减少导向孔曲线与设计曲线偏差的方法

总结出了以上造成导向孔曲线与设计曲线偏差的原因，通过几年的工作经验，找到了一些在施工过程中解决这些问题的方法。

1、采用人工磁场的方法来减小导向孔曲线的偏移

控制水平定向钻的控向系统是地磁场，通过钻头后面的探头针将导向孔的数据传输给电脑。但是地磁场十分微弱，容易受到外界其它物体磁场的影响，造成了的得到的磁方位数据的不准确。制造人工磁场是加一个强大直流电，再在穿越中心线的两侧设置一个闭合线圈。所以人工磁场产生的磁场远远大于地磁场和其他物体的磁场，所以受到的干扰就会小很多。甚至是可以被忽略的。这种人工磁场铺设简单，但又极具效果。且经济实惠。人工磁场能准确的反映探头在地下工作中的具体位置，穿越点的高度以及左右的偏移量。得到的数据是探头真是位置的反映。当水平定向钻的探头到达人工磁场的闭合线圈的时候便接通了直流电源产生了磁场。穿越轴线的偏移量以及标高差就是通过这人工磁场来测量的。并且可以通过人工磁场和地磁场左右偏差的比较，可以确定此时探头的方位角。从而测量出了下一根钻杆将要进行的方位。再有由于人工磁场能在地磁场的干扰下准确的测量出管线穿越的方位角，又能不受地磁场的干扰校正控向磁方位角，所以能更好的控制穿越曲线与设计曲线产生的偏差。并且人工磁场更好的保证了穿越曲线的平滑性。

2、应该减少外部磁场的干扰

外部磁场主要是包括地下管道，地下电缆以及一些刚性的建筑物。这些外部的磁场将会影响地磁场的强度以及地磁场的方位角，从而影响了控制钻头的方位角，方位角的不确定性以及不准确性将直接影响了导向孔钻入地下的方位角，使得导向孔的方向失控。所以针对这一问题，应该在开钻时进行实地的勘察，确定外部磁场所影响的范围。从而测出偏移量，在导向孔钻入期间控制其中的偏移量。在进入外部磁场时，方位角已经发生了变化，已经与控向方位角已经不同，此时忽略干扰直接钻进，但在进行数据测量的时候，钻头穿越过磁场干扰区时后，计算机控向数据能恢复正常。此时的误差应该在所允许的范围之内。但如果两者之间相差的较大先算出偏差量，再将钻头抽出在偏差量范围内再钻进一次就能使穿越曲线与设计曲线相结合。

3、必须保证钻机就位方位与穿越中心线相结合

在钻几开工前必须先安装好地锚，地锚与钻机的方位是必须保持一致的。所以在安装地锚是应将地锚系统安置在穿越系统的中心轴上。从而保证了钻机的就位。在钻机就位前用测量仪器放出管线穿越中心线，根据钻机入土角以及钻机本身的尺寸以及一系列的参考数据计算出钻机就位的准确位置并用白灰做以记号。标记好后不仅要以白灰记号为依据，还要用用测量仪计算出钻机的偏位差。计算出偏位差在钻机入土是使偏位差为零，从而为导向孔的轨迹与设计曲线相结合做了保证。

4、人为因素使导向孔与原设计曲线偏离这一现象的消除

开钻前必须对相关人员，如：测量放线人员，控向人员已经司钻做好足够的培训，使员工的素质得到提高。让员工之间能互相配合，来防止人为因素导致的导向孔穿越曲线与设计曲线发生的偏移。

5、必须保证地测量

测量包括测量磁方位角、做好穿越中心线的复测工作、准确测量钻杆长度等三个主要方面。磁方位角作为定向钻穿越工程中最重要的工程数据，是确保导向孔曲线圆滑的重要因素。因此在导向孔开始工作前要认真做好磁反方位角的测量。导向孔控向最原始的方位值就是穿越中心线的磁方位角。所以磁方位角必须准确。这是水平定向钻施工进行最重要的一步。第二个测量就是做好穿越中心线的复查工作。在开钻之前，要设计好交桩，对出、入土点进行定桩。对出、入土之间的距离以及出、入土之间的高程进行复查测量，在出、入土测进行准确确定中心桩。第三个测量就是认真测量钻杆的长度。在导向孔开钻之前，按照钻杆的连接顺序准确的测量出没一根钻杆的长度，单位是mm并且做好记录。

