【正文】 給進(jìn)力和回拖力；足夠的抗扭強(qiáng)度承受鉆機(jī)施加的扭矩；足夠的柔韌性以適應(yīng)鉆進(jìn)時(shí)的方向改變；還要盡可能地輕，以方便運(yùn)輸和使用；同時(shí)，還要耐磨損。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)向儀器的性能已有明顯改善，能獲得相當(dāng)高的精度。探頭發(fā)出的無線電信號由地面接收器接收，除了得到地下鉆頭的位置和深度外，傳輸?shù)男盘栠€包括鉆頭傾角、斜面面向角、電池電量和探頭溫度等等。手持式跟蹤系統(tǒng)的主要限制是：必須要直接到達(dá)位于鉆頭上部的地面，這一不足可采用有纜式導(dǎo)向系統(tǒng)或裝有電子羅盤的探頭來克服。雖然纜線增加了復(fù)雜性，但由于不依靠無線電傳送信號，對鉆孔的導(dǎo)向可以跨越任何地形，且可用于受電磁干擾的地方。系統(tǒng)的永久磁鐵裝在沖擊錘體上，當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)即產(chǎn)生磁場，磁場的強(qiáng)度及變化由地表磁力計(jì)探測，數(shù)據(jù)交由計(jì)算機(jī)處理，計(jì)算出鉆頭的位置，深度及面向角。拉頭——拉管的拉頭類型很多，包括壓力密封式拉頭和專用于水平定向鉆進(jìn)的改進(jìn)型拉頭。單動(dòng)接頭——單動(dòng)接頭（又稱旋轉(zhuǎn)接頭）是擴(kuò)孔和拉管操作中的基本構(gòu)件，應(yīng)設(shè)計(jì)成防止泥漿和碎屑進(jìn)入密封式軸承。安全接頭——可使用安全接頭保護(hù)成品管，該接頭上有一系列在預(yù)定載荷下斷開的銷釘，可根據(jù)成品管的允許拉伸載荷斷開接頭。其它重要的附助設(shè)備包括：聚乙烯管焊接機(jī)、管道支護(hù)滾筒和電纜牽引器。多數(shù)定向鉆機(jī)采用泥漿作為鉆進(jìn)液。常用的鉆進(jìn)液/泥漿是膨潤土和水的混合物。鉆進(jìn)巖石或其它硬地層時(shí)，可用鉆進(jìn)液驅(qū)動(dòng)孔底“泥漿馬達(dá)”。其操作簡單，廢棄物少，不需要太多的現(xiàn)場設(shè)備，但受鋪管尺寸和地層條件的限制。與采用泥漿鉆進(jìn)工藝一樣，干鉆的鉆頭也有一個(gè)斜面，當(dāng)在某個(gè)方位停止回轉(zhuǎn)沖擊鉆進(jìn)時(shí)，可控制鉆孔軌跡。對于大直徑管道鋪設(shè)，采用氣動(dòng)錘擴(kuò)孔器，同樣在其后部用單動(dòng)接頭連接管道。4 施工技術(shù) 程序安排一項(xiàng)有效的施工設(shè)計(jì)應(yīng)有下列條目：準(zhǔn)備——過去施工情況的調(diào)查——設(shè)計(jì)計(jì)算——進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)計(jì)、圖紙及計(jì)算——施工地層情況調(diào)查——施工測量——辦理施工許可證工程實(shí)施——測量入土點(diǎn)、出土點(diǎn)、鉆孔軌跡軸線和切點(diǎn)——鉆機(jī)場地準(zhǔn)備——進(jìn)場道路準(zhǔn)備——管子場地準(zhǔn)備——設(shè)備和人員調(diào)動(dòng)——管子卸車——管子焊接——壓力試驗(yàn)——減阻試驗(yàn)（如果需要）——連接拉管頭——焊縫測試——處理鉆桿的過度彎曲——實(shí)施鉆進(jìn)——鉆進(jìn)——調(diào)動(dòng)鉆機(jī)和人員——安放鉆機(jī)——準(zhǔn)備鉆進(jìn)液混合設(shè)備——鉆導(dǎo)向孔——通過鉆桿清洗鉆孔——分級擴(kuò)孔（根據(jù)需要）——拉管——去掉拉管頭——實(shí)施焊縫測試——實(shí)施減阻——施工配合——清理施工現(xiàn)場——撤走鉆機(jī)和人員或遷移到下一個(gè)工地 設(shè)計(jì)計(jì)算 一旦選擇確定了施工位置，就應(yīng)該對鉆孔軌跡作測量并準(zhǔn)備詳細(xì)的圖紙。推薦穿越的最小覆蓋深度大于鉆孔最終擴(kuò)孔直徑的6倍以上；在穿越河床時(shí)，應(yīng)在河床斷面最低處之下5m米以上。的入、出土角適用于大多數(shù)的穿越工程。至20176。對坑內(nèi)始鉆式，入土角和出土角一般應(yīng)采用0176。進(jìn)行大曲率的彎曲以前最好鉆進(jìn)一段直線段。鋪設(shè)鋼管的最小允許彎曲半徑可用下列公式計(jì)算。Rmin=206S / K2 (m)Rmin —最小彎曲半徑 (m)206—常數(shù) (Nm/mm2)D——管子的外徑 (mm)S—安全系數(shù)，S=1～2K2—管子的屈服極限 (N/ mm2)輔助參數(shù) 入土點(diǎn)或出土點(diǎn)與欲穿越的第一個(gè)障礙物之間的距離（例如道路、溝渠等）應(yīng)至少大于3根鉆桿的長度。