對地面及地下的建筑物、構造物、埋設物的影響較小。用它可以地穿越公路、鐵路、河川、房屋以及各種地下公用管線。其復土深度可以相當于一倍管外徑左右。從無數(shù)的施工實例證明，用此機進行頂管施工作業(yè)，不僅、可靠，而且施工進度快、效率高。與單刀盤土壓平衡掘進機相比，此機具有價格低廉、結構緊湊、操作容易、維修方便和質量輕等特點。另外，它排出的土可以是含水量很少的干土或含水量較多的泥漿。它與泥水式頂管施工相比，特點是排出的土或泥漿一般都不需要再進行泥水分離等二次處理。施工占地小，對周圍環(huán)境污染也很少。它與手掘式及其他形式的頂管施工相比較，又具有適應土質范圍廣和不需要采用任何其他輔助施工手段的優(yōu)點。如采用輸土泵的方式出土。
因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘進機中，破碎的粒徑可達掘進機直徑的40%——45%之間，破碎的卵石強度可達200Mpa.此機型的第一個特點就是它幾乎是全土質的掘進機。它可以在N值從0——15的黏土，N值1——50的砂土以及N值10——50的礫石層等所有土質中使用，而且推進速度不會有太大的變化。它的第二個特點是破碎粒徑大，可達掘進機直徑的40%——45%之間。它的第三個特點是施工精度高，施工后的偏差極小。它的第四個特點是由于有偏心運動，進土的間隙又比較小，即使用清水作為進水，也能保持挖掘面的穩(wěn)定。它的第五個特點是可以進行長距離頂進，也可用于曲率半徑比較小的曲線頂進。它的第六個特點是施工速度快。
定向鉆在不良地質條件下的應用
1水文地質情況
穿越改線段位于慶鐵新線479#+220m處和慶鐵老線#+m處，地貌單元屬于河床，地面相對高程為1.25m，地勢中間低兩側高，地勢起伏較大。地層結構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)源于清源縣應額門鎮(zhèn)老虎頂山，流至縣與發(fā)源于的碾盤河在耿王莊匯合，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，強度大，遼河干流以前發(fā)生的洪水來源80%來自。50年一遇洪水沖刷深度2.7m，平均水深4.96m，流速3.3m/s。穿越改線段范圍內地下水屬孔隙滯水，主要賦存于卵石層之孔隙中，動態(tài)要素受大氣降水控制，豐水期水位上升，枯水期水位下降，鉆探施工期間測得地下水位埋深為3.5~4.3m。
1.2地質情況
根據地質礦產局工程勘察院《慶鐵新老線改線工程巖土工程勘察報告》，在鉆探所達深度范圍內，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、長石，層厚度為1.8~4.2m。
(4)圓礫：黃褐色，濕-飽和，中密-密實，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，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)粉砂質泥巖全風化：紅褐色，原巖結構不清，礦物已風化成土狀，層厚3.8~5.0m。
(7)粉砂質泥巖強風化：紅褐色，原巖結構不清，巖石風化呈碎塊狀，易風化礦物已風化成土狀，巖石手捏即碎，層厚5.7~6.7m。
(8)粉砂質泥巖中風化：紅褐色，微細粒結構，塊狀構造，礦物成份為石英、長石，巖石呈塊狀，鉆孔控制厚度為8.5m。場地標準凍結深度為1.30m。
2穿越改線方法分析及解決方案
2.1穿越方案的比較及確定
從上述水文地質情況可以看出自然條件比較復雜，洪水量大，地層間雜情況多，結合具體地質情況對常用的管道通過河流的方法分析和比較如下：
(1)水上跨越法：東北地區(qū)水系的特點是季節(jié)性強，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。跨越施工不適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，加大洪水對管道的沖擊，使管道被沖斷的危險增加。
(2)地下盾構法：盾構法對地質條件要求小，可以在卵石中鉆孔成型，常用于重點河流穿越工程及復雜地段的施工。兩側需要進行豎井施工，占地面積大，豎井不易施工，造價高(每米為30000~40000元)，施工時間長(一般約1a左右)。
1、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：階段是按照設計曲線盡可能準確的鉆一個導向孔；第二階段是將導向孔進行擴孔，并將產品管線（一般為PE管道，光纜套管，鋼管）沿著擴大了的導向孔回拖到導向孔中，完成管線穿越工作。

