)準(zhǔn)校驗，以確保其誤差在生產(chǎn)商的額定范圍之內(nèi)。在現(xiàn)場對轉(zhuǎn)角的標(biāo)準(zhǔn)誤差檢查，應(yīng)在工程施工前進(jìn)行。轉(zhuǎn)角的標(biāo)準(zhǔn)誤差檢查也可在探頭安裝進(jìn)鉆具后，與確定的方向?qū)φ者M(jìn)行檢查。磁性定向儀應(yīng)置于沿鉆孔基準(zhǔn)線的地面上——即相同磁干擾區(qū)——使儀器在一個圓周內(nèi)以不變的方向轉(zhuǎn)動時，記錄下數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)動檢查至少應(yīng)檢查8個點。按鉆進(jìn)時的傾角狀態(tài)檢查，4個點足夠。應(yīng)沿鉆孔軌跡的不同位置，選擇地按鉆進(jìn)時的傾角狀態(tài)檢查磁場變化，確定儀器經(jīng)過該處的方位。如果可能，傾角狀態(tài)檢查應(yīng)使用裝在無磁鉆具內(nèi)的磁性定向儀。檢查時得到的所有數(shù)據(jù)都應(yīng)記錄，供與鉆進(jìn)施工期間比較。在開始鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時，使用TruTracker的位置，應(yīng)驗證方位角并按需要調(diào)節(jié)。必須記錄TruTracker測量的資料和方位角的變化。因為磁干擾、錯誤的方位定位、儀器失靈或操作員的失誤，可產(chǎn)生錯誤的導(dǎo)向。然而偏斜的孔可用于建立正確的鉆孔方位定位。將實際的鉆孔位置和方向與計算的數(shù)據(jù)作比較，可用于進(jìn)行重新鉆進(jìn)的設(shè)計。重新鉆進(jìn)時，鉆桿退回到技術(shù)要求確定的點，然后重新鉆進(jìn)那段導(dǎo)向孔。測量數(shù)據(jù)代表導(dǎo)向孔的位置，隨后的擴孔操作可能改變鉆孔的位置。例如，在軟土層，由于擴孔器被拉時受張力，擴孔傾向于使孔變直。為了減少合格的導(dǎo)向孔偏離或“跑離”，實踐證明：擴孔中使用套洗鉆管是一種很好的施工方法。除鉆機和定位與導(dǎo)向儀器外，還需要其他一些的輔助設(shè)備。如：使用鉆進(jìn)液或泥漿的鉆進(jìn)，需要泥漿泵、攪拌機、泥漿凈化器等設(shè)備；使用“干鉆巖石系統(tǒng)”的鉆進(jìn)，需要較高風(fēng)壓和較大風(fēng)量的空氣壓縮機。鉆孔進(jìn)、出口工作坑和泥漿循環(huán)坑的開挖，可能需要使用挖掘機?，F(xiàn)場搬運大直徑管道或其他重物，可能需要吊車。鋼質(zhì)管道的連接和拉頭的焊接，需要電焊機；聚乙烯管道（PE管）的連接需要熔融焊機，等等。水平定向鉆進(jìn)需要的工作人員數(shù)量，取決于穿越工程和使用設(shè)備的大小。一般，中型鉆機的施工班組應(yīng)由5—7人組成。標(biāo)準(zhǔn)的工作崗位及其職責(zé)是：定位及導(dǎo)向崗位——1人。主要職責(zé)：勘察工地，確定適當(dāng)?shù)你@機布置、入射角度和高程，確定孔徑及分級擴孔方案，操作定位及導(dǎo)向儀器，發(fā)出調(diào)整鉆孔軌跡的指令，并與鉆機機長交流這些決定，記錄導(dǎo)向數(shù)據(jù)。這一崗位應(yīng)由工程師以上的專業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任。鉆機機長（或班長）——1人。主要職責(zé)：準(zhǔn)備和調(diào)節(jié)鉆具，操縱鉆機，與導(dǎo)向人員交流鉆進(jìn)情況，設(shè)定機組的進(jìn)度計劃和工作狀態(tài)，管理機組人員。這一崗位應(yīng)由具有專業(yè)技師資格的人員擔(dān)任。鉆進(jìn)泥漿人員或泥漿工——1人。主要職責(zé)：掌握整個鉆進(jìn)液的攪拌、凈化和循環(huán)系統(tǒng)，監(jiān)視需要的水量，保持良好的水質(zhì)、調(diào)節(jié)PH值，按特殊的施工要求調(diào)整合適的鉆進(jìn)液成分，使粘度、固相含量、比重等技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求。機械工、電工——1～2人。主要職責(zé)：監(jiān)視與維護(hù)機械及電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，出現(xiàn)故障時進(jìn)行維修，幫助鉆進(jìn)中的所有其它操作。雜工——1～2人。主要職責(zé)：幫助進(jìn)行所有的鉆進(jìn)操作，包括操作鉆桿、監(jiān)測泥漿池、攪拌泥漿、供應(yīng)水、操作重型設(shè)備以及纜線的連接。鉆進(jìn)機組的目的是安全地達(dá)到最高生產(chǎn)率。鉆具與鉆桿是由鉆機的大小和類型、以及設(shè)計孔的環(huán)境和地層決定的。 一般指孔內(nèi)鉆頭至鉆桿之間的所有鉆進(jìn)裝置，又稱孔底鉆具組合(BHA)，BHA應(yīng)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(yù)先安置好彎頭的泥漿馬達(dá)、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(dá)、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(dá)、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(jìn)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(dāng)?shù)牡貙訔l件下更適合短距離孔。