定向鉆施工方案
1、現(xiàn)場勘察
（1）對作業(yè)區(qū)及管線經過區(qū)域進行地面和地下的勘察。地面勘察包括測量鐵道周圍的地形地貌﹑以及管道軸線位置地面標高。
（2）地下勘察包括地質條件的勘探和地下管線及設施的探測。通過查找相關地質資料﹑開挖探槽或鉆探取樣掌握土質條件﹑水文地質情況和地下管線級設施情況。
2、定向鉆穿越施工方案
（1）鉆機就位和調試
a.鉆機及配套設備就位，按施工布置圖及規(guī)范要求將鉆機及附屬配套設備錨固在預定位置。鉆機必須安裝在入土點與出土點的連，左右誤差不超過1m。
b.鉆機安裝后，應進行試運轉，檢測各部位運行情況。
（2）鉆孔導向
a.鉆進時的入土角度按規(guī)定范圍根據(jù)現(xiàn)場條件確定。
b.導向鉆孔根據(jù)設計曲線鉆進，曲線半徑由公式計算，R=0D，每根鉆桿傾角約為0.5度。
c.施工過程中，謹慎處理控向數(shù)據(jù)，并適當控制鉆進速度，保證導向孔光滑。
d.由于每根鉆桿方向改變量小，為保證左右方向，在出土鉆點之間每隔30米設一明顯標記。每鉆進一根鉆桿，方向至少探測2次。對探測點要做好標記。認真記錄鉆進過程中的傾角角度，深度等。
（3）分級反擴成孔
鉆孔導向完成后，鉆孔工藝根據(jù)土質情況采用分級反拉旋轉擴孔成孔，分別采用擴式擴孔器，反擴成孔。
（4）管道回拖（質量保障措施）
完成擴孔后，立即進行管道回拖。記錄回拖中的數(shù)據(jù)，設專人觀察沿線是否有異?，F(xiàn)象及時報告。特別加強對燃氣管防腐層的保護，在滾筒上抹上黃油，減少摩擦。在管子下面墊上輪胎或加上套管或減少摩擦的輔助道具。燃氣管拉管完畢后，取下拉管頭，將管頭堵牢，防止雜物進入管內，施工完畢。
定向鉆施工安全文明措施
1、安全施工施工過程中無職工事故，無重大火災事故，無重大有責地下管線損失事故。
2、文明施工
（1）切實做好現(xiàn)場管理，材料堆放有序。
（2）搞好工地清潔衛(wèi)生。
（3）車輛進出工地時，車輪應該準備水管沖洗干凈，嚴禁帶泥污染道路。
每分鐘可進尺100mm——180mm之間。它的第七個特點是結構緊湊、維修保養(yǎng)簡單、操作方便。無論在工作坑中安裝還是在接收井中拆除都很方便。如頂進管道軸線附近可能存在大的石塊，樁基礎等不明障礙物。我們采用排障方便、成本低廉的敞開式掘進機。地下水位較高的話可采取井點降水等輔助施工方法。另外，對于含水量較少并且N值大于18的黃土和強風化巖，也可采用敞開式掘進機頂進。4.敞開式掘進機敞開式掘進機在類似于農田對地面沉降要求不嚴格的情況下也可采用。此種機型的缺點是頂速慢、遇到流沙土層難以控制出土量，因此沉降也是大于以上幾種頂管掘機的。5.網格水沖式掘進機網格水沖式掘進機具有土壓式以及泥水式頂管機的優(yōu)點，這種掘進機頭在遇到障礙物時工人可進入泥水倉排除障礙物。

頂管施工是繼盾構施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法
，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩井之間，以期實現(xiàn)非開挖敷設地下管道的施工方法。
經過多年的發(fā)展，頂管技術在我國已得到大量地實際工程應用，且保持著高速的增長勢頭，無論在技術上、頂管設備還是施工工藝上取得了很大的進步，在某些方面甚至已達到了水平。 2001年上海股份有限公司在江蘇省常州完成了長 2050m、直徑 2m的鋼筋水泥管頂管工程，是目前已完成的我國長的頂管工程。2001年 8月～12月嘉興市污水處理排海工程一次頂進 2050m超長距離鋼筋混凝土頂管，由于選擇了合理的頂管機具型式、成功地解決了減阻泥漿運用和軸線控制等技術難題，用約5個月完成全部頂進施工，創(chuàng)造了新的頂管施工記錄。全長3600m、管徑為1.8米的鋼管從23至25米深的地下于2002年9月成功橫穿黃河，無論從頂進長度、埋深、地質條件，還是鋼管直徑在國內尚屬。

