隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，通訊、電能傳輸、石油工業(yè)、天然氣的開采及水利事業(yè)的突飛猛進，同時隨著城市高層建筑及鐵路、公路、核電基礎和水利工程設施的不斷興建，地下工程建設和應用日益廣泛，非開挖施工技術(shù)在穿越公路、鐵路、建筑物、河流以及在鬧市區(qū)、古跡保護區(qū)、農(nóng)作物和植被保護區(qū)等條件下，進行供水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等管線的鋪設、更新和修復等方面的作用日益明顯。隨著非開挖技術(shù)在煤氣管線施工中應用越來越廣，出現(xiàn)的問題越來越多，對出現(xiàn)的問題從以下幾方面采用關(guān)鍵技術(shù)將其解決。

1、鉆機錨固

鉆機在施工中如錨固不好，鉆進拖管過程中發(fā)生事故的情況非常多。在鉆機錨固前，對錨固區(qū)域用儀器進行地下管線檢測，防止將錨桿打在地下管線上。合理鉆機錨固是順利完成鉆進及回拖管的前提，鉆機錨固能力反映了鉆機在鉆進和回拖施工時利用本身功率的能力。一臺鉆機推力再大，鉆機在定向中發(fā)生了移動，也會導致鉆機無法按預定的計劃完成鉆進工作。在回拖管時，如錨固不好，鉆機移動，需進一步錨固，從而導致了管道有可能拖不動，進一步加大鉆機拖力，會出現(xiàn)鉆機的全部功率作用在鉆機機身上，容易發(fā)生設備破壞和人員傷亡。

2、信號接收

信號在鉆進過程中，由于地磁信號強(建筑物、高架橋屏蔽作用)，使定向信號無法接收。依靠在信號消失之前的鉆進斜率與點數(shù)在鉆桿上作標記進行盲鉆，在盲鉆過程中，由鉆桿上的標記及計算鉆桿的斜率來完成造斜及整個鉆進，直至信號出現(xiàn)(例如泰安阿吉斯在施工過程盲鉆150m，直至收到信號，從而完成整個工程施工)。

3、鉆具選擇

鉆頭是定向的重要工具之一，對于不同的土層，采用不同的鉆頭，這樣才能防止卡鉆的出現(xiàn)。

(1)淤泥質(zhì)粘土：必需采用較大的鉆頭，要想向前推進0．9m就實現(xiàn)鉆孔變向，狗腿度為10的鉆頭或大鉆頭。

(2)干燥的軟粘土：采用中等尺寸鉆頭效果最佳。

(3)硬土層：較小的鉆頭效果最佳，要保證鉆頭至少比探頭外筒的尺寸大12．5mm。

(4)鈣質(zhì)層：最小鉆頭效果最佳，采用特殊的切削破碎技術(shù)來實現(xiàn)鉆孔方向改變。

(5)糖粒砂：中等尺寸狗腿度鉆頭效果最佳，鑲焊硬質(zhì)合金鉆頭耐磨性最好，鉆機的錨固和鉆進液是成敗的關(guān)鍵。

(6)砂質(zhì)淤泥：中等到大尺寸鉆頭效果較好。有時需要高扭矩來驅(qū)動鉆頭。

(7)致密砂層：小尺寸錐形鉆頭效果最好，但鉆頭的尺寸必須大于探頭外筒的尺寸，這種土質(zhì)中，向前推進較難，可較快實現(xiàn)控向，鉆機錨固是鉆孔成功的關(guān)鍵。

(8)礫石層：鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金的鉆頭效果最佳，對于大顆粒卵石層，鉆進難度大，不過若卵石層間有足夠的膠結(jié)性土，鉆進還是可行的。在礫石層中，回擴難度最大。

(9)固結(jié)的巖層：使用孔內(nèi)動力鉆具鉆進效果最佳。采用標準鉆頭鉆到硬質(zhì)巖時，鉆機可在無明顯方向改變的條件下完成施工。

4、設計軌跡與穿越地層的合理選擇

水平定向鉆可承擔各類材質(zhì)管線的穿越任務，鉆機性能的很好發(fā)揮，依賴于理想的地質(zhì)條件和合理的軌跡設計，如果地質(zhì)條件理想，穿越曲線位于粘土、亞粘土或淤泥等造漿能力好的地層，就可以適當加長穿越長度，而實際拖拉力不會增加太多，如果穿越曲線所在地層不理想時(流沙、鈣質(zhì)層、礫石層)，就會降低穿越成功的可能性，甚至導向孔無法完成。

