定向鉆施工工藝

1、定向鉆施工工藝1、 水平定向鉆穿越施工工藝： 使用水平定向鉆機進行管線穿越施工，一般分為二個階段：第一階段是按照設計曲線盡可能準確的鉆一個導向孔；第二階段是將導向孔進行擴孔，并將產品管線（一般為PE管道，光纜套管，鋼管）沿著擴大了的導向孔回拖到導向孔中，完成管線穿越工作。1.1 鉆導向孔: 要根據穿越的地質情況，選擇合適的鉆頭和導向板或地下泥漿馬達，開動泥漿泵對準入土點進行鉆進，鉆頭在鉆機的推力作用下由鉆機驅動旋轉（或使用泥漿馬達帶動鉆頭旋轉）切削地層，不斷前進，每鉆完一根鉆桿要測量一次鉆頭的實際位置，以便及時調整鉆頭的鉆進方向，保證所完成的導向孔曲線符合設計要求，如此反復，直到鉆頭在預定位置

2、出土，完成整個導向孔的鉆孔作業(yè)。見示意圖一：鉆導向孔。 鉆機被安裝在入土點一側，從入土點開始，沿著設計好的線路，鉆一條從入土點到出土點的曲線，作為預擴孔和回拖管線的引導曲線。1.2 預擴孔和回拖產品管線： 一般情況下，使用小型鉆機時，直經大于200毫米時，就要進行予擴孔，使用大型鉆機時，當產品管線直徑大于Dn350mm時，就需進行預擴孔，預擴孔的直徑和次數，視具體的鉆機型號和地質情況而定。 回拖產品管線時，先將擴孔工具和管線連接好，然后，開始回拖作業(yè)，并由鉆機轉盤帶動鉆桿旋轉后退，進行擴孔回拖，產品管線在回拖過程中是不旋轉的，由于擴好的孔中充滿泥漿，所以產品管線在擴好的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁

3、四周與孔洞之間由泥漿潤滑，這樣即減少了回拖阻力，又保護了管線防腐層，經過鉆機多次預擴孔，最終成孔直徑一般比管子直徑大200mm，所以不會損傷防腐層。見示意圖二：預擴孔和示意圖三：回拖管線。 在鉆導向孔階段，鉆出的孔往往小于回拖管線的直徑，為了使鉆出的孔徑達到回拖管線直徑的1.31.5倍，需要用擴孔器從出土點開始向入土點將導向孔擴大至要求的直徑。 地下孔經過預擴孔，達到了回拖要求之后，將鉆桿、擴孔器、回拖活節(jié)和被安裝管線依次連接好，從出土點開始，一邊擴孔一邊將管線回拖至入土點為止。2、 水平定向鉆施工的特點：2.1 定向鉆穿越施工具有不會阻礙交通，不會破壞綠地，植被，不會影響商店，醫(yī)院，學校和居

4、民的正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng)開挖施工對居民生活的干擾，對交通，環(huán)境，周邊建筑物基礎的破壞和不良影響。2.2 現代化的穿越設備的穿越精度高，易于調整敷設方向和埋深，管線弧形敷設距離長，完全可以滿足設計要求埋深，并且可以使管線繞過地下的障礙物。2.3 城市管網埋深一般達到三米以下，穿越河流時，一般埋深在河床下 918米，所以采用水平定向鉆機穿越，對周圍環(huán)境沒有影響，不破壞地貌和環(huán)境，適應環(huán)保的各項要求。2.4 采用水平定向鉆機穿越施工時，沒有水上、水下作業(yè)，不影響江河通航，不損壞江河兩側堤壩及河床結構，施工不受季節(jié)限制，具有施工周期短人員少、成功率高施工安全可靠等特點。2.5 與其它施工方法

5、比較，進出場地速度快，施工場地可以靈活調整，尤其在城市施工時可以充分顯示出其優(yōu)越性，并且施工占地少工程造價低， 施工速度快。2.6 大型河流穿越時，由于管線埋在地層以下 918mm，地層內部的氧及其他腐蝕性物質很少，所以起到自然防腐和保溫的功用，可以保證管線運行時間更長。3、 水平定向鉆機系統(tǒng)簡介： 各種規(guī)格的水平定向鉆機都是由鉆機系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及附助機具組成，它們的結構及功能介紹如下：3.1 鉆機系統(tǒng)：是穿越設備鉆進作業(yè)及回拖作業(yè)的主體，它由鉆機主機、轉盤等組成，鉆機主機放置在鉆機架上，用以完成鉆進作業(yè)和回拖作業(yè)。轉盤裝在鉆機主機前端，連接鉆桿，并通過改變轉盤轉向和

