1.本發(fā)明涉及管道施工領域，具體涉及一種超長下穿定向鉆拉管法施工方法。

背景技術：

2.非開挖定向鉆主要是采用地下定位系統(tǒng)，通過導向、分級擴孔的方法，確保鉆機按預定的軌跡完成導向孔，從而達到準確鋪管的目的。

3.非開挖定向鉆施工的優(yōu)點，回避了開挖施工中存在的對交通、周邊建筑物及地下管線影響大，路面、房屋等需要大面積拆除并恢復而導致的資源浪費，并且施工周期短，可有效避免埋深4m以上溝槽開挖施工時的塌方等問題，從而避免了作業(yè)人員的施工安全等問題。

4.泥漿在非開挖定向鉆進中非常的重要，是工程成敗的關鍵因素之一，泥漿的性能對成孔質量有影響。泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度?，F目前的泥漿只是適合中短距離的定向鉆拉管法施工，而對于超長距離的施工，由于泥漿的排渣能力、護壁能力和冷卻能力有限，從而不適應于超長距離的定向鉆拉管法施工。

5.另外，現有技術中，在管線回拖時，管線在地下孔中的泥漿中移動，地下孔中的泥漿會進入到管線中，從而造成管線鋪設完畢后，管線內堵塞有大量的泥漿，后期還需要對管線內的泥漿額外進行清理，由于管線位于地下孔中，管線內的泥漿清洗非常不便，清理時需要使用清理設備將泥漿從管線內抽出或者泵出，還需要額外的安裝清理設備，操作非常的麻煩。

技術實現要素：

6.本發(fā)明意在提供超長下穿定向鉆拉管法施工方法，以使得泥漿能夠適應于超長距離的定向鉆拉管法施工。

7.為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：超長下穿定向鉆拉管法施工方法，包括以下步驟：

8.a、測量放線；

9.b、場地平整及便道修筑；

10.c、設備搬遷、井場布置；

11.d、系統(tǒng)安裝、調試；

12.e、磁方位測量；

13.f、鉆導向孔；

14.g、預擴孔；

15.h、管道回拖；

16.i、設備撤場、地貌恢復和泥漿處理；

17.步驟f-h各階段使用相應的泥漿：

18.步驟f中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.2-0.4份的添加劑，0.3份的降濾失劑；

19.步驟g中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4的降濾失劑；

20.步驟h中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4份降濾失劑，2-3份的潤滑劑。

21.本方案的原理及優(yōu)點是：采用上述配比的泥漿，在實際應用時，在步驟f導向鉆進和步驟g鉆桿回拉擴徑的過程中，通過鉆桿注入相應配方的泥漿，能夠減少鉆頭、鉆桿和擴孔器的摩擦，降低鉆桿和擴孔器回轉扭矩和回拉阻力，同時本方案中的泥漿還有固壁、防止孔洞塌土、冷卻鉆頭的作用。

22.另外，本方案中泥漿的制備根據步驟f-h不同的階段對泥漿的不同要求進行配制，這樣能夠按照施工要求及時調整泥漿的性能指標，確?？妆诘姆€(wěn)定，以及泥漿的流動性。

23.本方案中f階段中的泥漿能夠盡可能將孔內的泥沙攜帶出孔外，同時維持孔壁的穩(wěn)定。

24.g階段的泥漿具有很好的護壁效果，防止地層坍塌，提高泥漿攜帶能力。

25.h階段的泥漿具有很好的護壁、攜沙能力，同時還有很好的潤滑能力，能夠減少鉆桿和擴孔器的摩阻和扭矩。

26.綜上，通過本方案，使得泥漿能夠適應于超長距離的定向鉆拉管法施工，提高了超長距離的定向鉆拉管法施工的穩(wěn)定性，使得超長距離的定向鉆拉管法施工更加的順利進行。

27.優(yōu)選的，作為一種改進，泥漿的密度為1.02-1.25g/cm3，含沙量小于0.5％。本方案中按照泥漿的性能指標范圍進行調配泥漿，使泥漿符合使用要求。且在本方案中的性能指標下能夠增強泥漿的性能，確保泥漿的流動性和懸浮性，提高回擴成孔的效果，充分提高了泥漿的護壁能力。

