定向鉆技術(shù)在管道施工中一般用于長距離非開挖穿越。其優(yōu)點是施工速度快、鋪管精度高，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。但由于對設(shè)備、鉆具較強的依賴性和地下施工中的不可視性，使其具有更大的風(fēng)險。本論文以油田某輸氣管線工程中的定向穿越為實例，針對在發(fā)生的管線回拖失敗問題進行論述分析。
一、工程概況
本文介紹的深穿段管線，規(guī)格為Φ219*6無縫鋼管，穿越水平長度1665m，小曲率半徑328.5m，穿越深度為8m。根據(jù)回拖力計算公式，計算的拉力F=24.91噸。該段選用回拖拉力280噸的鉆機，滿足工程需要。
二、管線回拖技術(shù)措施
1、確保導(dǎo)向孔平滑、順暢、滿足設(shè)計曲率半徑的要求，并避免出現(xiàn)S彎。
2、后一次擴孔前對鉆機等主要設(shè)備進行一次檢查和維護保養(yǎng)，拖管前再進行系統(tǒng)檢查，確保回拖過程中設(shè)備不出現(xiàn)問題。
3、及早做好拖管的各項準(zhǔn)備工作，盡量壓縮擴孔完成后和回拖前的停工時間，減少風(fēng)險，若停工時間超過12小時，需要再進行一次通孔后再回拖。
4、調(diào)整好管道的入子L角度，與出土角保持一致，避免因管線彎曲造成應(yīng)力過大而使回拖困難，根據(jù)施工實際情況，可將沿軸線方向前挖20—30米，以達到降低支撐高度，管道入洞容易的目的。
5、適當(dāng)增加聚合物含量，提高泥漿的懸浮和固孔能力；加入泥漿流變劑，使泥漿在較高的粘度下保持良好的流動性，提高攜帶能力，降低粘滯力；加入潤滑劑減小摩阻；加入單項壓力封閉劑，即起到良好的堵漏效果，又在孔壁形成致密的保護膜，對上部砂層起到良好的封閉作用。
6、使用發(fā)送滾輪，要求滾輪高度300mm每15米設(shè)置一個滾輪，以減少倒拖拉力，使回拖順利進行。
7、在回拖時進行連續(xù)作業(yè)，避免因停工造成卡鉆。回拖前仔細檢查旋轉(zhuǎn)接頭、連接頭、擴孔器的連接，確定連接牢固方可回拖。
8、管道回拖時，盡量使用與后一次擴孔相同的鉆具結(jié)構(gòu)，以利于沿原軌跡，回拖時應(yīng)避免鉆具與管道硬連接，旋轉(zhuǎn)接頭和工作管之間加“U”型環(huán)，其抗拉強度應(yīng)與鉆機的額定拉力相匹。
四、泥漿的流變性的問題
水向穿越的成孔依賴鉆具對周圍土壤的切削和擠壓。泥漿的重要作用之一就是懸浮和攜帶泥屑。確保泥漿的流變性，才能使其懸浮和攜帶泥屑的作用完全發(fā)揮。在一些重大項目的穿越施工，都是在板式擴孔器擴孔后，采用桶式擴孔器清孔，以達到確保預(yù)擴孔質(zhì)量的目的，這樣不僅使泥漿的流變性增強，還減少了管道回拖時的阻力。而在本工程的施工中并未對預(yù)擴孔進行清孔。從而大大增加了回拖阻力，也是造成回拖失敗的原因之一。
五、預(yù)擴孔直徑選擇上的問題
孔的穩(wěn)定性隨著穿越地層巖性的不同存在很大的差別。在粘土、亞粘土層，孔的穩(wěn)定性比較好；而在粉砂、流砂和礫石層，孔的穩(wěn)定性很差。在實際施工中，地下土層多為流砂，粉砂，這也導(dǎo)致了預(yù)擴孔的穩(wěn)定性較差?？讖皆酱?，塌孔的可能性也隨之增加。實際施工時，為了增大環(huán)形空間減少回拖拉力，采用了擴孔直徑1.5Dn，而在一般情況下管道穿越的后一級擴孔直徑為1.2—1.3Dn或Dn+mm。較大的孔徑雖有利于管道的回拖，但在流砂和粉砂的地層采用擴孔直徑，加大了塌孔的風(fēng)險；同時施工周期較長也是間接導(dǎo)致管道在回拖過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象的原因。
扭矩的變化?；赝蠎?yīng)平穩(wěn)，順利，嚴(yán)禁蠻拖。管材要拖入已成形的孔洞中，中途盡量避免停頓，以減小回拖的阻力。拉管工藝的控制分析1.管線軌跡的設(shè)計與其它管線不同，排水管道的重力流特征決定了其必須控制較小的坡度和標(biāo)高誤差，這對拉管的成孔控制提出了更高要求。為了引導(dǎo)精度，主要采取了以下措施:一是在管線設(shè)計時，充分考慮引導(dǎo)實施的可行性，二是適當(dāng)設(shè)置工作坑，確保入土角度和標(biāo)高，三是增加測定頻率，準(zhǔn)確換算管位深度，每0.5m測定一次，四是盡量減少測定干擾，盡量選擇在生產(chǎn)間隙，車輛較少的時間進行施工。采取以上措施后，納管工程約10km的拉管段，標(biāo)高偏差基本上控制在50mm以內(nèi)，滿足了排水工藝要求。2.成孔質(zhì)量的控制重力流排水管成孔的主要特征是有一定坡度的直線段。