硬度很高的巖石。在此地層中頂進較困難，而且一般頂進距離超過100米時需要更換刀頭。中風化巖較軟，其組織結構部分破壞。礦物成分發(fā)生變化，用鎬難挖掘。以上介紹了常見的幾種土質，從N值為3-40的土質都有。這就需要針對不同的土質情況選用不同類型的頂管掘進機。對于淤泥質黏土，由于其土質較軟，切削容易，因此我們可以選用以下所介紹的各種掘進機，對此我們先介紹多刀盤土壓平衡式頂管機。1.多刀盤土壓平衡頂管掘進機多刀盤土壓平衡頂管掘進機把通常的全斷面切削刀盤改成四個獨立的切削攪拌刀盤，所以它尤其適用于軟粘土層的頂管。如果在泥土倉中注入些粘土，它也能用于砂層的頂管。另外，由于此機采用了先進的土壓平衡原理，因此，采用此機進行頂管施工后。
1長輸管線定向鉆施工的特點
定向鉆穿越施工具有不會阻礙交通，不會破壞綠地，植被，不會影響商店，對交通，環(huán)境，周邊建筑物基礎的破壞和不良影響。沒有水上、水下作業(yè)，不影響江河通航，不損壞江河兩側堤壩及河床結構，施工不受季節(jié)限制，具有施工周期短、人員少、成功率高和施工安全可靠等特點。易于調整敷設方向和埋深，管線弧形敷設距離長，并且可以使管線繞過地下的障礙物。定向鉆埋深一般達到三米以下，穿越河流時，一般埋深在河床下7-18米，地層內部的氧及其他腐蝕性物質很少，所以起到自然防腐和保溫的功用。與其它施工方法比較，進出場地速度快，施工場地可以靈活調整，尤其在復雜地段施工時可以充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少工程造價低，施工速度快。
2長輸管線定向鉆穿越施工的工藝
定向鉆穿越施工工藝一般分為二個階段：階段是按照設計曲線路由鉆一個導向孔；第二階段是將導向孔進行擴孔，并將管線沿著擴大了的導向孔回拖到導向孔中，完成管線穿越工作。具體如下：
2.1鋼管預制：在離定向鉆穿越的出土點約5m處，布管預制成品，長度大于設計長度約3～5m，焊接后經過外觀、無損檢測合格后按規(guī)范中的要求進行耐壓和嚴密性試驗。并在定向鉆穿越回拖前一星期進行焊口防腐，并對預制成品管道進行電火花防腐檢漏，放置滾輪托架上備用。
只有當受到布管場地限制時可采用二接一或多接一布管方式，即平行布置二排和多排成品管。
2.2鉆導向孔：鉆機被安裝在入土點一側，要根據(jù)穿越的地質情況，選擇合適的鉆頭和導向板或地下泥漿馬達，鉆頭在鉆機的推力作用下由鉆機驅動旋轉（或使用泥漿馬達帶動鉆頭旋轉）切削地層，不斷、測量和調整鉆頭的鉆進方向，保證所完成的導向孔曲線符合設計要求，如此反復，直到鉆頭在預定位置出土，完成整個導向孔的鉆孔作業(yè)。
2.3預擴孔和回拖預制管線：一般情況下，直徑大于200毫米時，就要進行預擴孔，視具體的質情況確定預擴孔的直徑和次數(shù)。

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近年來隨著對能源政策的調整、石油天然氣項目的投入，加大了石油天然氣長輸管線項目的開工建設。為了保護環(huán)境，節(jié)約成本，減少對已建公共設施、構筑物的破壞，水向鉆施工技術以其明顯的經濟效益、環(huán)境效益和安全效益，被廣泛地應用于石油天然氣長輸管線工程施工中。在大、中河流穿越施工，中小型水庫穿越施工，高速公路、鐵路的穿越施工以及城鎮(zhèn)市政工程中通信電力管道施工、天然氣管道施工、自來水管道的施工中隨處可見定向鉆施工的設備及機具，本文就是通過簡析水向鉆的施工方法，并通過勝利油田勝利石油化工建設有限責任公司分公司與在“氣化”工程中“大北溝定向鉆”、“美陽河定向鉆”、“涇河定向鉆”及“楊家河定向鉆”的工程實例，總結的施工經驗的進行交流。