6、輸出轉速及扭矩大小，達到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。3.2 動力系統(tǒng)：由液壓動力源和發(fā)電機組成動力源是為鉆機系統(tǒng)提供高壓液壓油作為鉆機的動力，發(fā)電機為配套的電氣設備及施工現場照明提供電力。3.3 控向系統(tǒng)：控向系統(tǒng)是通過計算機監(jiān)測和控制鉆頭在地下的具體位置和其它參數，引導鉆頭正確鉆進的方向性工具，由于有該系統(tǒng)的控制，鉆頭才能按設計曲線鉆進，現經常采用的有手提無線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。3.4 泥漿系統(tǒng)：泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成，為鉆機系統(tǒng)提供適合鉆進工況的泥漿。3.5 鉆具及輔助機具：是鉆機鉆進中鉆孔和擴孔時所使用的各種機具。鉆具主要有適合各種地質的鉆桿，鉆頭、泥漿馬達、擴

7、孔器，切割刀等機具。輔助機具包括卡環(huán)、旋轉活接頭和各種管徑的拖拉頭。穿越施工現場布置圖 1 入土點是定向鉆施工的主要場所，鉆機就布置在該側，所以施工占地比較大，DD330鉆機的最小占地為3030M，當然也可以根據現場的實際情況作相應調整，DD60、DD-5的占地相應要小得多。 2出土點一側主要作為管道焊接場地，在出土點應有一塊2020M的場地作為預擴孔、回拖時接鉆桿和安裝其他設備時使用；在出土點之后有一條長度與穿越長度相等的管線焊接作業(yè)帶。穿越實例 大沽沙穿越鉆機場地布置 1998年9月到10月之間，在天津塘沽大沽沙海河，我公司僅用45天時間完成了兩條2198，一條4269，長度為960米的管

8、道穿越。 大沽沙穿越焊接場地（只顯示了兩條管道）水平定向鉆穿越施工工藝流程圖 使用水平定向鉆技術穿越河流和其它障礙物的施工方法在世界范圍內得到了廣泛的運用。水平定向鉆穿越承包商協(xié)會認為：在工程項目招投標過程中，水平定向鉆承包商應設法獲取盡可能多的相關信息以提出完整并具競爭力的報價，承包商在開工前應該獲得以下信息，以保證日后的工作可以順利進行，并在此條件下完成工程項目的施工，同時足夠的施工前的各類信息還可以保證施工過程更安全，減少對周圍環(huán)境的破壞，使工程進行的更順利。一、概 述 A、發(fā)展與使用 水平定向鉆技術最早出現在70年代，是傳統(tǒng)的公路打孔和油田定向鉆井技術的結合，這已成為目前廣受歡迎的施工

9、方法，可用于輸送石油、天然氣、石化產品、水、污水等物質和電力、光纜各類管道的施工。不僅應用于河流和水道的穿越，同時還廣泛應用于高速公路、鐵路、機場、海岸、島嶼以及密布建筑物、管道密集區(qū)等。 B、技術限制 定向鉆施工技術首先應用于美國海岸地區(qū)的沖積層穿越，現在已經能夠開始在粗沙、卵石、冰磧和巖石地區(qū)等復雜地質條件下進行穿越施工。最長的穿越施工已達6000英尺、管道直徑為18英寸。 C、優(yōu)勢 事實證明：水平定向鉆穿越是對環(huán)境影響最小的施工方法。這項技術同時還可以為管道提供最的保護層，并相應減少了維護費用，同時不會影響河流運輸并縮短施工期，證明是目前效率最高，成本最低的穿越施工方法。 D、施工過程和

10、技術 1、導向孔：導向孔是在水平方向按預定角度并沿預定截面鉆進的孔，包括一段直斜線和一段大半徑弧線。在鉆導向孔的同時，承包商也許會選擇并使用更大口徑的鉆桿（即沖洗管）來屏蔽導向鉆桿。沖洗管可以起到類似導管的作用，還可以方便導向鉆桿的抽回和更換鉆頭等工作。導向孔的方向控制由位于鉆頭后端的鉆桿內的控制器（稱為彎外殼）完成。鉆進過程中鉆桿是不做旋轉的，需要變換方向時若將彎外殼向右定位，鉆進路線即向右沿平滑曲線前進。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內的電子測向儀進行測量并將測量結果傳導到地面的接收儀，這些數據經過處理和計算后，以數字的形式顯示在顯示屏上，該電子裝置主要用來監(jiān)測鉆桿與地球磁場的關系和傾角（鉆