28.優(yōu)選的，作為一種改進，膨潤土為預水化鈉基膨潤土。本方案中的預水化鈉基膨潤土具有小而多的硅酸鹽層，能夠增強漿液的膨潤性，從而提高漿液的流動性。

29.優(yōu)選的，作為一種改進，步驟a中，根據圖紙位置，用經緯儀確定管道中心線、入土點及出土點位置，并用噴漆作出標記；并在周圍建立沉降觀測點。

30.優(yōu)選的，作為一種改進，步驟f中，鉆桿的深度誤差范圍控制在

±

0.2m以內，軸向偏差范圍控制在

±

0.3m以內。由此，保證了鉆導向孔精度。

31.優(yōu)選的，作為一種改進，步驟f中，配備一臺手提式地表導向儀，在造斜段，每鉆進10cm測一次鉆頭位置；在平鋪段，每20cm測一次鉆頭位置。由此，能夠對鉆頭的行進方向進行及時監(jiān)測，避免鉆頭出現過大的偏移。

32.優(yōu)選的，作為一種改進，步驟h中，針對于易沉降段，管道回拖前，管道外掛mpp管，mpp管長度等同回拖管道長度，mpp管上設有漿液噴口，在管道回拖時，mpp管連同管道一起進行回拖；回拖完成后，向mpp管中注入水泥粉煤灰漿液，水泥粉煤灰漿液從漿液噴口噴出，水泥粉煤灰漿液流進了管道和孔壁之間。由此，對于易沉降段，使水泥粉煤灰漿液沿mpp管及漿液噴口向管道與孔壁間隙內進行注漿，從而實現了孔內的泥漿全部置換為水泥粉煤灰漿液。將管道與孔壁間隙內的泥漿置換為水泥粉煤灰漿液，可以最大限度的對管道與孔壁

環(huán)間隙進行填充，增強孔壁的抗壓能力，最大限度的降低鉆孔的坍塌風險。

33.優(yōu)選的，作為一種改進，水泥粉煤灰漿液中的水泥、粉煤灰漿的配比為1:10。由此，選用此配比的水泥粉煤灰漿液，水泥粉煤灰漿液的性能更好。

34.優(yōu)選的，作為一種改進，步驟g中，進行多次預擴孔，每次使用的擴孔器的直徑逐漸變大。由此，實現了擴孔的逐漸變大，使得擴孔過程中順利進行，避免擴孔過程中對鉆孔造成破壞。

35.優(yōu)選的，作為一種改進，步驟h中，回拖時，擴孔器和管道之間連接有連接器，連接器包括多個同軸可拆卸連接的連接部，從靠近擴孔器的連接部到靠近管道的連接部的直徑逐漸變大，每個連接部遠離擴孔器的一端均為螺紋端。由此，連接器實現了擴孔器和管道的連接。螺紋端用于與管道連接。連接部具有多個，并且多個連接部同軸可拆卸連接，每個連接部的直徑不同，這樣通過將不同數量的連接部拆卸下或者安裝上，使得連接器與管道的連接端為不同的大小，從而能夠連接不同直徑的管道。同時，連接器用于對管道的端部進行封堵，避免回拖過程中，孔中的泥漿進入到管道中。

附圖說明

36.圖1為連接器的結構示意圖。

37.圖2為圖1中卡環(huán)的左視剖視圖。

具體實施方式

38.下面通過具體實施方式進一步詳細說明：

39.說明書附圖中的附圖標記包括：轉軸1、第一連接部2、第二連接部3、第三連接部4、第二控制環(huán)5、第一控制環(huán)6、卡塊7、滑動塊8、鎖銷9、凸緣10、第一槽體11、第三槽體12、第二槽體13、管道14。

40.實施例1

41.超長下穿定向鉆拉管法施工方法，包括以下步驟：

42.a、測量放線；根據圖紙位置，用經緯儀確定管道中心線、入土點及出土點位置，并用噴漆作出標記；并在周圍建立沉降觀測點。測定出線路中心線，設置若干加密樁、地下障礙物標志樁，注明障礙物名稱、埋深和尺寸。定好線路中心線和施工作業(yè)帶邊界線樁后，用白灰放出管道中心線和作業(yè)帶邊界線及定向鉆出入土點。放線完畢及時清點作業(yè)帶內的障礙物，并作好記錄；同時在清掃施工作業(yè)帶之前，將所有的管線樁平移至堆土一側的占地邊界線以內，距邊界0.3m處。

