定向鉆施工方案
1、現(xiàn)場(chǎng)勘察
（1）對(duì)作業(yè)區(qū)及管線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域進(jìn)行地面和地下的勘察。地面勘察包括測(cè)量鐵道周?chē)牡匦蔚孛博p以及管道軸線(xiàn)位置地面標(biāo)高。
（2）地下勘察包括地質(zhì)條件的勘探和地下管線(xiàn)及設(shè)施的探測(cè)。通過(guò)查找相關(guān)地質(zhì)資料﹑開(kāi)挖探槽或鉆探取樣掌握土質(zhì)條件﹑水文地質(zhì)情況和地下管線(xiàn)級(jí)設(shè)施情況。
2、定向鉆穿越施工方案
（1）鉆機(jī)就位和調(diào)試
a.鉆機(jī)及配套設(shè)備就位，按施工布置圖及規(guī)范要求將鉆機(jī)及附屬配套設(shè)備錨固在預(yù)定位置。鉆機(jī)必須安裝在入土點(diǎn)與出土點(diǎn)的連，左右誤差不超過(guò)1m。
b.鉆機(jī)安裝后，應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)各部位運(yùn)行情況。
（2）鉆孔導(dǎo)向
a.鉆進(jìn)時(shí)的入土角度按規(guī)定范圍根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定。
b.導(dǎo)向鉆孔根據(jù)設(shè)計(jì)曲線(xiàn)鉆進(jìn)，曲線(xiàn)半徑由公式計(jì)算，R=0D，每根鉆桿傾角約為0.5度。
c.施工過(guò)程中，謹(jǐn)慎處理控向數(shù)據(jù)，并適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度，導(dǎo)向孔光滑。
d.由于每根鉆桿方向改變量小，為左右方向，在出土鉆點(diǎn)之間每隔30米設(shè)一明顯標(biāo)記。每鉆進(jìn)一根鉆桿，方向至少探測(cè)2次。對(duì)探測(cè)點(diǎn)要做好標(biāo)記。認(rèn)真記錄鉆進(jìn)過(guò)程中的傾角角度，深度等。
（3）分級(jí)反擴(kuò)成孔
鉆孔導(dǎo)向完成后，鉆孔工藝根據(jù)土質(zhì)情況采用分級(jí)反拉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)孔成孔，分別采用擴(kuò)式擴(kuò)孔器，反擴(kuò)成孔。
（4）管道回拖（質(zhì)量保障措施）
完成擴(kuò)孔后，立即進(jìn)行管道回拖。記錄回拖中的數(shù)據(jù)，設(shè)專(zhuān)人觀察沿線(xiàn)是否有異?，F(xiàn)象及時(shí)報(bào)告。特別加強(qiáng)對(duì)燃?xì)夤芊栏瘜拥谋Ｗo(hù)，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?xì)夤芾芡戤吅螅∠吕茴^，將管頭堵牢，防止雜物進(jìn)入管內(nèi)，施工完畢。
定向鉆施工文明措施
1、施工施工過(guò)程中無(wú)職工事故，無(wú)重大火災(zāi)事故，無(wú)重大有責(zé)地下管線(xiàn)損失事故。
2、文明施工
（1）切實(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)管理，材料堆放有序。
（2）搞好工地清潔衛(wèi)生。
（3）車(chē)輛進(jìn)出工地時(shí)，車(chē)輪應(yīng)該準(zhǔn)備水管沖洗干凈，嚴(yán)禁帶泥污染道路。

