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水平定向钻进管线铺设工程技术规范水平定向钻进（HDD）管线铺设工程技术是*种非开挖施工技术，广泛应用于城市地下管线的安装。其核心是通过导向钻进、预扩孔和管道回拖三个主要步骤，实现*地下管线的精准铺设。该技术具有施工效率高、*地面环境影响小、适应复杂地质条件等优点，适用于穿越河流、公路、铁路及建筑物等敏感区域。
在工程实施中，首先利用导向系统确定钻头位置与方向，确保钻进轨迹符合设计要求；随后进行预扩孔，扩*钻孔直径以满足管线铺设需求；*后将管道通过回拖方式置入已形成的孔道中。整个过程需严格控制泥浆配比与循环系统，以保障钻孔稳定性并减少*周围土体的扰动。
技术规范方面，需明确钻机选型、导向精度、泥浆参数、扩孔倍率及回拖力计算等内容，并结合地质勘察数据制定科学施工方案。同时，应注重环境保护与风险防控，避免因操作不当引发地面沉降或管线损坏等问题。该技术的应用显著提升了地下管线施工的安全性与经济性，成为现代市政建设的重要手段之*。
供水设施*口井设计施工方案11.23.ok3.5.1钻机 钻机根据工作位置分为两类：地表始钻式和坑内始钻式。
地表始钻式钻机具有行走机构，方便迁移。铺管施工时，可不需要起始坑和出口坑，但管线连接时需要开挖。如果要求在地下相同深度连接其它管线，可能会浪费几米新管。地表始钻式钻机有几种桩定方式锚固钻机，性能完善的钻机桩定系统是液压驱动的。*些地表始钻式钻机是整装式的，载有钻进液用搅拌池和泵，以及动力辅助装置、阀和控制系统，有的还配置有钻杆自动装卸系统，定长的钻杆装在*个“传送盘”上，随钻进或回扩的过程自动地从钻杆柱上加、减钻杆；有的搅拌池和泵等设备是分离配置的。
坑内始钻式钻机*般体积较小，施工时在钻孔的两端都需要挖坑，可在操作空间受限的地方使用。坑内始钻钻机固定在发射坑中，利用坑的前、后壁承受回拉力和给进力。*些设计紧凑的钻机的起始坑，比接钻杆所需的坑稍**点即可。钻杆单根长度受坑的尺寸限制，这*铺设速度和钻杆成本造成影响。
3.5.2钻杆 钻杆要求有很高的物理机械性能，必须有足够的轴向强度承受钻机给进力和回拖力；足够的抗扭强度承受钻机施加的扭矩；足够的柔韧性以适应钻进时的方向改变；还要尽可能地轻，以方便运输和使用；同时，还要耐磨损。
3.5.3导向系统 多数水平定向钻进技术要依靠准确的钻孔定位和导向系统。随着电子技术的进步，导向仪器的性能已有明显改善，能获得相当高的精度。
手持式跟踪系统的主要限制是：必须要直接到达位于钻头上部的地面，这*不足可采用有缆式导向系统或装有电子罗盘的探头来克服。有缆式导向系统用通过钻杆柱的电缆从发射器向控制台传送信号。虽然缆线增加了复杂性，但由于不依靠无线电传送信号，*钻孔的导向可以跨越任何地形，且可用于受电磁干扰的地方。
为使电子元件免受严重动载，*种基于磁性计的导向系统用于有冲击作用的干式水平定向钻进系统上。系统的永久磁铁装在冲击锤体上，当其旋转时即产生磁场，磁场的强度及变化由地表磁力计探测，数据交由计算机处理，计算出钻头的位置，深度及面向角。
3.5.4附助设备 *量的附属和辅助设备在水平定向钻进施工中起着重要的作用。
拉头——拉管的拉头类型很多，包括压力密封式拉头和专用于水平定向钻进的改进型拉头。水平定向钻进拉头的*个重要作用是防止钻进液或碎屑进入成品管，这*铺设饮用水管特别重要。
单动接头——单动接头（又称旋转接头）是扩孔和拉管操作中的基本构件，应设计成防止泥浆和碎屑进入密封式轴承。单动接头的承载能力从*于5 t至200 t 以上。
安全接头——可使用安全接头保护成品管，该接头上有*系列在预定载荷下断开的销钉，可根据成品管的允许拉伸载荷断开接头。这种断开式接头不仅可以减少因疏忽造成损失的风险，而且可防止操作者试图追求高效率采用超过允许载荷回拉力。
其它重要的附助设备包括：聚乙烯管焊接机、管道支护滚筒和电缆牵引器。在*些特殊条件下，还可采用管道顶推装置辅助拉管。
多数定向钻机采用泥浆作为钻进液。钻进液可冷却、润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和拖管时润滑管道；还可以在钻进硬地层时为泥浆马达提供动力。常用的钻进液/泥浆是膨润土和水的混合物。导向孔施工完成后，泥浆可稳定孔壁，便于回扩。钻进岩石或其它硬地层时，可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”。
*些钻机采用空气作为钻进液，又称为“干式钻进工艺”。其操作简单，废弃物少，不需要太多的现场设备，但受铺管尺寸和地层条件的限制。与采用泥浆钻进工艺不同，干式钻机施工采用高频气动锤钻进。与采用泥浆钻进工艺*样，干钻的钻头也有*个斜面，当在某个方位停止回转冲击钻进时，可控制钻孔轨迹。铺设小直径的管道、导管或电缆线，可使用镶有碳化钨合金齿的锥形扩孔器，这种扩孔器安装有空气喷嘴，气流通过钻杆柱进入，在回扩时空气气流清除钻屑。*于*直径管道铺设，采用气动锤扩孔器，同样在其后部用单动接头连接管道。此时回扩孔起主要作用的是气动锤扩孔器的冲击作用，而不是钻机的回拉力，而且回扩过程中可不回转。