從鉆進(jìn)技術(shù)方面考慮，第一段和最后一段鉆桿柱應(yīng)是直線的，即沒有垂直彎曲和水平彎曲，這兩段鉆桿柱的長度應(yīng)至少為10m。鉆進(jìn)測量與精度 孔內(nèi)測量工具是測量傾角(上/下控制)、方位角(左/右控制)和深度等參數(shù)的電子裝置。當(dāng)有干擾時(shí)，如：無線電發(fā)射臺、大型鋼結(jié)構(gòu)(橋梁、樁及其它管線等)和電力運(yùn)輸線，會影響測量結(jié)果。1m，上下177。鉆孔軌跡控制 鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)，每2～3m應(yīng)進(jìn)行一次測量計(jì)算。管線壁厚—D/T經(jīng)驗(yàn)公式 下表給出了根據(jù)鋼管直徑選擇壁厚的推薦值，這些推薦值僅供設(shè)計(jì)時(shí)參考。直徑(D)mm 壁厚(T)mm≤152152305305762≥762 D/t＜50對高密度聚乙烯管（HDPE管），推薦D/t值小于或等于11，并且咨詢制造廠家。鋪管長度越長，管壁應(yīng)越厚。計(jì)算中，每一階段的應(yīng)力都必須從單獨(dú)受力和聯(lián)合受力分別考慮。1．鋪管前a．計(jì)算靜壓試驗(yàn)產(chǎn)生的環(huán)向和軸向應(yīng)力；b．根據(jù)滾柱間的距離，可計(jì)算出管線的最大上拱和下垂，并計(jì)算出管線的最大張應(yīng)力。2．鋪設(shè)中a．；b．為了計(jì)算出應(yīng)力，必須先計(jì)算理論拉力。最大預(yù)測拉力用于計(jì)算軸向應(yīng)力。d．必須考慮孔內(nèi)液體靜壓力產(chǎn)生的附加應(yīng)力。3．鋪設(shè)后a．軸向彎曲應(yīng)力的計(jì)算見2c；b．；c．計(jì)算最后的靜壓試驗(yàn)產(chǎn)生的環(huán)向和軸向應(yīng)力。許用應(yīng)力 計(jì)算出施工各個(gè)階段的單獨(dú)受力和聯(lián)合受力后，必須與許用應(yīng)力比較，進(jìn)行強(qiáng)度校核。當(dāng)權(quán)威機(jī)構(gòu)可能在以上內(nèi)容之外提出其他限制條件時(shí)，業(yè)主應(yīng)認(rèn)可并允許修改設(shè)計(jì)。一般，鉆機(jī)都采用機(jī)械或液壓驅(qū)動(dòng)鉆桿，通過鉆桿對孔底鉆頭施加回轉(zhuǎn)扭矩、給進(jìn)或回拖力。由于水平定向穿越往往鉆進(jìn)彎曲的鉆孔，所以與其它鉆機(jī)相比，對鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速要求不高。給進(jìn)導(dǎo)軌長度決定鉆桿單根的長度，也直接影響鉆進(jìn)過程的平穩(wěn)性和純鉆效率?？紤]鉆孔復(fù)雜情況到，所選的鉆機(jī)能力至少應(yīng)大于計(jì)算所需的30%以上。（3） 現(xiàn)場能源供應(yīng)條件，選擇采用電驅(qū)動(dòng)還是采用燃油驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)。對于水平定向鉆進(jìn)穿越工程來說，定位與導(dǎo)向儀是最為關(guān)鍵的設(shè)備，正確地選擇和使用這些儀器，對施工的成敗和效率，具有決定性的意義。在鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)，鉆進(jìn)工作人員才用導(dǎo)向儀確定鉆具位置，利用導(dǎo)向儀獲取的數(shù)據(jù)，與預(yù)先批準(zhǔn)的基準(zhǔn)線和軌跡進(jìn)行比較，調(diào)整鉆進(jìn)軌跡。手持式跟蹤儀 這種儀器在水平定向鉆進(jìn)中使用最廣，它由一個(gè)裝在鉆頭后面的電子信號探頭(發(fā)射器)和一個(gè)手持式跟蹤接收器組成。導(dǎo)向人員通過分析接收器提供的數(shù)據(jù)來監(jiān)測鉆孔軌跡。一般，在確定的技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)，使用手持式跟蹤儀是最經(jīng)濟(jì)的。傳感器測得的數(shù)據(jù)，顯示在接收器上，并用于控制方向。操作人員遵守制造商推薦的標(biāo)準(zhǔn)化程序，有助于提高深度測量的準(zhǔn)確性。更換探頭很昂貴，但一般不會發(fā)生。鉆孔的全面測量可提高手持式跟蹤儀的定位精度。繪圖——手持式跟蹤儀可直接將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)做出鉆孔軌跡圖。干擾——以下情況往往會干擾信號讀數(shù)的精確度：儀器上方電力線的磁干擾、地下通訊信號的磁干擾、埋在地下的廢棄物或地層中的障礙物干擾、無線電發(fā)射基站的電波干擾等等。連續(xù)工作時(shí)間——定位系統(tǒng)發(fā)射器的電池壽命，是選擇能否完成一個(gè)鉆孔所需時(shí)間的重要指標(biāo)。