总而言之，要减少水平定向钻穿越中的偏差，就必须明白产生其偏差的原因，知道了原因就应该找到相应的解决方法，以上都做出了相应的说明。水平定向钻工程中包含了多种的数据分析以及数据测量数据统计，这就更高的要求了相关人员耐心程度，以及各级人员之间的相互配合。唯有对每个细节都严格要求，才能做出一份好的工程，细节决定品质和成败。随着技术的发展，水平定向钻工程的性也越来越严格，相信其工程的周期性会越来越短，成功率越来越高。

水平定向钻施工的缺点 1．由于水平定向钻施工是一项新的生产工艺技术，目前我国尚无统一的技术标准和

施工验收规范，造成对工程设计、施工质量的把控没有官方依据。一旦发生质量事故，对责任方的认定也造成一定难度。 2．由于采用定向扩孔拖拉，施工结束时，管材与回扩孔之间的空隙处理，不能像开槽敷设施工那样进行回填夯实。因此，对管材沉降要求比较高的工程在实际使用中存在着一定的风险。

（三）水平定向钻施工的适用范围  水平定向钻适用于城市道路、公路、铁路、河流及其它不宜在大开挖施工地段的管道穿越工程。可敷设天然气、热力、自来水、雨污水、电力、电信、有线电视、网络等各类地下管线，管材主要可分为钢管、PE管、铝塑管、铜塑管、电缆、光缆等。

施工费用概算说明

定向钻穿越工艺和顶管穿越工艺的工程投资总费用基本都由两个部分组成：工程总投资=工作井(场地)费用+管材安装费用而每一项费用又是先算出单项的直接费，再由直接费乘以相关费率计算出工程总投资。在下面的投资分析表中，均分为工作井(场地)的费用和管材安装费用两部分，最后再合计出工程总投资。

在本文中计价的依据采用如下：

(1)中国石油天然气集团公司中油计字【2000】第106 号文发布的《石油建设安装工程预算定额》；

(2) 中国石油天然气股份有限公司油计字【2001】第108 号文发布的《西气东输管道工程临时补充计价依据》；

(3)沪建定(2001)第038 号《上海市市政工程预算定额(2000)》；

(4)沪建建(2001)第0531 号《上海市公用管线工程预算定额》；

(5)上海市当地的人工材料机械价格按照上海市建设工程标准与造价发布的指导信息；

(6)其他相关费用按照上海市有关规定。

2 施工费用估算

先以定向钻工程施工管道安装工程为例，计算定向钻工艺中管道安装工程部分的施工费用。

按照同样的计算步骤，可分别计算出定向钻工艺工作场地、顶管工艺的管道安装及顶管工艺的工作井施工费用。其中顶管考虑到顶管的深度标高为-1.0，工作井的开挖深度不会超过7 m，故工作井采用板桩井型式。费用按照板桩井的施工费用进行估算。

3 分析与结论

定向钻和板桩井顶管施工的费用估算对比见表3。从表3 中可以看出：

(1)在工艺技术许可的条件下，同样穿越100 m长度，从施工费用看，定向钻比顶管更经济；

(2)同样穿越100 m 长度，折合每米的单价，定向钻比顶管便宜；

(3)工作井(场地)在整个工程费用中的比例，当穿越长度为100 m 时，板桩井的施工费用接近总费用的一半，而定向钻工作井的投资仅占总投资的25%不到。但随着非开挖穿越长度的增长，工作井(场地)在整个工程费用中的比例是逐渐减少的，而管材的费用比例会上升。

4 小结

在工艺条件允许的条件下(工艺条件允许是指工艺技术、穿越长度、施工场地、施工周期、管材选用、工程地质等方面，都可以满足条件的情况下)，可以对比顶管和定向钻工艺的施工费用。在崇明岛本次案例中，在对比了施工费用后，定向钻工艺合计费用比顶管费用低，决定采用定向钻工艺。