11、頭在地下的三維坐標），將測量到的數據與設計的數據進行對比，以便確定鉆頭的實際位置與設計位置的偏差，并將偏差值控制在允許的范圍之內，如此循環(huán)直到鉆頭按照預定的導向孔曲線在預定位置出土。 2、預擴孔： 導向孔完成后，要將該鉆孔進行擴大到合適的直徑以方便安裝成品管道，此過程稱為預擴孔，（依最終成孔尺寸決定擴孔次數）。例如，如需安裝36英寸管線，鉆孔必須擴大到48英寸或更大。通常，在鉆機對岸將擴孔器連接到鉆桿上，然后由鉆機旋轉回拖入導向孔，將導向孔擴大，同時要將大量的泥漿泵入鉆孔，以保證鉆孔的完整性和不塌方，并將切削下的巖屑帶回到地面。 3、回拖管道：預擴孔完成以后，成品管道即可拖入鉆孔。管道預制應在

12、鉆機對面的一側完成。擴孔器一端接上鉆桿另一端通過旋轉接頭接到成品管道上。旋轉接頭可以避免成品管道跟著擴孔器旋轉，以保證將其順利拖入鉆孔。回拖由鉆機完成，這一過程同樣需要大量泥漿配合，回拖過程要連續(xù)進行直到擴孔器和成品管道自鉆機一側破土而出。二、現場布局和設計 A、道 路 施工現場兩側都需要重型設備，為縮減成本，通往兩側施工現場的道路應盡可能利用現有道路以減少新修道路距離，或利用管道線路的施工便道，所有相關道路使用權的協(xié)議都應由業(yè)主提供，在投標階段再來討論這些問題為時已晚。 B、工作場地 1、鉆機一側鉆機施工場地至少需要30M（100FT）寬，長45M（150FT）的面積。該面積從入土點算起，入

13、土點應位于規(guī)定的區(qū)域內至少3M（10FT）處，同時由于許多鉆機配套的設備或配件沒有規(guī)定的存放地點，所以鉆機一側施工現場可由許多不規(guī)則的小塊組成，以便節(jié)省占地面積，現場盡量要平整，堅硬，清潔，以便有利于進行施工。由于穿越施工時需要大量的淡水供攪拌泥漿用，所以施工現場要盡量靠近水源或便于連接自來水管道的地方。 2、管道一側-為便于預制成品管道，管道一側要有足夠長度的施工現場，這也是要重點考慮的事情?，F場寬度應滿足管道施工的需要（一般為12-18米）。同樣在出土點一側也需要30米（100FT）寬乘以45米（150FT）長的施工現場?？傞L度以能夠擺放下所預制的管道為準，（場地的總長度一般為穿越管道長度

14、再加上30米，）在回拖前，要將管道預制完成，包括焊接，通球，試壓防腐等工序，在回拖過程中，不能再進行管道的連接工作，因為回拖過程是要連續(xù)進行的，若此時進行管道連接將可能造成地下孔洞的塌方，極可能造成整個工程施工的失敗。 C、施工現場勘察 一旦施工地點確定，應對相應區(qū)域進行勘測并繪制詳細準確的地質地貌圖紙。最終施工的精度取決于這一勘測結果的精度。 D、施工設計參數 1、覆蓋層厚度-考慮的因素包括所穿越河流的流量特征，季節(jié)性洪水沖刷深度，未來河道的加寬和加深，現有管道和電纜的位置等因素。一旦確定了施工地點并完成地質調查，穿越層的厚度也就確定了，一般來說，覆蓋層應至少是6米（20FT）厚。以上僅是針

15、對河流穿越而言的，對于其它障礙物的穿越會有另外的要求。 2、鉆進角和曲率半徑-在大多數穿越施工中，入土角通常選擇在8-12度之間，多數施工應首先鉆一段斜直線，然后再鉆一段大半徑曲線。此曲線的曲率半徑由成品管線的彎曲特性決定，隨直徑增大而增大，鋼管道曲率半徑的拇指法則是100FT/IN（一般取管道直徑的10001200倍）。斜直線將導向孔曲線按照預定的走向引導到設計的深度，然后是一段在此深度上的長長的水平直線，然后到達向上的彎曲點再到出土點。出土角應控制在5-12度之間，以便于成品管道的回拖。 E、鉆孔施工 所有的測向控向工具都包括地下測量電子設備和地面接收設備，可以測得鉆頭所在位置的磁方位角（