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5、擴孔器及擴孔工藝

當先導孔鉆至出鉆區(qū)需用一個擴孔器來擴大鉆孔，以便安裝成品管線，一般將鉆孔擴大至成品管尺寸的1．2～1．5倍，擴孔器的拉力或推力一般要求為每毫米孔徑175．1N，根據(jù)成品管和鉆機的規(guī)格可采用多級擴孔。對于不同的地層，采用不同的擴孔器，這是保證回擴成孔的關(guān)鍵。

(1)快速切削型擴孔器：這種類型的擴孔器，對粘性大及砂土層較有效，但這種擴孔器無法破碎堅硬的巖石。

(2)拼合型鉆頭通孔器：它由剖開的牙輪錐形體制造，并將其焊接到金屬板和短的間接構(gòu)件上。拼合型鉆頭通孔器是一種通用的，經(jīng)濟的擴孔工具。易定做，有多種切削具類型和規(guī)格，制造時必須特別焊接、熱處理以及其他的保護措施，以免損壞后牙輪失落于孔內(nèi)。

(3)錐形牙輪擴孔器：這種擴孔器現(xiàn)在廣泛應用，應用于除巖石以外，硬度在40MPa以內(nèi)的各種地層。

(4)YO—YO型擴孔器：這種擴孔器非常適應于非開挖施工，它在巖石崩落的地層中可以向前或向后鉆進。這種平衡式的牙輪是穩(wěn)定的，而且能夠自動跟蹤先導孔。大型牙輪和密封式軸承的應用延長了其在孔內(nèi)的壽命。

6、鉆井液性能與鉆孔、回拖的關(guān)系

定向鉆穿越施工，由于鉆孔處于地表(一般位于地表層以下3m～20m)，地質(zhì)松軟，所以不易形成孔洞，鉆孔易塌方，這就要求所用泥漿的護壁性要好，泥餅質(zhì)量高，控制失水性要好，以保證鉆機性能的很好發(fā)揮。由于地層結(jié)構(gòu)不同所需泥漿性能也不相同。

泥漿作為鉆進沖洗液，使用優(yōu)質(zhì)的膨潤土和添加劑，嚴格按照比例經(jīng)攪拌系統(tǒng)攪拌成泥漿注入洞內(nèi)，具有潤滑鉆具、穩(wěn)定孔壁、降低回轉(zhuǎn)扭矩和回拉力，降低拖管時鋼管和洞壁的摩擦系數(shù)、冷卻鉆頭和發(fā)射器、攜帶土屑、減少腐蝕、固孔護管等作用。

長距離穿越，泥漿的作用尤其重要，孔內(nèi)缺少泥漿往往是鉆孔失敗的重要原因。保持整個過程中有反漿，對工程順利進行至關(guān)重要，為改善泥漿性能，需加入適量的添加劑來配制成不同性能的泥漿。純堿，可增粘，增靜切力，調(diào)節(jié)pH值，投入純堿量一般為鈉土量的2％。為成孔良好，增加孔內(nèi)潤滑，可加入適量的Drispac。為提高泥漿攜帶土屑的能力，將孔內(nèi)的土屑帶出，可在鉆孔過程中的某一段加入一定量的Flowzen，能夠達到很好的使用效果。

為了保證穿越工程的順利進行，切實保證泥漿的性能才能保證穿越管線的成功。

(1)認真研究地質(zhì)構(gòu)造圖，制定完善的泥漿配比方案，并認真實施，對特殊地段應提前采取特殊措施，及時加入添加劑，調(diào)節(jié)好泥漿性能，盡量保證孔內(nèi)狀況良好，形成良好的孔壁。

(2)在易塌方的地段，一方面改進泥漿的性能，另一方面，改變鉆孔和回拖工藝等，盡量縮短停鉆時間，加快鉆進速度，保證鉆孔不塌方。

(3)加強泥漿循環(huán)。停止鉆進時，仍要注入適量泥漿，保證孔內(nèi)始終存在正壓，使泥漿把孔內(nèi)切削物盡量多的攜帶出來，防止沉積于孔內(nèi)。

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7、在拖管過程中出現(xiàn)管拖不動的情況

拖管途中出現(xiàn)管道拖不動，應及時將鉆機移到管道入地端，與挖掘機配合，使拖力達到原來拖力的兩倍，將管道拖出地面。總結(jié)拖不動的原因，審查各個工程環(huán)節(jié)及相關(guān)保障措施，并加以改善，如采用更大的回擴頭、使用進口粘土和添加劑，更大動力的鉆機，完成穿越。