定向鉆在不良地質(zhì)條件下的應(yīng)用
1水文地質(zhì)情況
穿越改線(xiàn)段位于慶鐵新線(xiàn)479#+220m處和慶鐵老線(xiàn)#+m處，地貌單元屬于河床，地面相對(duì)高程為1.25m，地勢(shì)中間低兩側(cè)高，地勢(shì)起伏較大。地層結(jié)構(gòu)上部為第四系沖積成因的砂、卵石層，沉積韻律變化較大，下部為中生代白堊紀(jì)泉頭組砂巖，基底起伏不大。
1.1水文情況
上源有南北兩支，南支為主流，發(fā)源于清源縣應(yīng)額門(mén)鎮(zhèn)老虎頂山，流至縣與發(fā)源于的碾盤(pán)河在耿王莊匯合，在鎮(zhèn)接納寇河，在大高力屯注入遼河。全長(zhǎng)170.6km，流域面積4813.95km
2流域是遼河干流暴雨洪水多發(fā)地區(qū)，暴雨集中，強(qiáng)度大，遼河干流以前發(fā)生的洪水來(lái)源80%來(lái)自。50年一遇洪水沖刷深度2.7m，平均水深4.96m，流速3.3m/s。穿越改線(xiàn)段范圍內(nèi)地下水屬孔隙滯水，主要賦存于卵石層之孔隙中，動(dòng)態(tài)要素受大氣降水控制，豐水期水位上升，枯水期水位下降，鉆探施工期間測(cè)得地下水位埋深為3.5~4.3m。
1.2地質(zhì)情況
根據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)局工程勘察院《慶鐵新老線(xiàn)改線(xiàn)工程巖土工程勘察報(bào)告》，在鉆探所達(dá)深度范圍內(nèi)，自地表而下依次為耕土、粉砂、礫砂、圓礫、卵石、泥巖。
(1)耕土：灰，以粘性土為主，含植物根系，土質(zhì)松散，ZK2孔缺失，層厚0.3~0.4m。

(2)粉砂：，稍濕，松散，砂成份為石英、長(zhǎng)石，顆粒較均，層厚1.6m。
(3)中砂：黃褐色，濕-飽和，松散-稍密，局部為中密，礫石成份為花崗巖，分選差，磨圓好，砂以中粗砂為主，成分為石英、長(zhǎng)石，層厚度為1.8~4.2m。
(4)圓礫：黃褐色，濕-飽和，中密-密實(shí)，礫石成分為花崗巖，分選差，磨圓好，層厚2.0m。
(5)卵石：黃褐色，含水飽和，中密-密實(shí)，卵石成分為花崗巖，分選差，磨圓好，局部夾中粗砂薄層，層厚5.7~8.6m。
(6)粉砂質(zhì)泥巖全風(fēng)化：紅褐色，原巖結(jié)構(gòu)不清，礦物已風(fēng)化成土狀，層厚3.8~5.0m。
(7)粉砂質(zhì)泥巖強(qiáng)風(fēng)化：紅褐色，原巖結(jié)構(gòu)不清，巖石風(fēng)化呈碎塊狀，易風(fēng)化礦物已風(fēng)化成土狀，巖石手捏即碎，層厚5.7~6.7m。
(8)粉砂質(zhì)泥巖中風(fēng)化：紅褐色，微細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成份為石英、長(zhǎng)石，巖石呈塊狀，鉆孔控制厚度為8.5m。場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為1.30m。
2穿越改線(xiàn)方法分析及解決方案
2.1穿越方案的比較及確定
從上述水文地質(zhì)情況可以看出自然條件比較復(fù)雜，洪水量大，地層間雜情況多，結(jié)合具體地質(zhì)情況對(duì)常用的管道通過(guò)河流的方法分析和比較如下：
(1)水上跨越法：東北地區(qū)水系的特點(diǎn)是季節(jié)性強(qiáng)，河流夏秋季節(jié)洪水期間，漲幅大，河水寬度增加大；冬春少雨季節(jié)河道中水量小，水深小，寬度小?？缭绞┕げ贿m用于東北部河流穿越，宜引起洪水期間的管橋橋墩阻水、積柴，加大洪水對(duì)管道的沖擊，使管道被沖斷的危險(xiǎn)增加。
(2)地下盾構(gòu)法：盾構(gòu)法對(duì)地質(zhì)條件要求小，可以在卵石中鉆孔成型，常用于重點(diǎn)河流穿越工程及復(fù)雜地段的施工。兩側(cè)需要進(jìn)行豎井施工，占地面積大，豎井不易施工，造價(jià)高(每米為30000~40000元)，施工時(shí)間長(zhǎng)(一般約1a左右)。