16、用于左/右控制）和傾斜角（上/下控制）以及鉆頭的鉆進方向。 1、精度：穿越施工精度很大程度上取決于磁場的變化。例如，大型鋼結構（橋梁，樁基，其它管道）和電力線路會影響磁場讀數。而穿越出土點的導向孔目標偏差值應控制在左右3米（10FT），長度3米10米（-1030FT）的范圍內。 2、完工圖紙：一般來說，導向孔的測量和控制應在鉆導向孔時每鉆進一根鉆桿或隔9米（30FT）測量計算一次。以上測量計算完成的導向孔施工圖紙承包商應向業(yè)主提供。也有采用替代方法如陀螺儀，穿地雷達和智能清管球用來做定位工作。三、地質調查 A、探孔數量 探孔數量取決于計劃穿越地點的地層情況及穿越長度。如果穿越長度為300米（1

17、000FT），在兩側的穿越工地各鉆一個鉆孔就足夠了，如果鉆孔結果表明該地區(qū)地質狀況比較單一，就不必進行進一步的鉆探取樣。如果勘探報告表明該地區(qū)地質條件比較復雜，或者發(fā)現有巖石或有粗沙層存在，這時就需要做進一步的詳細的地質調查。長距離大口徑穿越施工時，如出現粗砂，卵石，風化巖或硬巖應每隔180米-240米（600-800FT）取樣一次，若有明顯跡象表明地質結構異常復雜，這時就需要打更多的地質探孔進行更多的采樣工作。所有采樣探孔都應沿穿越斷面方向，采樣深度以計劃的穿越深度為準。如有可能，取樣探孔最好選在穿越中線一側約8米（25FT）處?？碧饺蝿胀瓿珊螅娇妆仨毞夂靡苑乐乖谑┕み^程中的泥漿泄漏。 B

18、、探孔深度 所有的探孔深度都應至少達到穿越點以下12米（40FT）或預定的穿越深度以下6米（20FT），兩者之中取其大者。有時將穿越深度定的深一些或實際穿越曲線比設計的位置深一些，無論對承包商還是對業(yè)主來說都是很有益的，關鍵是穿越位置要選在地層結構一致的利于成孔的地層中進行，這樣才利于穿越的成功。 C、土壤的標準分類 一名合格的地質技師或地質學者，應能依據統(tǒng)一土壤分類系統(tǒng)或ASTM設計書D-2487和D2488對材料進行分類。能夠擁有一份由現場技師或鉆探公司提供的現場鉆探記錄，對以后的施工將是非常有益的，此記錄會包括對材料的目測分類以及由鉆探公司根據取樣結果對地層結構所做的解釋和評價。 D、標

19、準穿刺測試 SPT為了更好地確定顆粒材料的密度，地質工程師通常會依據ASTM規(guī)范D1586做標準穿刺測試SPT。這是一種現場測試方法，利用標準重量的重錘將勺形取樣器打入土層中的一定深度，記錄下進入到12寸深時的擊打次數。所獲數據即為標準穿刺阻力值并可用于估算試驗地點非聚合土壤的相對密度。也有些鉆探公司會選擇在結合性土壤或巖石地區(qū)進行小范圍的這項試驗，以此來確認密實土壤的一致性及巖石的硬度。 E、取芯取樣法 多數地質勘探公司更喜歡使用取芯取樣器來獲取地下巖心的樣本，這些測試一般根據ASTM規(guī)范D-1587進行。除取樣器為液壓驅動的有鋒利切割刃的薄壁無逢鋼筒外，此類測試類似上述標準穿刺測試。需要的

20、液壓數值可在現場記錄中找到，這種方法可取到相對完整的樣本以便對其進行更詳細的試驗室分析。樣本可在現場利用手持式穿刺儀分析，對于定向穿越來說，通常使用上述切割式勺狀取樣器即可滿足施工需要。 F、顆粒度分析 將樣品進行顆粒度篩網分析，是對于用切割式勺狀取樣器在施工現場取得的顆粒狀物質所進行的一種機械試驗，這些樣品被送到試驗室，在通過一系列的篩網后，根據其顆粒的大小和重量得出不同粒徑的百分比，這是最重要的試驗之一。 G、巖石情況 如果在土壤勘測中發(fā)現巖層的存在，必須確定巖層類型，相對硬度和非限定性壓縮強度，要由專業(yè)勘探公司利用金剛石鉆頭取芯桶進行取樣，典型的巖心樣本直徑為50毫米（2英寸）。巖石類型

