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。

施工工艺

1、机头选型：

根据地质报告，并结合本公司的施工经验，顶管机头决定采用气压平衡网格（水冲）式机头进行施工。该机头在顶进过程中，通过气压平衡正面土压稳定机头，减少外部土体对周围地面的影响。

2、顶进设备及顶进工艺

（1）主顶：

采用4台200吨/台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.4米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无变形。

（2）中继间：

在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过100米时，考虑在机头后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。

中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接，后壳体与后接管连接，前后壳体间为承插式连接，两者间依靠橡胶止水带密封，防止管道外水土和浆液倒流入管道内。

每只中继间安装10个、每个顶力为30吨的千斤顶，千斤顶沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为28厘米，用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构进行精加工，保证其在使用过程中不发生变形。中继间壳体外径与管节外径相同，可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。

当管道顶通以后，拆除千斤顶及各种辅件，外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。

（3）接口：

管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。

橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。施工中，将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处，并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。

软木衬垫采用多层胶合板（厚度1cm左右），将其夹于前后管节钢套环间，以均匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。管道顶通后，管道须作内接口处理，将管节间的胶合板凿至同样深度（深度2～3cm即可），并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。

（4）注浆工艺：

在长距离（大于100米）管道顶进过程中，必须采用注浆工艺，利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降和隔水。

触变泥浆由膨润土和水搅拌而成，配合比为1：8。触变泥浆经搅拌后存入储浆箱，通过注浆机经管道输送至混凝土管注浆孔，注入土体形成泥浆套。

甘肃西和县一钻400米岩石山体引水管道穿越圆满竣工！-陕西华伟建设

近日，陕西华伟传来好消息，该企业非开挖工程甘肃西和县一钻400米岩石山体引水管道穿越圆满竣工！该非开挖工程项目的出色完成，标志着华伟企业在岩石管道穿越上又有了新的突破。

   项目简介：本次项目施工的地点西和县隶属于甘肃省陇南市，因古西和州而得县名。西和县素有“宝贝的复新地带”之称。先后年被评为“中国半夏之乡”和“中国乞巧文化之乡”。在陕西华伟的技术工程师和工人们夜以继日的努力下，终于将400米岩石山体的引水管道穿越完成，给西和县人民的引水工程作出了巨大贡献。本项目比预期工期提前2天竣工，体现了陕西华伟施工的迅速、高效以及优质的服务质量。

   在管道施工过程中,当遇到公路、铁路、河流、建筑物等地上障碍物时,采用传统的明开挖工艺无法施工,采用顶管、沉管等施工工艺造价较高,工期较长。采用非开挖定向穿越—拉管施工,即经济又能大大缩短施工周期。本次400米岩石山体引水穿越施工流程：1测量放线→2设备搬迁、进场布置→3系统安装、调试→4磁方位测量→5试钻→6 钻导向孔→7五级预扩孔+清孔→ 8 管道回拖→9设备撤场、竣工整理。

   工程图片：