然而，遠(yuǎn)程跟蹤能力通常限于約10m的距離。在潛孔錘沖擊破碎鉆進(jìn)中，為使電子元件不受大動(dòng)載的影響，一種基于磁性計(jì)的導(dǎo)向系統(tǒng)用于有沖擊作用的干式水平定向鉆進(jìn)系統(tǒng)上。水平定向鉆進(jìn)施工中，推薦采用下表進(jìn)行現(xiàn)場記錄；軌跡記錄測點(diǎn)序號鉆桿長度水平距離側(cè)向偏移垂深傾角轉(zhuǎn)角（左/右）12345678910......出口一些地表定位系統(tǒng)帶有鉆孔軌跡設(shè)計(jì)和繪圖系統(tǒng)，它們以特定的間隔，記錄孔內(nèi)鉆具的深度，可做出導(dǎo)向孔的測量或施工過程圖。有纜式定向儀是與位于孔底非磁性鉆具內(nèi)的磁性探頭或位于普通鉆具內(nèi)的陀螺儀相連的，連續(xù)的纜線穿過鉆桿內(nèi)部，再與地面的計(jì)算機(jī)相連。精度——有纜式系統(tǒng)可與地面坐標(biāo)測量輔助系統(tǒng)一起使用，可提高測量精度。記錄處理——計(jì)算機(jī)處理測到數(shù)據(jù)，得出精確的“隨鉆”施工數(shù)據(jù)。有纜式定向系統(tǒng)的缺點(diǎn)包括：費(fèi)用——在低價(jià)的地下管線鋪設(shè)施工市場，設(shè)備購置費(fèi)或人員設(shè)備的租金高，然而該缺點(diǎn)經(jīng)常被高成功率和復(fù)雜孔的準(zhǔn)確度所消除。纜線的連接——連接纜線需要時(shí)間，一節(jié)一節(jié)的纜線連成電纜，可能造成讀數(shù)不準(zhǔn)，并且增加了非生產(chǎn)性的輔助時(shí)間。使用磁性定向儀，鉆進(jìn)操作人員可在鉆進(jìn)的任何時(shí)候計(jì)算鉆孔位置，進(jìn)行鉆孔糾偏，因此能使鉆孔軌跡與設(shè)計(jì)穿越軌跡一致。由數(shù)字傳送儀輸出數(shù)據(jù)，給出鉆具的狀態(tài)信息，狀態(tài)信息包括：導(dǎo)向鉆具的傾角、方位角和工具面向角。計(jì)算每一測點(diǎn)增加的位置偏差，能繪出實(shí)際的鉆孔軌跡。磁性定向儀還可以與實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)（TruTracker）結(jié)合使用。測量電纜的位置，給其選擇性地施加電壓，產(chǎn)生已知強(qiáng)度和位置的局部磁場。陀螺儀 陀螺儀測量系統(tǒng)用得不多。然而，陀螺儀的大小受鉆桿內(nèi)徑尺寸限制。選擇應(yīng)用上述儀器，應(yīng)以現(xiàn)場技術(shù)要求和費(fèi)用考慮為基礎(chǔ)。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。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。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(gè)圓周內(nèi)以不變的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，記錄下數(shù)據(jù)。按鉆進(jìn)時(shí)的傾角狀態(tài)檢查，4個(gè)點(diǎn)足夠。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。在開始鉆進(jìn)導(dǎo)向孔時(shí)，使用TruTracker的位置，應(yīng)驗(yàn)證方位角并按需要調(diào)節(jié)。因?yàn)榇鸥蓴_、錯(cuò)誤的方位定位、儀器失靈或操作員的失誤，可產(chǎn)生錯(cuò)誤的導(dǎo)向。將實(shí)際的鉆孔位置和方向與計(jì)算的數(shù)據(jù)作比較，可用于進(jìn)行重新鉆進(jìn)的設(shè)計(jì)。測量數(shù)據(jù)代表導(dǎo)向孔的位置，隨后的擴(kuò)孔操作可能改變鉆孔的位置。為了減少合格的導(dǎo)向孔偏離或“跑離”，實(shí)踐證明：擴(kuò)孔中使用套洗鉆管是一種很好的施工方法。如：使用鉆進(jìn)液或泥漿的鉆進(jìn)，需要泥漿泵、攪拌機(jī)、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(jī)?，F(xiàn)場搬運(yùn)大直徑管道或其他重物，可能需要吊車。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。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。這一崗位應(yīng)由工程師以上的專業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任。主要職責(zé)：準(zhǔn)備和調(diào)節(jié)鉆具，操縱鉆機(jī)，與導(dǎo)向人員交流鉆進(jìn)情況，設(shè)定機(jī)組的進(jìn)度計(jì)劃和工作狀態(tài)，管理機(jī)組人員。