21、由地質專家根據巖心與總取心長度關系對巖石進行質量分類，巖石硬度依據巖石與以知硬度的十種材料相比較得知，壓縮強度通過精確測量巖心然后進行壓縮實驗取得。這些數據屬于巖石的物理參數，以便于確定采用什么類型的穿越設備和鉆頭，并且穿越進尺也可以估計到。非開挖頂管的具體施工工程(5)施工方法 導向鉆管法的施工工藝 地質勘察穿越曲線設計測量磁方位角鉆機就位鉆導向孔擴孔回拖環(huán)境保護地貌恢復 導向鉆管法的工作原理 水平導向鉆機的工作原理是：在施工時，按照設計的鉆孔軌跡(一般為弧形)，采用可從地表鉆進的鉆機先鉆一個近似水平的導向孔，然后在導向鉆頭后換上大直徑的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待鋪設工作管線，然后進行反

22、向擴孔，同時將待鋪管線回拉入鉆孔內，當全部鉆桿被拖回時，鋪管工作同時也就完成了。此工程根據地質情況計劃采用分級擴孔，共分2級擴孔，再回拖管線的方法，進行穿越施工。 設備就位、安裝、調試 鉆機就位前對機施工場地進行平整(20m30m)，保證設備通行及進出場。設備及材料存放場地須高出自然地面不小于15cm，推平、碾壓，并設斷面不小于03m03m的邊溝。打好軸線后，根據入土點、入土角度結合現場實際情況使鉆機準確就位。鉆機設備、泥漿設備、固控設備安裝完成后，對設備進行調試、檢查、測試，確保設備安全運行。控向設備儀器安裝完成后，對其進行調試，確保導向孔的精度。入土端泥漿儲運坑(2m4m2m)及出土端泥漿

23、儲運坑(2m3m2m)。多余泥漿由吸污車集中清運。漿儲運坑(2m4m2m)及出土端泥漿儲運坑(2m3m2m)。多余泥漿由吸污車集中清運。 鉆導向孔 本穿越工程穿越段地質條件暫按類土考慮，根據地層情況，選擇并設計出導向孔軌跡曲線。鉆導向孔的成功與否關鍵在于如何防止塌方的問題，故此在鉆導向孔時按照地質構造的不同詳細制定出合理的泥漿配比方案，規(guī)定在不同的地質情況下選用不同的泥漿配方，該工程中需加適量大分子聚合物及一些多功能處理劑，增加泥漿的粘度、降低泥漿的失水，使其性能控制在密度102105gcm。左右、粘度4555s、失水10mL，以利于更好的保護孔壁，提高泥漿在孔洞中的懸浮攜帶能力。在造斜段使用

24、的泥漿中添加適量的潤滑劑，降低孔壁的摩擦系數，從而可以防鉆具粘卡。 為保證預擴孔及回拖工作的順利進行，鉆導向孔時要求造斜段應嚴格按設計曲線鉆進。經過對軸線及鉆機就位情況進行校準，檢查無誤后方能開始鉆進施工。探頭裝入探頭盒后，標定、校準后再把導向鉆頭連接到鉆桿上，轉動鉆桿測試探頭發(fā)射信號是否正常，回轉鉆進2m后方可開始按照設計軌跡進行穿越?？叵蛟O備宜采用有纜控向系統(tǒng)，以提高鉆進的準確性，導向孔完成后經檢查合格后方可進行預擴孔。 預擴孔及磨孔 a預擴孔采用一臺FDP30型導向鉆機進行預擴孔，邊擴孔邊打入泥漿，視旋轉壓力及回拉壓力逐漸加大擴孔級別。預擴孔采用導向鉆機進行預擴孔，邊擴孔邊打入泥漿，視旋

25、轉壓力及回拉壓力逐漸加大擴孔級別。 b擴孔次數需視鉆機回轉壓力及回拖壓力而定。擴孔級別如下： 使用320mm螺旋擴孔鉆頭擴一遍。 使用450mm螺旋擴孔鉆頭擴一遍。 c擴孔前要做好泥漿循環(huán)系統(tǒng)的準備工作，FDP30型導向鉆機配套的泥漿系統(tǒng)工作性能，每小時的最大工作流量為5m3，則泥漿泵每一個工作日的最大循環(huán)流量為120m3，在入土點、出土點旁各開挖一個泥漿坑，并配有清運泥漿的專用設備。保證施工現場的清潔衛(wèi)生，做到文明施工。 拖管 a拖管采用專門的回拖器，同時采用邊打泥漿邊旋轉回拖的方法。從而保證鋼管防腐層不被破壞。 b旋轉分動器采用特制的結構。 c扶正器與工作管的連接要牢固，并要求工作管與拉管

