非开挖定向穿越-拉管技术在汉沽引水工程中的应用
工程技术非开挖定向穿㈣管技术在汉沽引水工程中的应用
侯和平1侯利新：张明月z
(1．天津市水利基建管理处，天津市300204；2．天津市水利工程有限公司，天津市300222)
，
脯要】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．采用传统的明刑虹艺无法施工，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一主管施工。即经济又能大大缩短施工．周期。
瞎键词】拉管；磁方位角；扩孔；管道回托
定向穿越—拉管技术施工程序：①测量放线一②设备搬迂、井场布l}_《)系统安装、调试一《碱方位测量一⑤试钻一⑥钻导向孑L_—⑦五级预扩孔+一次清孔—⑧管道回拖一⑨设备撤场、竣工整理1测量放线
根据设计要求和监理提供的穿越中心线桩和出、入土点桩进行复测，建立直角坐标系和控制标点。入土点作业区的放线原则是：以入土点为基准，前后分别为20m和50m。用白石灰将边线和穿越中心线标识出。出土点作业区的放线原则是：以出土点为基准，前方为25m，后方15m。用白石灰将边线和穿越中心线标识出。根据施工场地的具体情况，灵活调整出、入土点作业区的面积和设备的安装空间，以安全、够用、经济为原则。
2设备搬迁．井场布置
为保证设备安装顺利进行，防止设备因作业场地限制而发生拥挤现象。设备进场安装应按照先后顺序进行。设备进场安装顺序为：锚固箱安装—噶占机安装一钻机操作控制室安装—泥浆系统安装一泥浆泵安
装_’{揪放就位一其f峻备安装就位。
锚固箱安装就位后，用吊车配合，将钻机及配套设备连接安装就位，根据管道穿越中心线，调整钻机的左右位置，使钻机中心线与管道穿越中心线重合i根据设计图纸提供的入土角调整钻机高度，使钻机的行走轨道与水平面的夹角与设计的入土角相吻合。其它动力系统、泥浆系统按平面布置摆放在相应的位置。
3系统安装、调试
所有设备进入施工现场后，进行系统安装，按照空中不布线的安
全原则：所有的电缆线埋地，所有的水管线避开行车路线。系统安装完
毕俭查—切正常后，进行系统试运转。同时，在开钻施工前认真检查钻
杆、麻花钻扦、无磁钻铤、扩孔器、卸扣、万向节等钻机具的质量，清洗丝扣并进行无损检测，确保内部无损伤，检查钻头的水眼是否更换等等，在扩孔、回拖前还要检查并确保扩孔器的水眼畅通，卸扣无变形、锁销完好，万向节丝扣润滑，对钻杆、麻花钻杆要进行严格的选择、测量和级配编号。
4磁方位角测量
磁方位角作为定向钻穿越工程最重要的控向数据，是确保穿越曲
线圆滑的最重要的保障：因此，在导向孔开钻前，要认真做好穿越中心
线的磁方位角测量，这一数值是导向孔控向的原始依据数值，必须准确。用全站仪通过在穿越中，雌地表多点测量(一般情况下，出、入
土侧各取两个点)，然后将各组数据进行分析对比，排除那些由于磁干扰而错误的数据，确定正确的磁方位角数值。如果各组数据相差较大(0．20以上)，则增加测量点(2-4个)，直到确定正确的数值。
5试钻
搬迁、就位、连接、复测完成后，对施工用的机械设备进行单机试运，对泥浆系统、控向系统进行调试。然后按地质条件配好足量泥浆。进行喷射，钻机试钻进20m一30m(两至三根钻汗)，检测各部位、各系统的运行情况，发现问题及时处理。
6钻导向孔
＆1钻导向孔采用的钻具主要有