4.1.1 程序安排
*项有效的施工设计应有下列条目：
——过去施工情况的调查
——进*步确认设计、图纸及计算
——测量入土点、出土点、钻孔轨迹轴线和切点
——减阻试验（如果需要）
——处理钻杆的过度弯曲
——准备钻进液混合设备
——分级扩孔（根据需要）
——撤走钻机和人员或迁移到下*个工地
4.1.2 设计计算
4.1.2.1轨迹测量 *旦选择确定了施工位置，就应该*钻孔轨迹作测量并准备详细的图纸。钻孔轨迹和基准线的*后精度取决于测量资料的精度．
4.1.2.2轨迹设计参数：
覆盖深度 完成岩土勘察，确定了穿越的轨迹，就可确定穿越的覆盖深度，需要考虑的因素包括钻孔施工*地面道路、建筑物或河流的影响，以及*该位置已有的管线的影响。推荐穿越的*小覆盖深度*于钻孔*终扩孔直径的6倍以上；在穿越河床时，应在河床断面**处之下5m米以上。
铺设钢管的*小允许弯曲半径可用下列公式计算。但是，为了利于铺管，*小弯曲半径应尽可能*。
Rmin=206·D·S / K2 (m)
Rmin —*小弯曲半径 (m)
206—常数 (Nm/mm2)
D——管子的外径 (mm)
S—安全系数，S=1～2
K2—管子的屈服极限 (N/ mm2)
辅助参数 入土点或出土点与欲穿越的**个障碍物之间的距离（例如道路、沟渠等）应至少*于3根钻杆的长度。
与水体的*小距离应至少为5—6m，以保证不发生泥浆喷涌。
从钻进技术方面考虑，**段和*后*段钻杆柱应是直线的，即没有垂直弯曲和水平弯曲，这两段钻杆柱的长度应至少为10m。
入土点与出土点有高差时，应专门另作讨论。
钻进测量与精度 孔内测量工具是测量倾角(上/下控制)、方位角(左/右控制)和深度等参数的电子装置。
钻孔轨迹精度很*程度上取决于孔内测量的精度。当有干扰时，如：无线电发射台、*型钢结构(桥梁、桩及其它管线等)和电力运输线，会影响测量结果。合理的钻孔轨迹精度应是：导向孔出口处左右±1m，上下±1m。
钻孔轨迹控制 钻进导向孔时，每2～3m应进行*次测量计算。工程承包商在这些测量计算基础上作出钻孔轨迹图。
4.1.2.3管材的选择
管线壁厚—D/T经验公式 下表给出了根据钢管直径选择壁厚的推荐值，这些推荐值仅供设计时参考。在*后的设计中，应根据计算应力进行选择。
*高密度聚乙烯管（HDPE管），推荐D/t值小于或等于11，并且咨询制造厂家。
另外，选择管线壁厚应考虑铺管长度。铺管长度越长，管壁应越厚。
4.1.3 校核计算
——开始拉管时的管线应力（摩擦力、重力）
——全部拉入时的管线应力（摩擦力、浮力、弯曲）
——由于过度弯曲造成的管线应力（出土角度）
——拉入过程中的管线应力（内部压力、温度、弯曲、过度弯曲）
——钻机的锚固力（水平和垂直）
——钻进设备的尺寸（土壤、管线尺寸、钻孔剖面）
在*后的校核设计计算中，必须计算管道在施工和使用时的应力*小，校核是否在材料强度允许的范围内。计算中，每*阶段的应力都必须从单独受力和联合受力分别考虑。如：拉管时，滚柱间跨距造成的应力、作静压试验产生的应力、铺设时的拉力、管入孔时弯曲和钻孔轨迹弯曲产生的应力、钻孔内的附加力和工作应力。
a．计算静压试验产生的环向和轴向应力；
b．根据滚柱间的距离，可计算出管线的**上拱和下垂，并计算出管线的**张应力。注：在静压试验期间管线是注满水的，因此计算中必须计入水的重量。
a．在1.b中计算张应力的方法可用于铺设阶段；
b．为了计算出应力，必须先计算理论拉力。考虑管线的安全性和拉管时钻孔弯曲的影响，推荐孔内摩擦系数为1.0。**预测拉力用于计算轴向应力。
c．当计算轴向弯曲应力时，允许有10%的实际偏差，即按设计曲率半径的90%计算。
d．必须考虑孔内液体静压力产生的附加应力。考虑到液体静压力的轴向和周向力的影响，推荐安全系数取值1.5。
a．轴向弯曲应力的计算见2c；
b．附加外力的计算见2.d；
c．计算*后的静压试验产生的环向和轴向应力。
a．钻孔曲率的影响见2.c；
b．附加外力的计算见2.d；
c．用于计算的管线在使用中的**工作压力而产生的轴向和周向应力。
许用应力 计算出施工各个阶段的单独受力和联合受力后，必须与许用应力比较附着式升降脚手架施工组织设计，进行强度校核。
*般，许用应力按以下计算：
轴向**许用应力：*小屈服强度的80%；
周向**许用应力：*小屈服强度的72%；
组合应力下的许用应力：*小屈服强度的90%。
当权威机构可能在以上内容之外提出其他限制条件时，业主应认可并允许修改设计。
剖面图至少应包含下列信息：
——钻孔剖面的**高度（或相*）
db5223／t 8.1-2020 精准扶贫*数据平台 *1部分：功能建设规范——*小（垂直）弯曲度