26、器的連接要牢固、安全、密封，作到可靠。 d采用小比重高粘度泥漿，加入適合地質結構的泥漿處理劑和管孔潤滑劑等措施以減少回拖時的阻力，減小鉆機工做負載。 e在2739鋼管回拖前，驗證擴孔后孔內是否有充足泥漿，以便回拖中起到護壁潤滑作用。 f經確認鋼管焊接、防腐合格后，將鋼管拖人端與回拖器連接牢固，檢查所有回拖系統(tǒng)(含設備、工藝保障措施)是否處于最佳狀態(tài)。 g回拖前，在待回拖2739鋼管下，每間隔20m擺放1個托輥，并用吊車配合，以防止在回拖中擦傷鋼管外壁。 h回拖啟動后，要作到平穩(wěn)、勻速(回拖中不能停留)，速度控制在008ms。操作手時刻觀察回拖壓力變化，及時上報，以便采取必要措施，使鋼管順利回拖

27、成功。 i拖管時，大部分泥漿將循環(huán)使用，需挖兩個坑暫存，一個為泥漿倒坑一個為凈化好的泥漿坑。 地形地貌的恢復 工作管回拖完畢后，清理現場并撤出所用施工設備，恢復場地的地形地貌。 施工過程圖詳見圖1。 該工程的順利完成，創(chuàng)造了中山市有史以來最大的以定向鉆非開挖方式過河的管道煤氣工程歷史，將使石岐河以北的城區(qū)及港口鎮(zhèn)居民和工商企業(yè)能夠用上安全、清潔、方便及源源不斷的港華代天然氣，促進該地區(qū)經濟快速發(fā)展，提高人民生活水平，并為明年天然氣的到來奠定了基礎。 3 結語 上述的非開挖技術，不但減少路面開挖，降低施工費用及解決一些在傳統(tǒng)開挖術不能施工的問題，而且在修復舊管道及安裝難度高的工程時；在西氣東輸、

28、廣東LNG工程中大規(guī)模的管道管網的鋪設；天然氣作為清潔環(huán)保能源的普及使用，使其在天然氣置換工程時；為保證向客戶供氣不致大幅間斷，和安裝分區(qū)調壓閥及管道時；在環(huán)型管網完成后，如需要更新舊有的煤氣管道時，發(fā)揮了相當大的優(yōu)勢。非開挖技術代替土建施工(挖槽埋管法)，這不但燃氣施工技術上又一躍進，還體現了施工技術的高速發(fā)展和科技現代化。 圖1 歧江河東明大橋西側穿越工程穿越曲線 注：(1)本圖所注單位為m；(2)曲率半徑488m。最大深度10m；(3)入土點在河南側，入土角=10(4)出土點在河北側，出土角=6(5)水平穿越長度280m。旋挖鉆施工安全技術交底旋挖鉆機是一種適合建筑基礎工程中成孔作業(yè)的施

29、工機械廣泛用于市政建設、公路橋梁、高層建筑等地基礎施工工程，配合不同鉆具，適應于干式（短螺旋），或濕式（回轉斗）及巖層（巖心鉆）的成孔作業(yè)，旋挖鉆機具有裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活，施工效率高及多功能特點。旋挖鉆機適應我國大部分地區(qū)的土壤地質條件，使用范圍廣，基本可滿足橋梁建設，高層建筑地基礎等工程的使用目前，旋挖鉆機已被廣泛推廣于各種鉆孔灌注樁工程。因此對旋挖鉆機的施工準備與常用清水施工工藝進行技術上探討有著十分重要的意義。 一、施工準備 1、資料準備 （1）開工前應具備場地工程地質資料和必要的水文地質資料，樁基工程施工圖及圖紙會審紀要。 （2）場地和鄰近區(qū)域內的地下管線（管