鉆進(jìn)泥漿人員或泥漿工——1人。機(jī)械工、電工——1～2人。雜工——1～2人。鉆進(jìn)機(jī)組的目的是安全地達(dá)到最高生產(chǎn)率。 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。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/手持式跟蹤軟土層/有纜式——BHA由鉆頭、彎接頭、浮動(dòng)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。硬土或巖石層 /有纜式——BHA由鉆頭、泥漿馬達(dá)、浮動(dòng)接頭、定向接頭、無磁鉆鋌和鉆桿組成。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。設(shè)計(jì)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。鉆孔彎曲半徑越大，回拉時(shí)鋪設(shè)管線越安全。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。水平定向鉆進(jìn)穿越工程需要兩個(gè)分離的工作場地：設(shè)備場地（鉆機(jī)的工作區(qū)）和管線場地（與設(shè)備場地相對的鉆孔出土點(diǎn)工作區(qū)）。設(shè)備場地（） 安放設(shè)備、施工操作需要充足的工作面積。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。穿越工程的設(shè)計(jì)，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。在城市市區(qū)施工時(shí)，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。交通高峰期對工作時(shí)間的限制也影響施工場地的充分利用。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(cái)產(chǎn)所有者或管理機(jī)關(guān)，這些坑是定向穿越施工的必要組成部分。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(shí)，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。坑內(nèi)始鉆式鉆機(jī)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(qiáng)和支護(hù)。池之間由溝槽連接，其間還可有泥漿凈化設(shè)備或裝置。鉆進(jìn)液通常是鉆進(jìn)泥漿。另外，泥漿還有攜帶鉆屑、冷卻鉆頭、噴射鉆進(jìn)等功能。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)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。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。鉆進(jìn)液應(yīng)在專用的攪拌池中配制。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(dòng)篩、除砂器、沉淀池處理。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。預(yù)先設(shè)計(jì)好泥漿處理技術(shù)可降低實(shí)際處理成本。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(shí)進(jìn)行修理。對于大直徑管線，為了控制拉力在所用鉆機(jī)的允許范圍之內(nèi)，需進(jìn)行減阻?；赝掀陂g，鉆機(jī)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。保護(hù)層有抗腐蝕和抗磨蝕的作用。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(shí)減少摩擦力。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(gè)關(guān)鍵野外工序。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(bǔ)，如采用油漆刷或滾筒進(jìn)行涂敷修復(fù)?？鼓ネ鈱? 穿越中管線遇石頭、卵礫石或堅(jiān)硬巖石時(shí)，推薦在防腐層之外再涂敷高強(qiáng)度耐磨層。 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。角度鉆入地層，在鉆進(jìn)