穿越孔混凝土，鑄鐵微型隧道法小口徑道，管棚，穿越孔混凝土，鑄鐵水平定向鉆進長穿越孔，水平環(huán)境井鋼，塑料水平螺旋鉆進鋼套管，穿越孔鋼套管水平頂推鉆進壓力管道，鋼套管鋼，混凝土鋼套管沖擊矛法壓力管道，電纜線，穿越孔鋼。塑料夯管法鋼套管，穿越孔，管棚，打入樁鋼套管潛孔錘施工法穿越孔銅管，混凝土管管道更新技術(shù)施工方法典型應(yīng)用常用管材類型爆管法各種重力和壓力管道PE，PP，PVC。$新管道施工技術(shù)施工方法典型應(yīng)用常用管材類型頂管法各種大口徑管道GRP脹管法各種重力和壓力管道PE樹脂非開挖技術(shù)措施按施工工藝可分為：導(dǎo)向鉆進鋪管技術(shù)。遁地穿梭矛鋪管技術(shù)，頂管掘進機鋪管技術(shù)，頂管鋪管技術(shù)。[1]導(dǎo)向鉆進鋪管技術(shù)⑴施工優(yōu)點①導(dǎo)向儀導(dǎo)向。

1、 水平定向鉆穿越施工工藝：

使用水平定向鉆機進行管線穿越施工，一般分為二個階段：階段是按照設(shè)計曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個導(dǎo)向孔；第二階段是將導(dǎo)向孔進行擴孔，并將產(chǎn)品管線（一般為PE管道，光纜套管，鋼管）沿著擴大了的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中，完成管線穿越工作。

1.1 鉆導(dǎo)向孔:
要根據(jù)穿越的地質(zhì)情況，選擇合適的鉆頭和導(dǎo)向板或地下泥漿馬達，開動泥漿泵對準(zhǔn)入土點進行鉆進，鉆頭在鉆機的推力作用下由鉆機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)（或使用泥漿馬達帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)）切削地層，不斷前進，每鉆完一根鉆桿要測量一次鉆頭的實際位置，以便及時調(diào)整鉆頭的鉆進方向，所完成的導(dǎo)向孔曲線符合設(shè)計要求，如此反復(fù)，直到鉆頭在預(yù)定位置出土，完成整個導(dǎo)向孔的鉆孔作業(yè)。見示意圖一：鉆導(dǎo)向孔。
頂管施工的時候必要掌握的三點事項。我們信賴產(chǎn)品的安裝肯定要有很高的實用性。頂管施工的突出特點為適應(yīng)性問題，即要根據(jù)不同的地質(zhì)條件、施工條件和計劃要求，選用得當(dāng)?shù)捻敼苁┕し椒ㄒ约绊敼軝C和配套幫助設(shè)置裝備部署。因此，在機頭選型時，要憑據(jù)地質(zhì)情況，并結(jié)合施工經(jīng)驗，頂管機頭采用何種機頭(氣壓均衡、泥程度衡和土壓均衡三種網(wǎng)格機頭)施工。

其次，非開挖定向鉆施工，要根據(jù)現(xiàn)實環(huán)境選擇符合頂力的設(shè)置裝備部署構(gòu)成主頂，頂管設(shè)置裝備部署中的液壓裝置應(yīng)由液壓總站、液壓控制箱、管路及其他液壓元件構(gòu)成。為了減小頂管頂工作受到的阻力，非開挖定向鉆技術(shù)，現(xiàn)場拌制頂進時應(yīng)用的泥漿，該膨潤土攪拌體系由泥漿泵、拌漿池、儲漿池、備用池、閥門等構(gòu)成。