30、道、電纜）、地下構筑物、危險建筑、精密儀器車間等的調查資料。 （3）主要施工機械及其配套設備的技術性能資料，所需材料的檢驗和配合比試驗，對所需的材料必需作材料的物理性能試驗，并委托有資歷的試驗室根據所用的原材料作好混凝土的配合比試驗。 （4）具有有效的樁基工程的施工組織設計或施工方案，有關載荷、施工工藝的試驗參考資料。 會審圖紙 作好詳細的安全技術交底，施工前充分發(fā)揚民主，調動職工的積極性、創(chuàng)造性，使參與施工的全體職工參加對施工方案的討論，提高對安全生產質量保證的重視，并對各部門進行考評。 2、施工機械與設備 用的測量儀器，如、經緯儀、水準儀、鋼卷尺、旋挖鉆孔機、電焊機等機械設備須有出廠合格證

31、。施工所需要的設備建議參見表1： 3、中小型機具的要求 （1）攪拌機 機體安裝堅實平穩(wěn)、搭有防雨操作棚；各類離合器、制動器、鋼絲繩、防護 罩必須安全、可靠有效；操作手應持證上崗；必須有良好的單獨接地。 （2）手持電動工具 必須單獨安裝漏電保護器；防護罩安全有效；外殼必須有接地或接零；橡皮線不準破損。 （3）電焊機 有可靠的防雨措施；有良好的接地或接零保護；一、二次線接線處應有齊全的防護罩；二次線應使用線鼻子；配線不許亂搭、亂拉，焊把絕緣良好；焊工持證上崗。 （4）氣瓶 各類氣瓶有明顯的色標和防震圈，不準在露天曝曬；乙炔氣和氧氣瓶距離應大于5m；乙炔氣瓶在使用時必須裝回火防止器；皮管應用夾頭緊固

32、；操作人員必須持證上崗。 4、安裝鉆具 鉆具具有一定的剛度，在鉆進中或其他操作時，不產生移動和搖晃，鉆具的安裝應符合生產廠家的標準。施工時可配用短螺旋鉆頭、回轉斗，巖心鉆頭，巖心回轉鉆頭等各種規(guī)格的鉆頭。施工時，根據不同的土壤、地質條件按下列規(guī)定選擇不同的旋挖鉆孔機的鉆頭：短螺旋鉆具，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土，中等密實以上的砂土，風化巖層。螺旋回轉頭，采用泥漿護壁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化巖層。巖心螺旋鉆頭，適用于碎石土、中等硬度的巖石及風化巖層。巖心鉆頭，適用于風化巖層及有裂紋的巖石。鉆頭規(guī)格由用戶據實際工程的情況選購選配。 5、常用清水施工工

33、藝 鉆孔機的旋挖鉆進成孔工藝：旋挖成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉破碎巖土，并直接將其裝入鉆頭內，然后再由鉆孔機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復，不斷地取土卸土，直至鉆至設計深度。對粘結性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進工藝，無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝，向孔內投入護壁泥漿或穩(wěn)定液進行護壁。以下僅對旋挖干取土成孔法施工工藝進行探討。 （1）清水施工工藝的成孔工藝流程： 在成孔過程中不需泥漿護壁，而是鉆頭在慢速旋挖過程中自造的泥漿對孔壁起到一定穩(wěn)定作用，在旋挖鉆進過程中，鉆頭往返于孔底與地表之間，所形成的

34、孔壁比較粗糙。旋挖鉆孔灌注樁的樁土之間的咬合作用較強，能較好地反映出混凝土樁體與黃土及粉質粘土之間的相互作用效應。工藝流程見圖1。 （2）場地布置原則 根據設計要求合理布置施工場地，先平整場地、清除雜物、換除軟土、夯打密實。在進行場地整平后，組織有資格的測量放樣人員，將所有樁位放出，釘好十字保護樁，做好測量復核，并記錄放樣數據備案；規(guī)劃行車路線時，使便道與鉆孔位置保持一定的距離；以免影響孔壁穩(wěn)定；施工場地為旱地而且在施工期間地下水位在原地面以下時，將場地平整夯實，清除雜物；場地位于淺水時，采用筑島后在頂面安裝鉆孔機，筑島頂面高出施工水位10m左右；鉆孔機底盤不宜直接置于不堅實的填土上，以免產生