1.1鉆導向孔:
要根據穿越的地質情況，選擇合適的鉆頭和導向板或地下泥漿馬達，開動泥漿泵對準入土點進行鉆進，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，每鉆完一根鉆桿要測量一次鉆頭的實際位置，以便及時調整鉆頭的鉆進方向，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)。
鉆機被安裝在入土點一側，從入土點開始，沿著設計好的線路，鉆一條從入土點到出土點的曲線，作為預擴孔和回拖管線的引導曲線。

1.2預擴孔和回拖產品管線：
一般情況下，使用小型鉆機時，直經大于200毫米時，就要進行予擴孔，使用大型鉆機時，當產品管線直徑大于Dn350mm時，就需進行預擴孔，預擴孔的直徑和次數(shù)，視具體的質情況而定。
回拖產品管線時，先將擴孔工具和管線連接好，然后，開始回拖作業(yè)，并由鉆機轉盤帶動鉆桿旋轉后退，進行擴孔回拖，產品管線在回拖過程中是不旋轉的，由于擴好的孔中充滿泥漿，所以產品管線在擴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滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護了管線防腐層，經過鉆機多次預擴孔，終成孔直徑一般比管子直徑大200mm，所以不會損傷防腐層。
在鉆導向孔階段，鉆出的孔往往小于回拖管線的直徑，為了使鉆出的孔徑達到回拖管線直徑的1.3～1.5倍，需要用擴孔器從出土點開始向入土點將導向孔擴大至要求的直徑。
地下孔經過預擴孔，達到了回拖要求之后，將鉆桿、擴孔器、回拖活節(jié)和被安裝管線依次連接好，從出土點開始，一邊擴孔一邊將管線回拖至入土點為止。

2、水向鉆施工的特點：
2.1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，周邊建筑物基礎的破壞和不良影響。

2.2現(xiàn)代化的穿越設備的穿越精度高，易于調整敷設方向和埋深，管線弧形敷設距離長，完全可以滿足設計要求埋深，并且可以使管線繞過地下的障礙物。

2.3城市管網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，適應環(huán)保的各項要求。

2.4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、成功率高施工可靠等特點。

2.5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，尤其在城市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。

2.6大型河流穿越時，由于管線埋在地層以下9—18mm，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，可以管線運行時間更長。
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。

孔隙比較大，很容易在水動力的作用下產生流沙現(xiàn)象。黃土：凡以風力搬運沉積又沒有經過次生擾動的、無層理的黃色粉質、含碳酸鹽類并具有肉眼可見的、大孔的土狀沉積物成為黃土（也稱原生黃土），其它成因的、黃色的、又常具有層理和夾有砂、礫石層的土狀沉積物稱之為黃土狀土（也稱次生黃土）。強風化巖：強風化巖是指風化很強的巖石，此種土質的組織結構已大部分破壞，礦物成分已顯著變化，含有大量黏土質黏土礦物。風化裂隙很發(fā)育，巖體被切割成碎塊，干時可用手折斷或捏碎，浸水或干濕交替時可較迅速地軟化或崩解。用鎬或鍬可挖掘，干鉆可鉆進。微風化及中風化巖：微風化巖是指巖質新鮮，表面稍有風化跡象的巖石，強度大于50Mpa。
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)定范圍根據現(xiàn)場條件確定。
b.導向鉆孔根據設計曲線鉆進，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，并適當控制鉆進速度，導向孔光滑。
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，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。
定向鉆施工文明措施
1、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。
近些年來，在管道建設工程領域出現(xiàn)了一項大受歡迎的技術——定向鉆施工工藝。這是非開挖頂管工程技術，施工中需要使用大型定向鉆進，先進行定位鉆孔、擴孔、清孔和管道回拖，然后進行管道施工。在天然氣、石油和市政管道建設工程中，我們經?？梢钥吹蕉ㄏ蜚@施工工藝的應用。我公司主要從事非開挖頂管工程施工，其中就包括定向鉆施工工藝，有這方面需求的朋友可以直接聯(lián)系我公司，我們會為您提供周到的服務。
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。