勝越管道穿越工程有限公司（非開挖），是一家在山西省非開挖行業(yè)中具有在各種復(fù)雜環(huán)境下施工經(jīng)驗的企業(yè)，是山西地區(qū)早從事非開挖頂管技術(shù)研究開發(fā)和施工服務(wù)的專業(yè)施工隊之一。是國際非開挖技術(shù)協(xié)會、非開挖技術(shù)協(xié)會單位會員。

非開挖定向鉆技術(shù)的優(yōu)勢
（1）施工場地小，不干擾地面交通，社會影響小。采用開挖方式施工，管溝的平均寬度在0.8m以上，若加上一側(cè)返土和周邊設(shè)置的防護圍欄，平均寬度在2.0m左右。這對于本就狹窄的城市道路而言，無疑增加了巨大的交通壓力，也給附近居民的出行造成不便。而采用非開挖定向鉆技術(shù)施工不用開挖長距離管溝，施工場地較小。工作坑面積一般在3～6m2，為了保障施工質(zhì)量及便于后期的維護保養(yǎng)，工作坑間距一般在200m左右，也就是說每米管線的開挖面積不足0.03m2，土方量較少。而且由于施工速度較快，一般可隨施工隨回填，對周邊環(huán)境、交通安全、社會秩序、居民生活的不利影響也降到了限度。
（2）施工障礙少，避免干擾其他地下設(shè)施?？萍悸返靥幏比A的，原有地下管線多而且雜，由于原始資料缺失，部分地下管線甚至無法確定具置。在開挖施工過程中，采用機械挖掘很容易損壞到已埋管線，而人工開挖的人力和時間成本又都過高。如果選擇非開挖定向鉆方法施工，則能有效繞開障礙物，只需確定工作坑附近的地下管線位置，將打孔深度定位在一般管線平均埋地深度以下（即地下2～3m左右），避有埋地設(shè)施即可。
（3）受地表現(xiàn)狀影響小。在日常市政燃氣管線施工過程中，限制施工的往往是各類地表現(xiàn)狀，比如河流、池塘、公路、鐵路、樹林等等，甚至一些鋪裝良好的硬覆蓋地面也會成為管道開挖施工的難題。而非開挖定向鉆技術(shù)的優(yōu)點在于可以直接從地下穿越河流、公路、鐵路等且不破壞地表的原有地貌。采用非開挖定向鉆技術(shù)鋪設(shè)燃氣管道，埋深可以在地下5～10m，甚至更深。既沒有水上、水下作業(yè)而影響江河航道的問題，也不會破壞江河兩側(cè)堤岸及河床結(jié)構(gòu)；既不會對公路路面產(chǎn)生破壞，也不會影響軌道交通，而且施工一般不受季節(jié)限制。因此，該方法特別適合于穿越江河、公路、鐵路等設(shè)施的施工。
（4）速度快，效率高。由于非開挖鋪管無須開挖管溝，省下了道路開挖和回填后維護保養(yǎng)這兩項工期長的工序。以該工程為例，東西兩段管線長度基本一致，西段非開挖施工只用了15d，而東段開挖鋪管則用了28d，兩者比較，非開挖鋪管技術(shù)在工期方面具有非常大的優(yōu)勢。這是因為，采用定向鉆機鋪設(shè)地下燃氣管線作業(yè)面比較小，操作簡單，一般只需機手1名，輔助人員4～5名即可完成施工作業(yè)。每班平均進度基本都在50m以上，既可連續(xù)作業(yè)，亦可多臺分段作業(yè)。因此，非開挖定向鉆方法具有用人少、速度快、效率高、方法簡單的優(yōu)點。特別是在工期比較緊張的工程中，非開挖定向鉆方法可以列為方式。
（5）工程造價較開挖施工略低。非開挖定向鉆法施工價格構(gòu)成中的支出是設(shè)備購置費昂貴導(dǎo)致的折舊費，一般按每米單價計費，但因作業(yè)坑少，破路面積小，綜合造價反而會較低。以該工程為例，該市政部門收取的同類路面破路費為172元/m2，由于是當(dāng)年新修道路，破道費用還要乘以3倍，開挖方式施工需破路面1499m2，共計77.3萬元，再加土方施工（開溝、回填）11.82元/m3，按平均溝深1.8m計，共2698m3，共計3.2萬元，兩項相加總共為80.5萬元；而非開挖方式施工作業(yè)坑破路面積72m2，費用3.7萬元，大約只相當(dāng)開挖施工方式的5%，土方施工共0.3萬元，再加上管道施工費用48.8萬元，總共為52.8萬元。折算成單價相比較，在不計算人工費用差異的前提下，開挖鋪管平均造價為430元/m，非開挖鋪管的平均造價為270元/m。兩者比較，非開挖定向鉆法施工比傳統(tǒng)開挖施工節(jié)省費用近40%。