35、不均勻沉陷；鉆孔機的安放位置應考慮鉆孔施工中孔口出土清運的方便。 （3）樁位放樣 樁位放樣，按“從整體到局部的原則”進行樁基的位置放樣，進行鉆孔的標高放樣時，應及時對放樣的標高進行復核。采用全站儀準確放樣各樁點的位置，使其誤差在規(guī)范要求內。 （4）鉆孔機就位 鉆孔機就位時，要事先檢查鉆孔機的性能狀態(tài)是否良好。保證鉆孔機工作正常。 （5）埋設鋼護筒 （6）在準確放樣的前提下埋設護筒，埋設護筒的方法和要求，應符合JTJ04189（以下簡稱規(guī)范）的規(guī)定。如果鉆孔是在陸地上進行的，則一般采用挖坑法，比較簡單易行。 （7）鋼護筒埋設工作是旋挖鉆孔機施工的開端，鋼護筒平面位置與垂直度應準確，鋼護筒周圍和護

36、筒底腳應緊密，不透水。 （8）埋設鋼護筒時應通過定位的控制樁放樣，把鉆孔機鉆孔的位置標于坑底。再把鋼護筒吊放進坑內，找出鋼護筒的圓心位置，用十字線在鋼護筒頂部或底部，然后移動鋼護筒，使鋼護筒中心與鉆孔機鉆孔中心位置重合。同時用水平尺或垂球檢查，使鋼護筒堅直。此后即在鋼護筒周圍對稱地、均勻地回填最佳含水量的粘土，要分層夯實，達到最佳密實度。以保證其垂直度及防止泥漿流失及位移、掉落，如果護筒底土層不是粘性土，應挖深或換土，在坑底回填夯實300500mm厚度的粘土后，再安放護筒，以免護筒底口處滲漏塌方，夯填時要防止鋼護筒偏斜。護筒上口應綁扎木方對稱吊緊，防止下竄。 （9）鋼護筒的制作及埋設的原則 長

37、度4m以內的鋼護筒，采用厚46mm的鋼板制作，長度大于4m的鋼護筒，采用厚68mm鋼板制作；鋼護筒埋置較深時，采用多節(jié)鋼護筒連接使用，連接形式采用焊接，焊接時保證接頭圓順，同時滿足剛度、強度及防漏的要求；鋼護筒的內徑應大于鉆頭直徑，具體尺寸按設計要求選用；鋼護筒埋設深度應滿足設計及有關規(guī)范要求。若樁孔在河流中，應將鋼護筒埋置至較堅硬密實的土層中深05m以上；鋼護筒頂高出施工水位或地下水位1520m，并高出施工地面03m；鋼護筒埋設前，先準確測量放樣，保證鋼護筒頂面位置偏差不大于5cm，埋設中保證鋼護筒斜度不大于1；埋設鋼護筒前，采用較大口徑的鉆頭先預鉆至護筒底的標高位置后，提出鉆斗且用鉆斗將鋼

38、護筒壓入到預定位置。用粗顆粒土回填護筒外側周圍，回填密實。 （10）鉆孔施工 鉆孔機成孔一般為清水施工工藝，無需泥漿護壁；若有地下水分布，且孔壁不穩(wěn)定，可向孔內投入護壁泥漿或穩(wěn)定液進行護壁。以下是旋挖鉆機鉆孔施工的基本操作： 清水施工時，將鑰匙開關打到電源檔，旋挖鉆機的顯示器顯示旋挖鉆機標記畫面，按任意鍵進入工作畫面。先進行旋挖鉆機的鉆桅起立桅及調垂，即首先將旋挖鉆機移到鉆孔作業(yè)所在位置，旋挖鉆機的顯示器顯示桅桿工作畫面。 從桅桿工作畫面中可實時觀察到桅桿的x軸、Y軸方向的偏移。操作旋挖鉆機的電氣手柄將桅桿從運輸狀態(tài)位置起升到工作狀態(tài)位置，在此過程中，旋挖鉆機的控制器通過采集電氣手柄及傾角傳感器信號，通過數學運算，輸出信號驅動液壓油缸的比例閥實現閉環(huán)起立桅控制。實現桅桿平穩(wěn)同步起立桅。同時采集限位開關信號，對起立桅過程中鉆桅左右傾斜角度進行保護。在鉆孔作業(yè)之前需要對桅桿進行定位設置，一般情況下，做直孔作業(yè)，所以需要對桅桿進行調垂。調垂可分為手動調垂、自動調垂兩種方式。在桅桿相對零位5范圍內才可通過顯示器上的自動調垂按鈕進行自動調垂作業(yè)；而桅桿超出相對零位5范圍時，只能通過顯示器上的點動按鈕或左操作箱上的電氣手柄進行手動調垂工作。在調垂過程中，操作人員可通過顯示器的桅桿