設(shè)計的鉆孔彎曲半徑應(yīng)大于欲鋪設(shè)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(shè)管線越安全。相反，如果鉆孔軌跡設(shè)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(dá)，需要最大的鉆桿內(nèi)徑或水眼，以提供合適的鉆進(jìn)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(jìn)穿越工程需要兩個分離的工作場地：設(shè)備場地（鉆機的工作區(qū)）和管線場地（與設(shè)備場地相對的鉆孔出土點工作區(qū)）。場地大小取決于設(shè)備類型、鋪管直徑和鉆進(jìn)穿越長度。設(shè)備場地（） 安放設(shè)備、施工操作需要充足的工作面積。一般應(yīng)保證鉆進(jìn)設(shè)備周圍具有至少大于鉆桿單根長度的操作空間，設(shè)備上方應(yīng)無障礙以保證吊放和防止落物。如果設(shè)備是可分離的，擺放設(shè)備位置可由一些較小的、不規(guī)則的面積組成。管線場地（） 應(yīng)提供足夠長的工作空間便于欲鋪設(shè)管子的連接。穿越工程的設(shè)計，應(yīng)盡量設(shè)法將欲鋪設(shè)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(fēng)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(fēng)景區(qū)或特殊的公共通道的地方工作，設(shè)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(yīng)考慮可能干擾鉆架或起重機操作的空中設(shè)施，以及可能影響設(shè)計軌跡線和鉆機布置的地下設(shè)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(jìn)、出口坑和泥漿循環(huán)池。盡管水平定向穿越對公共設(shè)施的破壞最小，但必須告知財產(chǎn)所有者或管理機關(guān)，這些坑是定向穿越施工的必要組成部分。 設(shè)備場地 管線場地進(jìn)、出口工作坑是非常重要的，進(jìn)、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(gòu)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(shè)備安放位置。進(jìn)、出口工作坑的大小，取決于其功能和深度，一般至少應(yīng)為11m，當(dāng)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(shè)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?？觾?nèi)始鉆式鉆機的工作坑，因需要利用坑的前、后壁承受鉆進(jìn)中的給進(jìn)力和回拉力，則必須對坑壁進(jìn)行加強和支護(hù)。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(shè)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(yīng)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(jìn)液通常是鉆進(jìn)泥漿。鉆進(jìn)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(jìn)等功能。鉆進(jìn)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(jìn)液還有懸浮和潤滑作用，有利于管道的回拖。鉆進(jìn)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(jìn)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(jìn)過程中，監(jiān)控和維持粘度、比重、固相含量等技術(shù)參數(shù)是極為重要的。當(dāng)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(jìn)液應(yīng)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(shè)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(jìn)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(shù)，對非開挖水平定向鉆進(jìn)的鉆進(jìn)液進(jìn)行適當(dāng)處理可避免在地表不能存放鉆進(jìn)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(yù)先設(shè)計好泥漿處理技術(shù)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(jìn)行連續(xù)檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)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(jìn)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(guān)數(shù)據(jù)，如拉力、扭矩、拉管速度和鉆井液流量等。