1、水向鉆穿越施工工藝：
使用水向鉆機(jī)進(jìn)行管線(xiàn)穿越施工，一般分為二個(gè)階段：階段是按照設(shè)計(jì)曲線(xiàn)盡可能準(zhǔn)確的鉆一個(gè)導(dǎo)向孔；第二階段是將導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔，并將產(chǎn)品管線(xiàn)（一般為PE管道，光纜套管，鋼管）沿著擴(kuò)大了的導(dǎo)向孔回拖到導(dǎo)向孔中，完成管線(xiàn)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(dá)，開(kāi)動(dòng)泥漿泵對(duì)準(zhǔn)入土點(diǎn)進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆頭在鉆機(jī)的推力作用下由鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)（或使用泥漿馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)）切削地層，不斷，每鉆完一根鉆桿要測(cè)量一次鉆頭的實(shí)際位置，以便及時(shí)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)方向，所完成的導(dǎo)向孔曲線(xiàn)符合設(shè)計(jì)要求，如此反復(fù)，直到鉆頭在預(yù)定位置出土，完成整個(gè)導(dǎo)向孔的鉆孔作業(yè)。
鉆機(jī)被安裝在入土點(diǎn)一側(cè)，從入土點(diǎn)開(kāi)始，沿著設(shè)計(jì)好的線(xiàn)路，鉆一條從入土點(diǎn)到出土點(diǎn)的曲線(xiàn)，作為預(yù)擴(kuò)孔和回拖管線(xiàn)的引導(dǎo)曲線(xiàn)。

1.2預(yù)擴(kuò)孔和回拖產(chǎn)品管線(xiàn)：
一般情況下，使用小型鉆機(jī)時(shí)，直經(jīng)大于200毫米時(shí)，就要進(jìn)行予擴(kuò)孔，使用大型鉆機(jī)時(shí)，當(dāng)產(chǎn)品管線(xiàn)直徑大于Dn350mm時(shí)，就需進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔，預(yù)擴(kuò)孔的直徑和次數(shù)，視具體的質(zhì)情況而定。
回拖產(chǎn)品管線(xiàn)時(shí)，先將擴(kuò)孔工具和管線(xiàn)連接好，然后，開(kāi)始回拖作業(yè)，并由鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)后退，進(jìn)行擴(kuò)孔回拖，產(chǎn)品管線(xiàn)在回拖過(guò)程中是不旋轉(zhuǎn)的，由于擴(kuò)好的孔中充滿(mǎn)泥漿，所以產(chǎn)品管線(xiàn)在擴(kuò)好的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤(rùn)滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護(hù)了管線(xiàn)防腐層，經(jīng)過(guò)鉆機(jī)多次預(yù)擴(kuò)孔，終成孔直徑一般比管子直徑大200mm，所以不會(huì)損傷防腐層。
在鉆導(dǎo)向孔階段，鉆出的孔往往小于回拖管線(xiàn)的直徑，為了使鉆出的孔徑達(dá)到回拖管線(xiàn)直徑的1.3～1.5倍，需要用擴(kuò)孔器從出土點(diǎn)開(kāi)始向入土點(diǎn)將導(dǎo)向孔擴(kuò)大至要求的直徑。
地下孔經(jīng)過(guò)預(yù)擴(kuò)孔，達(dá)到了回拖要求之后，將鉆桿、擴(kuò)孔器、回拖活節(jié)和被安裝管線(xiàn)依次連接好，從出土點(diǎn)開(kāi)始，一邊擴(kuò)孔一邊將管線(xiàn)回拖至入土點(diǎn)為止。

2、水向鉆施工的特點(diǎn)：
2.1定向鉆穿越施工具有不會(huì)阻礙交通，不會(huì)破壞綠地，植被，不會(huì)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(kāi)挖施工對(duì)居民生活的干擾，對(duì)交通，環(huán)境，周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。

2.2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(xiàn)弧形敷設(shè)距離長(zhǎng)，完全可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求埋深，并且可以使管線(xiàn)繞過(guò)地下的障礙物。