43.b、場地平整及便道修筑；施工前施工現場需要達到“三通一平”的條件：路通、水通、電通和作業(yè)區(qū)平整。

44.c、設備搬遷、井場布置；將有關設備搬遷到位。

45.d、系統(tǒng)安裝、調試；所有設備進入施工現場后，進行系統(tǒng)安裝。系統(tǒng)安裝完畢檢查一切正常后，進行系統(tǒng)試運轉。同時，在開鉆施工前認真檢查鉆桿、無磁鉆鋌、螺桿馬達、擴孔器、牙輪、卸扣、萬向節(jié)等鉆機具的質量，清洗絲扣，并確保內部無損傷。

46.e、磁方位測量；磁方位角作為定向鉆穿越工程最重要的控向數據，因此，在導向孔開鉆前，要認真做好穿越中心線的磁方位角測量，這一數值是導向孔控向的原始依據數值，

必須準確。用全站儀通過在穿越中心線上地表多點測量(一般情況下，出、入土側各取兩個點)，然后將各組數據進行分析對比，排除由于那些由于磁干擾而錯誤的數據，確定正確的磁方位角數值。如果各組數據相差較大(0.2

°

以上)，則增加測量點(2-4個)，直到確定正確的數值。

47.f、鉆導向孔；使用鉆機、鉆桿和鉆頭鉆導向孔。鉆桿的深度誤差范圍控制在

±

0.2m以內，軸向偏差范圍控制在

±

0.3m以內。同時，配備一臺手提式地表導向儀，在造斜段，每鉆進10cm測一次鉆頭位置；在平鋪段，每20cm測一次鉆頭位置。

48.g、預擴孔；鉆頭準確出土后，拆卸鉆具并連接擴孔器。進行多次預擴孔，每次使用的擴孔器的直徑逐漸變大。具體的，本實施例采用6次預擴孔；第一級采用400mm擴孔器擴孔，第二級采用550mm擴孔器擴孔，第三級采用700mm擴孔器擴孔，第四級采用850mm擴孔器擴孔，第五級采用950mm擴孔器擴孔，第六級采用1080mm擴孔器擴孔。

49.h、管道回拖；按照鉆機—鉆桿—擴孔器—連接器—管道進行連接，然后進行回拖作業(yè)。如果整個回拖路段含有易沉降段，管道回拖前，管道外掛φ30m的mpp管，mpp管長度等同回拖管道長度，mpp管上設有漿液噴口，在管道回拖時，mpp管連同管道一起進行回拖；回拖完成后，向mpp管中注入水泥粉煤灰漿液，水泥粉煤灰漿液從漿液噴口噴出，水泥粉煤灰漿液流進了管道和孔壁之間。水泥粉煤灰漿液中的水泥、粉煤灰漿的配比為1:10。

50.i、設備撤場、地貌恢復和泥漿處理。

51.步驟f-h各階段均需要向孔中注入泥漿，各個階段使用的泥漿如下：

52.步驟f中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.2-0.4份的添加劑，0.3份的降濾失劑；

53.步驟g中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4的降濾失劑；

54.步驟h中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4份降濾失劑，2-3份的潤滑劑。

55.本實施例中的泥漿的密度為1.02-1.25g/cm3,含沙量小于0.5％(重量占比)。膨潤土為預水化鈉基膨潤土。添加劑為燒堿或純堿。

56.本實施例中的泥漿性能參數如表1所示：

57.表1

[0058][0059]

在實際配制泥漿的過程中根據不同的地質情況確定泥漿粘度值，本實施例中根據表2所示的參數進行選擇確定：

[0060]

表2

[0061][0062]

本實施例，采用上述泥漿，使得泥漿能夠適應于超長距離的定向鉆拉管法施工，提高了超長距離的定向鉆拉管法施工的穩(wěn)定性，使得超長距離的定向鉆拉管法施工更加的順利進行。

[0063]

同時，對于含有易沉降段的施工路段，在管道回拖之后，使水泥粉煤灰漿液沿mpp管及漿液噴口向管道與孔壁間隙內進行注漿，從而實現了孔內的泥漿全部置換為水泥粉煤

灰漿液。將管道與孔壁間隙內的泥漿置換為水泥粉煤灰漿液，可以最大限度的對管道與孔壁環(huán)間隙進行填充，增強孔壁的抗壓能力，最大限度的降低鉆孔的坍塌風險，利于提高超長距離的定向鉆拉管法施工的穩(wěn)定性。

[0064]

實施例2

[0065]