應(yīng)注意不超過管線的最大允許拉力。保護(hù)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(hù)層。涂層與管線應(yīng)有很好的粘結(jié)力以抵抗地層的破壞，并且表面應(yīng)光滑結(jié)實減少摩擦力。在管線施工中，推薦的保護(hù)層應(yīng)與現(xiàn)場的接頭保護(hù)層或內(nèi)保護(hù)層一致。接頭保護(hù)層 焊接部位也應(yīng)涂敷保護(hù)層，這是防磨蝕管道的一個關(guān)鍵野外工序。為防止回托時接頭保護(hù)層脫落，不應(yīng)使用纏繞式保護(hù)層。保護(hù)層的修復(fù) 回拖施工可能造成小面積的保護(hù)層損壞，對此應(yīng)進(jìn)行手工修補，如采用油漆刷或滾筒進(jìn)行涂敷修復(fù)。膠帶纏繞式修補不能用于回拉損壞保護(hù)層的修復(fù)?？鼓ネ鈱? 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(jìn)過程分三步：導(dǎo)向孔、擴孔、回托鋪管。 鉆進(jìn)導(dǎo)向孔是水平定向穿越施工的最重要階段，它決定鋪設(shè)的管線的最終位置。鉆桿按設(shè)計的進(jìn)入點以預(yù)先確定的8—12176。角度鉆入地層，在鉆進(jìn)液噴射鉆進(jìn)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(dá)鉆進(jìn)，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(yīng)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(jìn)每根鉆桿應(yīng)測量一次。對有地下管線、關(guān)鍵的出口點或調(diào)整鉆孔軌跡時，應(yīng)增加測量點。將測量數(shù)據(jù)與設(shè)計軌跡進(jìn)行比較，確定下一段要鉆進(jìn)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(jìn)鉆孔的偏斜部分。當(dāng)出口位置滿足要求時，取下鉆頭和相關(guān)鉆具，開始擴孔和回拉。 同徑鋪設(shè)時，導(dǎo)向孔完成之后，可直接回拖鋪管。但是，大多數(shù)導(dǎo)向孔需要擴孔，將孔徑擴至能鋪設(shè)管道?！?。地層情況復(fù)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(yīng)考慮鉆進(jìn)液和鉆屑返回的環(huán)空間隙和鋪設(shè)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(yīng)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(dāng)?shù)你@進(jìn)液流量是擴孔施工的關(guān)鍵，可節(jié)約資金和時間。 鉆孔擴大后，管線可回拉進(jìn)入充滿泥漿的孔中。準(zhǔn)備回拉的管線應(yīng)在出口一側(cè)連接并進(jìn)行檢測。如果鋪設(shè)的是鋼管，推薦將鋼管放在滾筒上以減少摩擦力，保護(hù)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(shè)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(yīng)清理管線現(xiàn)場和設(shè)備現(xiàn)場。這項工作包括排除入口坑和出口坑中的鉆進(jìn)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(xí)慣，應(yīng)每天向委托方代表遞交這些報告。對于每一道工序都應(yīng)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(jìn)度報告應(yīng)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(shè)備——使用材料——意外事件值班記錄至少應(yīng)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(xì)的記錄。 原始資料委托方需要的所有原始資料和記錄應(yīng)在全部工作結(jié)束后4周內(nèi)提供，應(yīng)提交一份原件和一份復(fù)印件。原始資料應(yīng)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(jìn)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(shù) 操作程序 施工前的設(shè)計——采用圖紙定位已有地下管線穿越工程的設(shè)計是非常關(guān)鍵的。工程初始調(diào)查應(yīng)有一份綜合的地面建筑物及地下管線匯編圖，用于正確設(shè)計鉆進(jìn)的基準(zhǔn)線。對已有地下管線初勘精度是以后鋪設(shè)精度的基礎(chǔ)。在極個別情況下，資料不充分的鋪設(shè)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(shù)的應(yīng)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(zhǔn)確位置的努力和花費。設(shè)計者依據(jù)