2.3城市管網(wǎng)埋深一般達(dá)到三米以下，穿越河流時(shí)，一般埋深在河床下9—18米，所以采用水向鉆機(jī)穿越，對(duì)周?chē)h(huán)境沒(méi)有影響，不破壞地貌和環(huán)境，適應(yīng)環(huán)保的各項(xiàng)要求。

2.4采用水向鉆機(jī)穿越施工時(shí)，沒(méi)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、成功率高施工可靠等特點(diǎn)。

2.5與其它施工方法比較，進(jìn)出場(chǎng)地速度快，施工場(chǎng)地可以靈活調(diào)整，尤其在城市施工時(shí)可以充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少工程造價(jià)低，施工速度快。

2.6大型河流穿越時(shí)，由于管線(xiàn)埋在地層以下9—18mm，地層內(nèi)部的氧及其他腐蝕性物質(zhì)很少，所以起到自然防腐和保溫的功用，可以管線(xiàn)運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。

（一）水向鉆施工的優(yōu)點(diǎn)有以下三點(diǎn)：
1．選用定向鉆穿越施工時(shí)，地上功能能夠正常運(yùn)用。例如穿越公路、鐵路時(shí)，可不阻斷交通；穿越河流時(shí)，可河流疏通，不阻斷通航、排洪。
2．因?yàn)檫x用了非開(kāi)挖施工，減少了很多工程土的開(kāi)挖、運(yùn)輸和堆放，有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)，也相應(yīng)的減少了根底埋設(shè)、地上恢復(fù)等的一切費(fèi)用。
3．施工周期短、作業(yè)敏捷、歸納成本低，社會(huì)效益明顯。在開(kāi)挖施工無(wú)法進(jìn)行或不允許開(kāi)挖施工的場(chǎng)合，可用定向鉆從其下方穿越；在城市建設(shè)高速開(kāi)展的今日，防止重復(fù)開(kāi)挖、修復(fù)所形成的路途拉鏈工程，具有較高的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
（二）施工的缺點(diǎn)有以下兩點(diǎn)：
1．因?yàn)樗蜚@施工是一項(xiàng)新的出產(chǎn)工藝技術(shù)，目前我國(guó)尚無(wú)一致的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，形成對(duì)工程設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的把控沒(méi)有根據(jù)。一旦發(fā)生質(zhì)量事故，對(duì)職責(zé)方的認(rèn)定也形成一定難度。
2．因?yàn)檫x用定向擴(kuò)孔拖拉，施工結(jié)束時(shí)，管材與回?cái)U(kuò)孔之間的空地處理，不能像開(kāi)槽敷設(shè)施工那樣進(jìn)行回填夯實(shí)。因而，對(duì)管材沉降要求比較高的工程在實(shí)際運(yùn)用中存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。

1 定向鉆穿越施工具有不會(huì)阻礙交通，不會(huì)破壞綠地，植被，不會(huì)影響商店，醫(yī)院，學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開(kāi)挖施工對(duì)居民生活的干擾，對(duì)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(xiàn)弧形敷設(shè)距離長(zhǎng)，完全可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求埋深，并且可以使管線(xiàn)繞過(guò)地下的障礙物。
3 城市管網(wǎng)埋深一般達(dá)到三米以下，穿越河流時(shí)，一般埋深在河床下 9—18米，所以采用水平定向鉆機(jī)穿越，對(duì)周?chē)h(huán)境沒(méi)有影響，不破壞地貌和環(huán)境，適應(yīng)環(huán)保的各項(xiàng)要求。
4 采用水平定向鉆機(jī)穿越施工時(shí)，沒(méi)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、成功率高施工可靠等特點(diǎn)。
5 與其它施工方法比較，進(jìn)出場(chǎng)地速度快，施工場(chǎng)地可以靈活調(diào)整，尤其在城市施工時(shí)可以充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少工程造價(jià)低， 施工速度快。
6 大型河流穿越時(shí)，由于管線(xiàn)埋在地層以下 9—18米，地層內(nèi)部的氧及其他腐蝕性物質(zhì)很少，所以起到自然防腐和保溫的功用，可以管線(xiàn)運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。