隨著現(xiàn)代文明意識和環(huán)境意識的逐漸增強，交通、環(huán)境保護問題已經越來越多的受到人們的關注，非開挖施工的水向鉆技術就越來越多地被人們所接受。近幾年來水向鉆穿越技術在世界各國、各個行業(yè)得到了廣泛的應用，尤其在管道穿越大型河流、高速公路、鐵路等工程項目上更加顯示了獨特的優(yōu)勢。水向鉆施工過程是通過計算機控制進行導向和探測，先鉆出一個與設計曲線相同的導向孔，然后再將導向孔擴大，把預制好的管線回拖到擴大的導向孔中，從而完成管線穿越施工。采用水向鉆技術進行管道穿越施工，是油氣長輸管線施工中穿越大、中型河流，中、小型水庫，高速公路，鐵路及管線光纜敷設的方案；是不破壞地貌狀態(tài)和保護環(huán)境的理想施工方法。


一、水向鉆的特點
與傳統(tǒng)施工工藝相比，水向鉆施工有很多明顯的特點，現(xiàn)歸納如下：
1、定向鉆施工不阻礙交通，不破壞植被，減小了傳統(tǒng)開挖對居民生活的干擾以及對交通、周邊建筑物破壞和不良影響。
2、現(xiàn)代化穿越設備的穿越精度高，敷設方向及埋深易于調整，管線弧形敷設距離長，完全可以達到設計埋深，并且可以使管線繞過地下障礙物。
3、定向鉆施工穿越河流時，埋深在較深，對周圍的環(huán)境沒有影響，不破壞地貌和環(huán)境，符合環(huán)保要求。
4、采用水向鉆穿越施工時，沒有水上、水下作業(yè)，不影響通航，不損壞堤壩及河床結構，施工不受季節(jié)限制，具有施工周期短、人員少、成功率高，施工安全可靠性高等特點。
5、與其他施工方法比較，定向鉆進出場地速度快，施工場地可靈活調整；尤其在城市施工時可以充分顯示其優(yōu)越性：施工占地少、工程造價低。
6、大型河流穿越時，由于管線埋深較深，地層深部的氧及其他腐蝕性物質很少，能夠起到自然防腐和保溫的作用，可以保證管線運行時間更長。
頂進效率也很高，平均24小時可頂進15-20米。但是它的缺點也很明顯，由于不是全斷面切削，切削不到的部分只能通過擠壓進入機頭，因此迎面頂力較大，只適合于軟土地質情況下施工，如需穿越建筑物、構造物、埋設物等對地面沉降要求很小的情況可采用刀盤可伸縮式泥水平衡掘進機，此種機頭的刀盤是一個直徑比掘進機前殼體略小的具有一定剛度的圓盤。圓盤中還嵌有切削刀和刀架。刀盤和切削刀架之間可以同步伸縮，也可以單獨伸縮。而且，不論刀盤停在哪一個位置上，切削刀架都可以把刀盤的進泥口關閉。刀盤加壓裝置是安裝在主軸中的油缸，刀架伸縮油缸則安裝在刀盤加壓裝置的上方。刀盤可伸縮式掘進機的工作原理如下：刀盤前土壓力過小時，它就往前伸；
刀盤前土壓力過大時，它就往后退。刀盤前伸時，應減小進泥口開度并加快推進速度；刀盤后退時，應加大進泥口開度并降低頂速。這樣，就可使刀盤前的土壓力控制在設定的范圍內。使用此種掘進機地面隆沉極小，優(yōu)秀的操作人員可使地面隆沉控制在10mm以內。由于采用了泥水作為運輸介質，在頂進的過程中無需停頓出泥，因此它的頂速也很快，24小時可頂進20-30米。缺點也很明顯：由于進泥口開度限制，在含有直徑大于6cm礫石的土層中無法施工。對于易產生流沙現(xiàn)象的砂性土可根據(jù)其含水量及其標準貫入度選用不同類型的掘進機，當標準貫入度較小時可選用多刀盤土壓平衡式掘進機，當標準貫入度較大時，除多刀盤土壓平衡式掘進機以外的以上各種掘進機都適應此種土質。