钻杆采用51∥A PI标准S135内部加厚型钻杆、钻头采用8—1／2。三牙轮铣齿钻头；6—5／8'无磁钻铤1根：控向设备采用英国Sh ar ew el l公司生产的Tru—T r uck er sys t em实时跟踪系统和M G S系
统，在整个穿越过程中采用地面信标系统fl'r u—Trucker syst e州配合M G S系统进行准确跟踪定位确保出土位置准确无误。
62在导向孔钻进过程中，要认真观察孔内泥浆返出情况
每一小时取样一次，泥浆工程师做好试验分析，将分离物与地质勘探报告相比较，确定是否进行泥浆性能调整，并做好记录，以便准确判断钻进过程中的地质情况，来决策钻进运行，确保钻导向孔一次成功。
控向员严格按图纸设计要求进行控向，导向孔是以后各级预扩孔和回拖管道的基础。导向孔严格按设计曲线钻进，在开钻前对司钻人员作好详细的技术交底，对每一根钻杆的钻进要求都提前在图纸上作好标注，控制钴杆的折角变化：单根钻杆折角变化<1。，连续三根钻杆折角变化<1．50i保证穿越曲率半径符合设计要求、管底最大埋深、入土角及出土角均能达到相应设计规范的要求。
在钻进时，控向员根据绘制的穿越曲线图结合实际变化准确及时地向司钻员发布控向指令。并随时根据钻进情况调整司钻推进、旋转操作。司钻员密切注视钻机仪表台上扭矩显示表、推力显示表、泥浆压力和流量表，随时判断扭矩是否达到最大7钻头是否—融抑泥浆压力、流量是否足够等等细微却又十分重要的问题。如出现问题，司钻员要严格按照施工作业指导书和司钻工操作规程手册的操作内容冷静处理并及时汇报，在最短的时间内解决问题。
重点控制单根钻杆的钻进质量和整体曲线的质量，确保施工曲线与设计曲线重合。严禁出现施工曲线缩短与原设计曲线产生空间距离的情况。这是确保预扩孔、回拖作业的基础。
定向钻钻进曲线应严格按照穿越施工规范和设计图纸曲线要求。
其中，导向孔实际穿越曲线与设计穿越曲线的偏移量横向偏差≤±1m：纵向偏差≤±1～2m。出土点沿设计轴线的横、纵向偏差不大于穿越长度的I％，且不大于1m。
在开钴前必须准备万能表格纸，在开钻后绘制钻进导向孑L的纵坐
标曲线图和横坐标曲线图，曲线图(不得涂改)将作为永久保存的竣工
资料。
63导向孔在钻进过程中偏离设计穿越曲线的原因
第一：钻机就位方位与管线设计穿越方位有偏差。第二：受外部磁场的影响，计算机采集的数据非钻头的真实位置。第三：钻机操作人员人为操作有误，实际曲线与设计曲线发生偏移。
针对以上造成曲线偏移的原因，制定如下预防措施：
63．1保证钻机就位方位与设计管线中心线重合的措施
钻机就位前，用测量仪器(如经纬仪)放出管线穿越中心线，根据
穿越入土角、钻机自身尺寸(车长、车宽、轮2巨等)等参数计算出钻机就位的精确位置，并用白灰或用线绳予以标记，并以此标记作为钻机就位的依据。在钻机就位i立程中，除了利用白灰或线绳标记作为就位的标准外，就位后还要用测量仪器测量钻机就位偏差，经计算钻机就位方位相对于管线中心线的角度偏差如超过Q1。时，需根据偏左偏右情况重新调整钻机，经多次就位一测量一调整一再测量，直到偏差控制在Q1。范围内。钻机就位后，计算出精确的偏差数值，在开始钻导向孔时及时调整此偏差为零，保证导向7L轨迹与设计穿越曲线重合。
632外部磁场对位角的影响及控制措施
外部磁场主要由地下管道、地下光缆、刚性建筑物(构筑物)、大型船只、地上高压线等产生，这些外部磁场将影响地磁场强度和地磁角
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