c、U分別為土的粘聚力和內(nèi)摩擦角。用有限元方法模擬頂管工作井的受力過程，首先是確定計(jì)算范圍，然后將計(jì)算范圍內(nèi)的土體、井壁等實(shí)體用有限元網(wǎng)格離散，土體周邊為滾動(dòng)約束，約束邊至沉井結(jié)構(gòu)外輪廊的距離為沉井直徑的3倍左右。計(jì)算過程中，假定周邊土體是各向同性、連續(xù)的彈塑性材料。勝越管道有限公司，承接PE管、水泥管、鋼管等各種口徑的管道頂管工程。電力、石油管道，以及公路、鐵路、水利、給排水等頂管工程。經(jīng)營(yíng)范圍包括水平定向鉆、泥水平衡、人工掏管、管道修復(fù)等專業(yè)的非開挖工程。公司是以非開挖地下管線鋪設(shè)為主業(yè)，從事各種管道鋪設(shè)、維護(hù)的企業(yè)。擁有自己的施工隊(duì)伍，可為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，陜西勝越管道以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)承若（非特殊原因）。

世界上有許多地方，許多行業(yè)仍然還在認(rèn)識(shí)普通非開挖和定向鉆進(jìn)非開挖的益處。鉆孔軌跡可以是直的，也可以是逐漸彎曲的。在導(dǎo)向繞過障礙物，或穿越高速公路，河流和鐵路時(shí)，鉆頭的方向可以調(diào)整。鉆孔過程可在預(yù)先挖好的發(fā)射坑和接受坑之間進(jìn)行。也可在安裝鉆機(jī)的場(chǎng)地，以小角度直接從地表鉆進(jìn)。工作管或?qū)Ч艿匿佋O(shè)通常分兩步進(jìn)行。首先是沿所需的軌跡鉆導(dǎo)向孔，然后回?cái)U(kuò)鉆孔以加大孔徑適應(yīng)工作管的要求。在第二步即回拖過程中，工作管通過旋轉(zhuǎn)接頭與擴(kuò)孔器連接，并隨著鉆桿的回拖拉入擴(kuò)大了的鉆孔中。在復(fù)雜地層條件下?；蚩讖叫柙黾雍艽髸r(shí)，可采用多級(jí)擴(kuò)孔的方法將孔徑逐步擴(kuò)大。近年來，設(shè)備能力有了的改善，非開挖技術(shù)的優(yōu)越性也得到了更多的贊賞。
穿越實(shí)例
大沽沙穿越鉆機(jī)場(chǎng)地布置
1998年9月到10月之間，在天津塘沽大沽沙海河，我公司僅用45天時(shí)間完成了兩條Φ219×8，一條Φ426×9，長(zhǎng)度為960米的管道穿越。
大沽沙穿越焊接場(chǎng)地（只顯示了兩條管道）
水平定向鉆穿越施工工藝流程圖
使用水平定向鉆技術(shù)穿越河流和其它障礙物的施工方法在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的運(yùn)用。水平定向鉆穿越承包商協(xié)會(huì)認(rèn)為：在工程項(xiàng)目招投標(biāo)過程中，水平定向鉆承包商應(yīng)設(shè)法獲取盡可能多的相關(guān)信息以提出完整并具競(jìng)爭(zhēng)力的報(bào)價(jià)，承包商在開工前應(yīng)該獲得以下信息，以日后的工作可以順利進(jìn)行，并在此條件下完成工程項(xiàng)目的施工，同時(shí)足夠的施工前的各類信息還可以施工過程更，減少對(duì)周圍環(huán)境的破壞，使工程進(jìn)行的更順利。
一、概 述
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(shí)還廣泛應(yīng)用于高速公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、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(guó)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(jìn)行穿越施工。最長(zhǎng)的穿越施工已達(dá)6000英尺、管道直徑為18英寸。
C、優(yōu)勢(shì)
事實(shí)證明：水平定向鉆穿越是對(duì)環(huán)境影響的施工方法。這項(xiàng)技術(shù)同時(shí)還可以為管道提供最的保護(hù)層，并相應(yīng)減少了維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)不會(huì)影響河流運(yùn)輸并縮短施工期，證明是目前效率，成本的穿越施工方法。
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(jìn)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(shí)，承包商也許會(huì)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(jìn)過程中鉆桿是不做旋轉(zhuǎn)的，需要變換方向時(shí)若將彎外殼向右定位，鉆進(jìn)路線即向右沿平滑曲線前進(jìn)。