陕西华伟建设带您了解非开挖技术

1.概况

1900年，美国采用顶管法成功实现了非开挖铺设管线的技术。

1970年，美国率先使用“水平导向钻 进法”穿过河流铺设一条采用此技术的管道。

1980年，随着非开挖技术的不断成熟，人们又针对不同的管网情况，发明了“胀管法”（爆管法），此技术随后也逐步推行开来。

2000年，非开挖技术进入中国并率先在沿海城市广泛使用。

2005年，非开挖技术开始进入中国的其他城市使用，并先后使用该技术穿越长江、黄河等重要河流，且使DN300次高压燃气管线在长沙穿越湘江。

目前，世界非开挖技术设备已经成熟，针对不同的地质条件和环境可采取不同的施工工艺。

现今社会，大量新管线需要敷设；老旧管线 需要修复及更换。近几年,我国加快了城市建设的步伐，很多大中城市明文规定，新建、扩建、改建的城市道路交付使用后 5 年内、大修的城市道路竣工后3 年内不得挖掘。传统 的开挖技术敷设有很大的局限性，已不能适应相关的需求，如造成交通不便、影响环境、施工周期长、社会成本过高。此外，在有些无法进行开挖施工的区域，诸如高速公路、铁路、江河等等。因此，非开挖技术得以应运而生。非开挖敷设地下管线技术是指利用岩土钻掘、定向测控等技术手段，在地表不开挖和地层结构破坏极小的情况下，对诸如供水、燃气、通信污水等公用管线进行敷设和修复的施工技术。非开挖技术包括三方面内容：新管线的敷设、现有管线的修复及更换、隧道建设。

2.水平定向钻基本施工原理

2.1施工步骤

2.1.1导向孔施工，利用水平定向钻机与随钻测控系统相结合，由入口处钻进；从出口处钻出的钻进施工。

2.1.2扩孔，根据设备能力及地层情况，利用扩孔钻头将导向孔扩大至被拖管线的尺寸要求。通常最终扩孔孔径为，被敷设管线直径的 1.2 至 1.5 倍（《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2007）及《油气管道穿越工程施工规范》（GB50424-2007）规定为1.2倍）。

2.1.3. 管线回拖，当预扩孔径达到要求尺寸后，将需敷设管线敷设入孔道之中。

2.2导向孔轨迹设计（非开挖定向钻轨迹设计与原理）

非开挖铺管的关键技术在于导向钻孔轨迹的控制，确保避开原有地下管线及障碍物，按设计路线准确、顺利地铺管。它的基本步骤是：采用先进的导向探测仪对地下 钻头的前后倾角、深度、导向板面向角等进行测量，根据测量结果人为预定其导进方向，并不断地调整钻头面角进行推进或继续钻进。

几何关系的建立：在导向钻进过程中，钻头以回转钻进和只推进两种方式运动。回转钻进时，其方向不发生变化，轨迹线为直线；推进时，其方向会按一定的规律变化。这样整个钻孔轨迹由若干段直线和弧线组成

轨迹设计的基本要求 ： ①设计的轨迹长度应与工程要求中所示的工程管线长度一致；②导向轨迹的深度与工程管线埋置深度要求一致；③轨迹每个弯曲段的曲率半径应大于工程管线的弯曲半径；④水平方向应与控制点方向相一致，水平偏差小于等于工程要求值；⑤工程管线的轨迹中应尽量避免有起伏不平段； ⑥对穿越信号干扰区或是河道，轨迹尽量设计成水平段。  

轨迹设计的具体方法：工程踏勘、平面定位、导向孔轨迹设计、入土角与出土角的选取。

3.定位系统概述

3.1系统的组成：? 传感器（信号发射器、探棒或信号棒）? 信号接收器 ? 远程同步显示器

3.2基本工作原理：定位者（跟踪钻头方位的操作人员) 使用手持式接收器确定钻头的位置。该钻头位置信息通过无线遥感信号传递至钻机操作平台。接收器通过探测传感器磁场的三个具体位置：（两个定位点和一个定位线），来对信号发射器进行定位。          

4水平定向钻（HDD）泥浆

4.1水平定向钻泥浆的作用：润滑、支撑护孔壁、悬浮钻屑、输送钻屑（良好的流变性）、降低泥浆漏失量。

4.2水平定向钻泥浆的主要成分：膨润土、外加聚合物。

4.3水平定向钻泥浆的主要技术指标：

（1）． 粘度（马氏漏斗粘度）——适中；

（2）． 胶凝强度 —— 高 ；

（3）． 含砂量 —— 低；

（4）． 滤失量 —— 低；

（5）． 在膨润土泥浆中加入降滤失聚合物，膨润土；

（6）． 密度 —— 适中。

4.4泥浆配比的确定：不一样的地层，不一样的泥浆，依据地层状况设计泥浆配比。

4.5泥浆用量计算：根据钻孔面积、钻孔体积、钻孔容积、泥浆用量进行计算。

水平定向钻穿越主要工程量

 1．安装部分  接桩测量放线：按设计图纸（自然地面入土点到出土点）计算穿越长度套用相应专业定额。 钻机安拆、调试：不分土质，套用相应专业定额，分大、中、小三种钻机。  钻具安拆：导向孔、扩孔、回拖的钻具安拆，不分土质，按钻机类型和穿越管径划分套用相应专业定额。 钻导向孔：按土质、钻机类型和穿越长度套用相应专业定额。 预扩孔：按土质、钻机类型套用相应专业定额。 管线回拖：按土质、钻机类型套用相应专业定额。  穿越管段的预制安装：根据实际穿越管段的材质按施工图的设计要求进行预制、安装、防腐并套用相应定额。 2．土建部分  预制场地的土石方工程：管线作业带平整、穿越预制管段发送沟开挖回填、发送沟恢复地貌等。 钻机场地土石方工程：钻机场地平整、钻机工地泥浆池开挖及回填、恢复地貌等。 连头土石方工程：连头操作坑开挖及回填，连头操作坑井点降水、打支撑桩、恢复地貌等。 3．其他项目 HSE的费用：健康、安全、环保费等。  施工设备的场外运输、设备进退场、施工调遣费用等。  施工便道：尽管交通便利，如施工场地距公路有一段距离，仍就需要修筑便道等。

华伟建设西安周边定向钻施工案例

清明时节雨纷纷，在这春雨飞洒的季节里，陕西华伟建设抓住这美好的季节，努力奋进，所有成员一起与企业发展进步！

尽管细雨蒙蒙，寒冷未退，但是我们辛勤的成员工作热情依旧高涨！

水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机 械，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、 卵石等地况，我国大部分非硬岩地区都可施工。水平定向钻技术是一种环境影响小、工程造价低、施工速度快的非开挖施工技术。