岩层中非开挖钻进导向技术2011-07-20 17:37 ? 非开挖施工铺设地下管线技术由于其对地表结构破坏性小、环保性好、施工效率高、总体成本低而受到广泛应用。
我国在这一领域的发展水平虽较发达国家晚十多年,但随着经济建设的不断发展、西部大开发战略的实施和城非开挖施工铺设地下管线技术由于其对地表结构破坏性小、环保性好、施工效率高、总体成本低而受到广泛应用。
我国在这一领域的发展水平虽较发达国家晚十多年,但随着经济建设的不断发展、西部大开发战略的实施和城镇化建设的加快,使非开挖市场正如火如荼地壮大开来。
了解并掌握非开挖行业的先进技术有助于促进我国这方面水平的提高。
本文将就岩层中非开挖导向钻孔技术作一介绍。
1 土层中钻进导向机理一般意义上的非开挖导向钻孔施工大多在土层条件下进行,此时,导向钻头采用的是带斜面的非对称式结构。
这类钻头在孔内实现方向改变的力学机理是从钻杆获得的推力克服地层阻力使钻头前进。
以斜面钻头为分析对象,通过钻杆传来的钻机推力与地层阻力共同作用于钻头斜面上,两个力各自分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力,垂直于斜面的两分力大小相等,方向相反,相互抵消;平行于斜面的两分力则由于钻机推力分力大于地层阻力分力,最终的合力指向沿斜面的方向,使钻头顺着斜面前进,如图1所示。
具体操作时表现为,当钻机回转动作与给进动作同时进行时,钻孔轨迹呈直线;当钻机只给进不回转时,钻孔轨迹沿钻头斜面方向转弯,从而实现方向改变。
但当所钻地层为岩层时,钻机推力无法有效克服地层阻力,因而无法实现只推不转改变方向的功能,即使只是在卵石层或含石土层中钻进,也会由于硬石的存在,造成孔内导向板钻头受力不均匀,很难实现有效的方向控制。
2 岩层中导向工艺2.1 传统方法一当在岩层中无法用只推不转的方法改变钻孔方向时,一般的做法是将普通切削式斜面钻头(导向板)换成偏心式磨削钻头或单掌牙轮钻头,这时若要改变钻孔轨迹方向,需推顶和间歇回转同时作用,即在导向仪钟面显示的预设转弯方向点两侧各60度扇形范围内推顶并转动,实现偏心磨削,在钟面指示的其余各点则空转过去。