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內(nèi)的電子測(cè)向儀進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)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(jì)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(cè)鉆桿與地球磁場(chǎng)的關(guān)系和傾角（鉆頭在地下的三維坐標(biāo)），將測(cè)量到的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以便確定鉆頭的實(shí)際位置與設(shè)計(jì)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(kuò)孔： 導(dǎo)向孔完成后，要將該鉆孔進(jìn)行擴(kuò)大到合適的直徑以方便安裝成品管道，此過程稱為預(yù)擴(kuò)孔，（依最終成孔尺寸決定擴(kuò)孔次數(shù)）。例如，如需安裝36英寸管線，鉆孔必須擴(kuò)大到48英寸或更大。通常，在鉆機(jī)對(duì)岸將擴(kuò)孔器連接到鉆桿上，然后由鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)回拖入導(dǎo)向孔，將導(dǎo)向孔擴(kuò)大，同時(shí)要將大量的泥漿泵入鉆孔，以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(kuò)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(jī)對(duì)面的一側(cè)完成。擴(kuò)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(kuò)孔器旋轉(zhuǎn)，以將其順利拖入鉆孔?；赝嫌摄@機(jī)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(jìn)行直到擴(kuò)孔器和成品管道自鉆機(jī)一側(cè)破土而出。
建成后將與中國(guó)石油西氣東輸實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通與資源互補(bǔ)，形成高壓管道“一張網(wǎng)”。此外，國(guó)家等10部委聯(lián)合下發(fā)的《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017-2021年)》氣源保障基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點(diǎn)任務(wù)，已將中俄東線泗水--濟(jì)寧管道工程項(xiàng)目列入構(gòu)建覆蓋全省的“六橫八縱三樞紐一環(huán)網(wǎng)”輸配網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中。目前，該項(xiàng)目進(jìn)展順利，正在進(jìn)行路由規(guī)劃、場(chǎng)站選址、施工圖設(shè)計(jì)等開工前的準(zhǔn)備工作。按照項(xiàng)目推進(jìn)時(shí)間表，今年12月份開工建設(shè)，2019年年底將投產(chǎn)試運(yùn)行。勝越管道有限公司，承接PE管、水泥管、鋼管等各種口徑的管道頂管工程。電力、石油管道，以及公路、鐵路、水利、給排水等頂管工程。經(jīng)營(yíng)范圍包括水平定向鉆、泥水平衡、人工掏管、管道修復(fù)等專業(yè)的非開挖工程。
起輸量為180x104t／a，管道輸送量為330x104t／a。全線采用密閉工藝順序輸送柴油、97#、93#、航空煤油4個(gè)品種。本定向穿越工程線路路由YM157一YM158穿越S306省道，原設(shè)計(jì)為頂管穿越，因S306省道改造，路面下降，因高差發(fā)生變化，無法完成頂管穿越，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位同意，變更為定向鉆穿越。按照規(guī)范設(shè)計(jì)要求管道穿越層距路面垂直距離為7m，主要穿越層為風(fēng)化玄武巖石層：根據(jù)地勘資料顯示，本工程穿越地層為“漢堡包”狀結(jié)構(gòu)，頂管施工，即“黏土層——玄武巖石層——黏土層”。根據(jù)地勘資料和對(duì)周邊地貌進(jìn)行的調(diào)查顯示：玄武巖石層多裂隙、碎塊石，出入土造斜段的穿越的黏土層中則多漂石、孤石等。
應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制，激光導(dǎo)向等先進(jìn)技術(shù)，單向頂進(jìn)距離1120m，頂進(jìn)軸線精度：左右﹤±150mm，上下﹤±50mm。1981年浙江鎮(zhèn)海穿越甬江管道，直徑2.6m，單向頂進(jìn)581m，采用5只中繼環(huán)，上下左右偏差﹤10mm。頂管類型（1）長(zhǎng)大距離頂管普通頂管一般距離≤100m，無中繼環(huán)，（現(xiàn)在某些專家認(rèn)為可能提高到300m），長(zhǎng)距離頂管﹥100m，長(zhǎng)大距離﹥1000m。（2）大管徑頂管過去一般認(rèn)為頂管直徑為3m?，F(xiàn)在日本、德國(guó)等國(guó)頂管管徑可達(dá)4～5m。（3）微型管頂管過去頂管管徑一般≥300mm，目前可達(dá)75mm。頂管按管徑分類：大口徑：≥2000mm中口徑：1200～2000mm小口徑：500～1200mm微口徑：≤500mm（4）曲線頂管S形曲線、水平與垂直兼有曲線、小曲率半徑曲線。
2.3、設(shè)備準(zhǔn)備

