水平螺旋钻的高精度管道施工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及市政管道及管棚支护的技术领域，具体地说属于一种水平螺旋钻的高 精度管道施工工艺
【背景技术】
[0002] 管道施工经常会遇到公路、铁路、河流房屋等不能采用明挖方式进行施工的情况， 需采用非开挖的方法穿越运些障碍物。水平定向钻施工工艺导向精度相对于水平螺旋钻导 向精度较低，而且对于覆±较浅的管道易造成地面沉降，同时泥浆对环境污染较大，在地铁 管棚支护方面韩国的NIR工法采用人工顶管施做管棚支护，工作效率低，铺管精度差，而且 后期隧道掘进时需切割管幕，架设钢支撑，工序繁琐，成本较大。而水平螺旋钻机顶管施工 作为一种重要的穿越方式，越来越受到人们的关注，其精度定位顶管方向，实现多种地层大 直径全套管快速顶进，且地面沉降小的特点，实现了高效率、短周期、造价低同时极大降低 了劳动强度的优点。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种水平螺旋钻的高精度管道施工工艺，其特点是高精度、高效率、 高质量
[0004] 水平螺旋钻进工法首先利用光学控向系统在发射井一侧沿设计轨迹钻成一个高 精度先导孔至接收工作井内，然后在发射井内将导向钻杆与水平螺旋钻机的扩孔钻头、螺 旋钻杆连接，水平螺旋钻机在掘进顶管过程中由导向钻杆同步牵引，使管线始终按照先导 孔的设计轨迹前行，最终完成要求高精度的管道施工。
[0005] 发明施工方法就有如下的特点：
[0006] 1、精确定位钻孔方向；
[0007] 2、可W实现大直径全套管快速钻进；
[0008] 3、地面沉降较小。
[0009] 4、可适合多种地层。
[0010] 5、当钻孔遇到不可能解决的障碍物时，螺旋钻杆包括钻头都可W被退出来，然后 在已经铺设的钢管内清除障碍物，之后重新安装螺旋钻杆，继续钻进。避免了在障碍物上方 挖坑排除障碍物。
【附图说明】
[0011] 图1为水平螺旋钻导向孔施工示意图
[0012] 图2为水平螺旋钻套管顶进示意图
[0013] 图3为施工工艺流程图
【具体实施方式】
[0014] 下面W沈阳地铁九号线一期工程（怒江公园~建筑大学）奥体中屯、站车站暗挖段 管棚支护工程为例具体说明本发明，需要说明的是，给出实施例是为了阐明本发明，而不是 为了限制本发明的范围。
[0015] 第一节概述
[0016] 一、工程概况及方案选择
[0017] 本工程管幕钢管采用〇900mm，钢管壁厚为16mm，两侧外加翼板，钢管中屯、间距为 1000mm。全长约2704米，顶管覆±深度2. 5米。
[0018] 工作井、接收井：根据设计图及结合现场实际，工作井及接收井采用围护粧结构。
[0019] 管材：本工程管幕钢管采用O900mm，钢管壁厚为16mm，两侧外加翼板。
[0020] 施工工艺选择：根据该段±质情况，该顶管段采用本发明进行非开挖顶管施工。
[0021] 二、工程地质情况
[0022] 设计范围地貌单元为混合冲击平原，地层由上而下依次为杂填±，粗砂，碱砂，粉 质粘±，碱砂，圆碱，粉质粘±，细砂，圆碱。地层中有一个含水层，含水层岩性W碱砂、圆 碱层为主，含水层分布连续稳定，厚度变化较大。地下水类型为孔隙潜水，稳定水位卖身 12. 2~16. 6米，相应标高29. 70~32. 86米。地下水对混凝±结构具有微腐蚀性，对钢筋 混凝±结构中的钢筋具有微腐蚀性。场地类别为II类，地震动峰值加速度为0.10g。场地 20米深度范围内存在饱和砂±地层，根据GB50111-2006《铁路工程抗震设计规范（2009年 版）》关于液化±判别方法的判定结果，勘察场地的饱和砂±在地震烈度为7度时，判定为 不液化±层。根据钻探掲露、原位测试和室内实验成果的综合分析，本工程穿越地层主要位 于杂填±层。
[0023] 第二节顶管施工方案
[0024] 水平螺旋钻进法首先利用光学控向系统在发射井一侧沿设计管位轴线钻成一个 高精度导向孔至接收工作井内，然后在发射井内将导向钻杆与水平螺旋钻机的扩孔钻头、 螺旋钻杆连接，扩孔钻头沿着导向钻杆的方向掘±前进，钻屑通过螺旋叶片从管内运到发 射井，掘进过程中工作管同步顶进，使管线始终按照先导孔的设计轨迹前行，最终完成要求 精度标高控制的管棚支护。
[0025] 1、穿越钻机的确定和设备情况
[00%] 钻机设备的能力按设计穿越长度计算，根据钻机回拖力的计算确定所选择的钻 机。我方计划投入SPZ--1200型水平螺旋钻机完成此项工程的分类施工。
[0027] 计划用于本工程的主要设备配置情况
[0028]
[0029] 2、工法原理
[0030] 水平螺旋钻进工法首先利用激光控向系统在发射井一侧沿设计轨迹钻成一个先 导孔至接收工作井内，然后在发射井内将导向钻杆与水平螺旋钻机的扩孔钻头、螺旋钻杆 连接，水平螺旋钻机在掘进顶管过程中由导向钻杆同步牵引，使管线始终按照先导孔的设 计轨迹前行，最终完成要求高精度的管道施工。
[0031] 3、水平螺旋钻机结构构成
[0032] 钻机系统：由钻头、绞龙、离合变速器带动绞龙、钻头转动，钻头切割地层，绞龙将 钻屑传送到孔外，使地层成孔。
[0033] 钻头分为泥±钻头、泥浆钻头、岩石钻头等=种，泥±钻头和泥浆钻头一般安装的 有飞刀，采用较接式，当正转时飞刀打开，钻头旋转使直径大于外管外径，W形成一定的超 挖，减轻外壁和±的摩擦阻力，反转飞刀收回，钻头的直径小于套管内径，W使钻机倒退安 装组对管套、较龙。
[0034] 顶进系统：由液压缸、液压累、液压油箱组成，与传统顶管发的千斤顶相同，用来将 套管顶入挖掘的孔内。
[0035] 动力系统：包括发动机、传动装置、燃料罐等，为挖掘系统及顶进系统提供动力。
[0036] 套管适配器：每种规格套管配不同的套管适配器，它的作用是卡住套管，保证套管 与动力驱动轴同屯、。
[0037] 导轨：分主导轨（长6米）和加长导轨（长3米），主导轨始终作为轨道的最后部 分，加长导轨与主导轨用螺栓连接，穿越时如果套管较长就需要连接连个或=