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采用定向鉆穿越施工時,地上功能能夠正常使用。例如穿越公路、鐵路時,可不阻斷交通;穿越河流時,可保證河流暢通,不阻斷通航、排洪。由于采用了非開挖施工,減少了大量工程土的開挖、運(yùn)輸和堆放,有利于環(huán)境保護(hù)。同時,也相應(yīng)的減少了基礎(chǔ)埋設(shè)、地面恢復(fù)等的費(fèi)用。小型非開挖施工周期短、作業(yè)安全迅速、綜合成本低,社會效益顯著。在開挖施工無法進(jìn)行或不允許開挖施工的場合,可用定向鉆從其下方穿越。在城市建設(shè)高速發(fā)展的今天,深圳非開挖避免重復(fù)開挖、修復(fù)所造成的道路拉鏈工程,具有較高的社會及經(jīng)濟(jì)效益。
深圳非開挖導(dǎo)向系統(tǒng)包括無線導(dǎo)向系統(tǒng)和有線導(dǎo)向系統(tǒng)。無線導(dǎo)向系統(tǒng)由手持式地表探測器和裝在鉆頭里的探頭組成。探測器通過接收探頭發(fā)射的電磁波信號判斷鉆頭的深度、楔面傾角等參數(shù),并同步將信號發(fā)射到鉆機(jī)的操作臺顯示器上,以便司鉆及時調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)以控制鉆進(jìn)。小型非開挖在穿越河流、湖泊時,由于地面行走困難或鉆孔深度太深,電磁波信號難以接收,就必須使用有線導(dǎo)向系統(tǒng)。探頭通過鉆桿后接電纜把信號傳給操作臺, 由于電纜必須由人工通過鉆桿一根根搭接起來,因此有線導(dǎo)向儀的使用將相當(dāng)耗費(fèi)時間。
首先在使用非開挖鉆機(jī)之前確保工地已經(jīng)勘測好了,而且施工的場地也準(zhǔn)備好了;其次非開挖鉆機(jī)開始工作,安裝連接導(dǎo)向鉆頭并保證探頭電池能堅持足夠長的時間,而且檢查探頭發(fā)射參數(shù)是否與給出的技術(shù)參數(shù)相符合。小型非開挖采用低轉(zhuǎn)速慢推進(jìn)的方法推進(jìn),保證鉆入角度的準(zhǔn)確性。深圳非開挖如果在鉆進(jìn)過程中需要調(diào)整角度,就要調(diào)整鉆頭工具的面向角與給出的角度相符合,這樣鉆出來的實(shí)際管道角度才能不會與給出的技術(shù)參數(shù)角度差距太大。當(dāng)進(jìn)行直線鉆進(jìn)時,非開挖鉆機(jī)要保持勻速回轉(zhuǎn),而且保持平穩(wěn),確保管道平直。當(dāng)導(dǎo)向孔施工完成后,就要進(jìn)行回拉擴(kuò)孔,在回拉擴(kuò)孔過程中,孔徑設(shè)計的直徑要適中,分級擴(kuò)孔要根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)孔,還要對孔壁進(jìn)行加固,在回拉時保證回拉力不要超過管道管材的極限拉力。
深圳非開挖在風(fēng)化花崗巖層鉆進(jìn)過程中若鉆頭遇到巖脈或在卵石層鉆進(jìn)過程中遇到較大粒徑的卵石時,鉆孔軌跡都可能較明顯地偏離設(shè)計軌跡,這時鉆頭的偏向很難預(yù)料。操作人員在意識到鉆頭遇到硬物或較難鉆進(jìn)情況等微小變化時,應(yīng)馬上停鉆,檢驗鉆頭的位置。此時,應(yīng)降低鉆壓,緩慢給進(jìn),讓鉆頭慢慢地通過該區(qū)域。鉆進(jìn)時,應(yīng)較頻繁地檢測鉆頭的位置。當(dāng)鉆頭遇到較硬地層,通常需要加大鉆壓。但是,小型非開挖鉆壓加大后會引起孔內(nèi)鉆桿彎曲。若鉆桿彎曲部位的地層較軟,彎曲的鉆桿會使鉆孔擴(kuò)大??叵蛱筋^只能確定鉆頭的位置,很難確定這種由鉆桿彎曲而形成的鉆孔軌跡。在這種情況下,要適當(dāng)降低鉆壓,嘗試采用沖擊鉆進(jìn)的方法通過硬地層,同時,增加泵量或噴射作用或許有助于軟化障礙物。
在鉆進(jìn)軌跡設(shè)計和施工前,應(yīng)對工作區(qū)及管線經(jīng)過區(qū)域進(jìn)行地面和地下的勘察。深圳非開挖地面勘察包括對地形地貌的測量,確定施工區(qū)域是否有足夠的場地保證設(shè)備的安放和正常施工。非開挖施工地下勘察包括地質(zhì)條件的勘探和地下管線及設(shè)施的探測。地質(zhì)條件從根本上決定施工難易程度。巖層、碎石層、砂層、粉土層不適合用水平定向鉆施工。粘性土既容易鉆進(jìn),孔道成型又好, 適合用水平定向鉆鉆進(jìn)。當(dāng)然這些都不是絕對的, 例如目前已實(shí)現(xiàn)了在巖土層鉆進(jìn)。土質(zhì)分析判斷可以通過沿設(shè)計軌跡鉆勘探孔取樣,具體方法可以參照有關(guān)規(guī)范。在穿越城市道路時,地下管線的情況往往是錯綜復(fù)雜的,既有污水管、給水管、煤氣管,還有高壓電纜、通信電纜。在實(shí)際情況中,往往檔案資料不全,原參照標(biāo)志不清。在這種情況下,地下管線的探測任務(wù)尤為重要。對于金屬管道和電纜,通常用電磁感應(yīng)法探測,如地下管線探測儀,它是通過接收地下管線的電磁信號判斷管線位置。對于非金屬管線只能采用電磁波法,如IDS探地雷達(dá),它是通過分析管線反射回來的電磁波判斷管位。
深圳非開挖主機(jī)的動力系統(tǒng)一般為柴油發(fā)動機(jī)。柴油機(jī)作為動力源,其功率是衡量鉆機(jī)施工能力的指標(biāo)之一。但在鉆機(jī)鉆進(jìn)回拖過程往往需要鉆機(jī)以恒定的荷載運(yùn)行,因此發(fā)動機(jī)的連續(xù)功率顯得更重要。為了降低勞動強(qiáng)度,提高勞動效率,主機(jī)一般裝備了鉆桿自動裝卸裝置。鉆進(jìn)時,鉆機(jī)自動從鉆桿箱中移取鉆桿,旋轉(zhuǎn)加接到鉆桿柱上。小型非開挖回拖時,正好相反。有的還裝備了潤滑油自動涂抹裝置,對鉆桿連接頭螺紋的潤滑有助于延長鉆桿的壽命。鉆機(jī)在工作中應(yīng)完全固定。如果在鉆進(jìn)拖拉過程中發(fā)生移動,一方面有可能造成發(fā)動機(jī)損壞,另一方面會降低推拉力,造成孔內(nèi)功率損失。目前最新鉆機(jī)都有自動液壓錨固系統(tǒng),靠自身功率把錨桿鉆入土層,在干燥土層一般用直錨桿,在潮濕土層用螺旋錨桿。