擬采用DH-450/900-L非開挖導(dǎo)向鋪管鉆機(jī)，本鉆機(jī)為履帶式全液壓鋪管鉆機(jī)，具有機(jī)動(dòng)性能好、質(zhì)量可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、整體性強(qiáng)、扭矩大、效率高、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單可靠、裝卸鉆桿方便省力等特點(diǎn)。特別適合復(fù)雜地形，大口徑、長(zhǎng)距離管道穿越施工。性能參數(shù)見下表，以DH-450/900-L型為例。

動(dòng)力頭輸出速度：0～100rpm

輸去扭矩：21000N.m

推拉力：450/900KN

主機(jī)自重：20T 外形尺寸：7200*2400*2600mm

泥漿循環(huán)系統(tǒng)容量：5~10m3



3、水平定向鉆施工工藝及方案
這種方法要求的覆土厚度較大(大于2倍的管外徑)，但施工效率比普通手掘式頂管提高1倍以上。上世紀(jì)80年代以來發(fā)展更為迅速，頂管施工技術(shù)無論在理論上，還是在施工工藝方面，都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。1984年前后，我國(guó)的北京，上海，南京等地先后開始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的機(jī)械式頂管設(shè)備。使我國(guó)的頂管技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階。尤其是在上海市政公司引進(jìn)了日本伊勢(shì)機(jī)(ISEKI)公司的800mm直徑的Telemale頂管掘進(jìn)機(jī)之后，國(guó)外的頂管理論，施工技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)也進(jìn)入我國(guó)，如土壓平衡理論，泥水平頂管的各種試驗(yàn)和相關(guān)的一些理論研究。當(dāng)時(shí)?？趶皆?m的鋼筋混凝土管的一次推進(jìn)距離可達(dá)120m，后在1988和1992年研制成功我國(guó)好的臺(tái)多刀盤土壓平衡掘進(jìn)機(jī)(DN2720mm)和好的臺(tái)加泥式土壓平衡式掘進(jìn)機(jī)(DN1440mm)。


河北非開挖定向鉆施工有哪些特點(diǎn)
非開挖定向鉆穿越施工具有不阻礙交通，不破壞綠地、植被等優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)開挖施工對(duì)交通，環(huán)境，周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。現(xiàn)代化非開挖設(shè)備的穿越精度高，易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深，穿越段弧形管線敷設(shè)完全可以滿足設(shè)計(jì)要求埋深，并且可以使管線繞過地下的障礙物。
非開挖采用水平定向鉆機(jī)穿越施工時(shí)，沒有水上、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)。
非開挖施工不受季節(jié)限制，與其他施工方法比較，進(jìn)出場(chǎng)地速度快，施工場(chǎng)地調(diào)整靈活，并且施工占地少、工程造價(jià)低、 施工速度快。