快速好的準(zhǔn)確；②鉆孔方向易控制，施工場地要求簡單；③導(dǎo)向探測與管線探測相結(jié)合有效調(diào)整鉆頭，避開管線，適合復(fù)雜地層條件下施工。⑵適用范圍用于鋪設(shè)電力。煤氣和自來水管線，鋪管直徑，長度和材料范圍較寬，適合1000mm以下管徑，主要有PE管鋪設(shè)和鋼管鋪設(shè)。{段落{子}市政給排水工程非開挖拉管施工技術(shù)；項目實施前，通過好的的調(diào)查，掌握拉管施工區(qū)域地表和地下地質(zhì)情況，合理設(shè)計管線走向和進出洞口位置。在滿足拉管施工控制需要的同時，注意滿足企業(yè)正常生產(chǎn)的需要。拉管工區(qū)域調(diào)查的內(nèi)容包括:一是地下管線的探查，主要是通過查閱原始資料和地下管線探測儀測，力求避開和避免損害既有管線，二是地質(zhì)勘察，主要對管線位置的地下暗浜。

勝越管道穿越工程有限公司（非開挖），是一家在非開挖行業(yè)中具有在各種復(fù)雜環(huán)境下施工經(jīng)驗的企業(yè)，是地區(qū)早從事非開挖頂管技術(shù)研究開發(fā)和施工服務(wù)的專業(yè)施工隊之一。是國際非開挖技術(shù)協(xié)會、非開挖技術(shù)協(xié)會單位會員。

水向鉆施工的特點：

1 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，，學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開挖施工對居民生活的干擾，對交通，環(huán)境，周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。

2 現(xiàn)代化的穿越設(shè)備的穿越精度高，易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深，管線弧形敷設(shè)距離長，完全可以滿足設(shè)計要求埋深，并且可以使管線繞過地下的障礙物。

3 城市管網(wǎng)埋深一般達到三米以下，穿越河流時，一般埋深在河床下 9—18米，所以采用水向鉆機穿越，對周圍環(huán)境沒有影響，不破壞地貌和環(huán)境，適應(yīng)環(huán)保的各項要求。

4 采用水向鉆機穿越施工時，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)，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等特點。

水向鉆穿越施工工藝：

使用水向鉆機進行管線穿越施工，一般分為二個階段：階段是按照設(shè)計曲線盡可能準(zhǔn)確的鉆一個導(dǎo)向孔；第二階段是將導(dǎo)向孔進行擴孔，并將產(chǎn)品管線（一般為PE管道，光纜套管，鋼管）沿著擴大了的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中，完成管線穿越工作。

1 鉆導(dǎo)向孔:

要根據(jù)穿越的地質(zhì)情況，選擇合適的鉆頭和導(dǎo)向板或地下泥漿馬達，開動泥漿泵對準(zhǔn)入土點進行鉆進，鉆頭在鉆機的推力作用下由鉆機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)（或使用泥漿馬達帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)）切削地層，不斷，每鉆完一根鉆桿要測量一次鉆頭的實際位置，以便及時調(diào)整鉆頭的鉆進方向，所完成的導(dǎo)向孔曲線符合設(shè)計要求，如此反復(fù)，直到鉆頭在預(yù)定位置出土，完成整個導(dǎo)向孔的鉆孔作業(yè)。見示意圖一：鉆導(dǎo)向孔。
頂管施工的時候必要掌握的三點事項。我們信賴產(chǎn)品的安裝肯定要有很高的實用性。頂管施工的突出特點為適應(yīng)性問題，即要根據(jù)不同的地質(zhì)條件、施工條件和計劃要求，選用得當(dāng)?shù)捻敼苁┕し椒ㄒ约绊敼軝C和配套幫助設(shè)置裝備部署。因此，在機頭選型時，要憑據(jù)地質(zhì)情況，并結(jié)合施工經(jīng)驗，頂管機頭采用何種機頭(氣壓均衡、泥程度衡和土壓均衡三種網(wǎng)格機頭)施工。
其次，非開挖定向鉆施工，要根據(jù)現(xiàn)實環(huán)境選擇符合頂力的設(shè)置裝備部署構(gòu)成主頂，頂管設(shè)置裝備部署中的液壓裝置應(yīng)由液壓總站、液壓控制箱、管路及其他液壓元件構(gòu)成。為了減小頂管頂工作受到的阻力，非開挖定向鉆技術(shù)，現(xiàn)場拌制頂進時應(yīng)用的泥漿，該膨潤土攪拌體系由泥漿泵、拌漿池、儲漿池、備用池、閥門等構(gòu)成。