基本如附圖1-圖2所示：回拖時，擴孔器和管道14之間連接有連接器，連接器包括多個同軸可拆卸連接的連接部，本實施例中的連接部為三個，分別為第一連接部2、第二連接部3和第三連接部4，第一連接部2、第二連接部3和第三連接部4的直徑依次變大，第一連接部2的左端通過軸承轉動連接有轉軸1，轉軸1和擴孔器通過螺栓進行連接。第一連接部2、第二連接部3和第三連接部4均為圓筒狀，第一連接部2的右端、第二連接部3的右端和第三連接部4的右端均設有內螺紋，內螺紋用于與管道14端部進行連接，如圖1中的第三連接部4的右端和管道14的左端進行螺紋連接。第一連接部2和第二連接部3之間、第二連接部3和第三連接部4之間可拆卸連接，具體的可拆卸連接方式為：第一連接部2和第二連接部3之間連接用于控制第一連接部2和第二連接部3是否連接的第一控制環(huán)6，第一控制環(huán)6套在并轉動連接在第二連接部3的左端上；第二連接部3和第三連接部4之間連接有用于控制第二連接部3和第三連接部4是否連接的第二控制環(huán)5，第二控制環(huán)5套在并轉動連接在第三連接部4的左端上，以第二連接部3和第三連接部4為例具體闡述第二連接部3和第三連接部4的可拆卸連接關系：第二連接部3的右端上一體成型有環(huán)形的凸緣10，第三連接部4的內壁上焊接有卡塊7，卡塊7與凸緣10的右側面相抵，第三連接部4的左端的側壁上設有多個圓周均勻分布的通孔，通孔中均沿第三連接部4徑向滑動連接有鎖銷9，鎖銷9遠離第二連接部3的一端上焊接有滑動塊8，第二控制環(huán)5上設有多個圓周均勻分布的滑槽，滑動塊8卡在滑槽中，并且滑動塊8能夠在滑槽中滑動；結合圖2所示，第二控制環(huán)5上的滑槽均包括第一槽體11、第二槽體13和第三槽體12，第二槽體13連接在第一槽體11和第二槽體13之間，第一槽體11靠近第一控制環(huán)6的中心，第三槽體12遠離第一控制環(huán)6的中心。第二控制環(huán)5上設有使鎖銷9滑動的滑動腔，滑動腔位于滑槽靠近第二控制環(huán)5上中心的一側，且滑動腔和滑槽連通?；瑒忧豢拷谌垠w12的一端大于滑動腔靠近第一槽體11的一端。本實施例中的滑槽的數量和鎖銷9的數量均為六個。鎖銷9與凸緣10的左側相抵。第一連接部2的左端密封。卡塊7為環(huán)形。

[0066]

具體實施過程如下：由此，連接器實現了擴孔器和管道14的連接。螺紋端用于與管道14連接。轉軸1用于與擴孔器連接，通過將管道14連接在第三連接部4上，整個連接器對管道14的左端部進行封堵，避免回拖過程中，孔中的泥漿進入到管道14中。

[0067]

由于第一連接部2、第二連接部3和第三連接部4可拆卸連接，并且第一連接部2、第二連接部3和第三連接部4的直徑不同，因此當第一連接部2、第二連接部3和第三連接部4連接在一起時，此時管道14連接在第三連接部4的右端，連接器可以連接管徑較大的管道14。當將第三連接部4拆下時，通過將管道14與第二連接部3的右端進行連接，此時連接器可以連接管徑小一號的管道14。當繼續(xù)將第二連接部3拆下時，通過將管道14和第一連接部2的右端進行連接，此時連接器可以連接管徑更小的管道14。由此，通過本方案，連接器可以與不同管徑的管道14連接。

[0068]

當需要將第三連接部4拆下時，對第二控制環(huán)5進行轉動，第二控制環(huán)5轉動過程中，滑動塊8從第一槽體11中經過第二槽體13滑動到第三槽體12中，滑動塊8帶動鎖銷9遠離

凸緣10，鎖銷9不再將凸緣10卡住，此時可將第三連接部4從第二連接部3上取下。而將第三連接部4按裝到第二連接部3上時，將第二連接部3的凸緣10與卡塊7相抵，并反向轉動第二控制環(huán)5，滑動塊8從第三槽體12中經過第二槽體13滑動到第一槽體11中，滑動塊8帶動鎖銷9靠近凸緣10，鎖銷9將凸緣10卡住，此時實現了將第三連接部4安裝到第二連接部3上，第二連接部3和第三連接部4不能分開。同理，第二連接部3和第一連接部2的拆下和安裝方式類似于上述方式，在此不再贅述。

[0069]

本方案中通過對第一控制環(huán)6、第二控制環(huán)5進行轉動，便可分別實現了第一連接部2和第二連接部3的快速拆卸和安裝，實現了第二連接部3和第三連接部4的拆卸和安裝，相比使用多個螺栓進行連接，拆裝更加快捷方便。同時，第一連接部2和第二連接部3之間、第二連接部3和第三連接部4之間沒有采用螺紋連接方式，這樣第一連接部2和第二連接部3之間、第二連接部3和第三連接部4之間即便發(fā)生相對轉動也不會松動，使得相互之間的連接的比較牢固穩(wěn)定。另外，本方案通過設置多個不同內徑的連接部，同時轉軸1的直徑也小于第一連接部2的直徑，這樣使得連接器遠離管道14的一端的直徑較小，這樣連接器在移動過程中，有利于減少移動的阻力，移動會更加的順暢。

[0070]

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體技術方案和/或特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術方案的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本技術要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。技術特征：

1.超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：包括以下步驟：a、測量放線；b、場地平整及便道修筑；c、設備搬遷、井場布置；d、系統(tǒng)安裝、調試；e、磁方位測量；f、鉆導向孔；g、預擴孔；h、管道回拖；i、設備撤場、地貌恢復和泥漿處理；步驟f-h各階段使用相應的泥漿：步驟f中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.2-0.4份的添加劑，0.3份的降濾失劑；步驟g中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4的降濾失劑；步驟h中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4份降濾失劑，2-3份的潤滑劑。2.根據權利要求1所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：泥漿的密度為1.02-1.25g/cm3，含沙量小于0.5％。3.根據權利要求1所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：所述膨潤土為預水化鈉基膨潤土。4.根據權利要求1所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：步驟a中，根據圖紙位置，用經緯儀確定管道中心線、入土點及出土點位置，并用噴漆作出標記；并在周圍建立沉降觀測點。5.根據權利要求4所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：步驟f中，鉆桿的深度誤差范圍控制在

±

0.2m以內，軸向偏差范圍控制在

±

0.3m以內。6.根據權利要求5所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：步驟f中，配備一臺手提式地表導向儀，在造斜段，每鉆進10cm測一次鉆頭位置；在平鋪段，每20cm測一次鉆頭位置。7.根據權利要求6所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：步驟h中，針對于易沉降段，管道回拖前，管道外掛mpp管，mpp管長度等同回拖管道長度，mpp管上設有漿液噴口，在管道回拖時，mpp管連同管道一起進行回拖；回拖完成后，向mpp管中注入水泥粉煤灰漿液，水泥粉煤灰漿液從漿液噴口噴出，水泥粉煤灰漿液流進了管道和孔壁之間。8.根據權利要求7所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：所述水泥粉煤灰漿液中的水泥、粉煤灰漿的配比為1:10。9.根據權利要求8所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：步驟g中，進行多次預擴孔，每次使用的擴孔器的直徑逐漸變大。10.根據權利要求9所述的超長下穿定向鉆拉管法施工方法，其特征在于：步驟h中，回拖時，擴孔器和管道之間連接有連接器，連接器包括多個同軸可拆卸連接的連接部，從靠近

擴孔器的連接部到靠近管道的連接部的直徑逐漸變大，每個連接部遠離擴孔器的一端均為螺紋端。

技術總結

本發(fā)明涉及管道施工領域，具體涉及超長下穿定向鉆拉管法施工方法，包括以下步驟：A、測量放線；B、場地平整及便道修筑；C、設備搬遷、井場布置；D、系統(tǒng)安裝、調試；E、磁方位測量；F、鉆導向孔；G、預擴孔；H、管道回拖；I、設備撤場、地貌恢復和泥漿處理；步驟F-H各階段使用相應的泥漿：步驟F中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.2-0.4份的添加劑，0.3份的降濾失劑；步驟G中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4的降濾失劑；步驟H中的泥漿采用以下重量份數配比的原料：7-8份的膨潤土，0.3-0.5份的提粘劑，0.4份降濾失劑，2-3份的潤滑劑。本方案使得泥漿能夠適應于超長距離的定向鉆拉管法施工。管法施工。管法施工。

技術研發(fā)人員：張開聰 張偉 李超 劉璘俊 李洵

受保護的技術使用者：中鐵八局集團有限公司

技術研發(fā)日：2021.11.30

技術公布日：2022/3/11