1、1建筑工程项目中横孔钻机施工技术应用及偏差控制方法摘要：在建筑项目施工工程中，可采用横孔钻机施工技术穿越特殊地段，但穿越处的地质结构较为复杂，因此需要在掌握横孔钻机穿越方法步骤的基础上，对施工要点进行分析，并探讨横孔钻进过程中的偏差，确定石方段钻孔中心偏差大的控制方法，提高穿越钻进的质量。 关键词：横孔钻机，穿路，偏差 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、横孔钻机穿越的偏差原因分析 在建筑工程横孔钻机穿越施工过程中，偏差问题原因有很多种，较为常见的有以下四方面：首先是地层条件，由于地层鲜有均质和各向同性，常见的是交错地层，每层的地质都有不同的可钻性，钻进地层会呈现一定角度的倾
2、斜，致使钻头穿越地层界面的时候，可能出现偏离原先轨迹的迹象，当地层出现急剧倾斜，会引起方位变化。其次是由钻头和钻铤等构成的 BHA 结构影响钻孔的轨迹，譬如轴向和侧向的钻头钻进效率存在差异性，而弯接头的弯曲角相对钻头的间距，对钻具组合的造斜特性产生较大的影响，如果弯曲角和间距控制不当，难以形成较强的造斜效果。再次是钻孔操作参数的影响，包括钻压、钻头扭矩、钻井液浮力等，譬如对钻压的影响规律掌握不周全，无法形成对井眼轨迹的预测和控制。最后是计算方法和采集方法不当引起偏差，一是计算的曲线变2化不能够完全体现钻杆实际钻进的情况，致使钻进深度和方位判断存在一定的误差，二是采集数据的时候，检测工具面造斜角
3、朝上检测，会造成定向深度的偏差。 二、横孔钻机穿越的偏差纠正方法 在建筑工程工程中，石方段钻孔中心偏差的纠正，笔者是根据力学相关原理进行分析：一方面是通过降低套管顶进前期的摩擦阻力的方法，是提高穿越准确率的有效方法，就是降低套管顶进前期的摩擦阻力。减少套管摩擦阻力的人为可控因素是顶进管的规格和表面摩擦系数，可采用 6 米左右的光管作为钻杆，并设计夹角 30的尖状钻头，借鉴钻床打孔的原理，在钻床上钻削大孔前，先用小钻头打定位孔，然后进行扩孔，直至达到规定的尺寸，保证钻孔处于中心位置。另外，在施工前期，要穿定心孔，并在正式穿越的时候，先设置导向杆，将钻头前端的导向杆深入定心孔，然后进行水平方位的校
4、正，边转动铰龙边顶进套管。以此规避特殊的地层条件，对穿路的偏差进行纠正。穿越套管的导向受到钻头形式的影响，横孔钻机采用两爪钻头，这种钻头的定位性不好，因此，笔者认为有必要对两爪钻头的形式进行改变，以相关的施工经验和三点定面的原理为基础依据，将两爪钻头改为对称分布的三爪，并在三爪过渡筋的上面焊接合金刀块，一方面可以加强钻头运行的稳定程度，另一方面是通过加强钻头的切削能力，将前进的阻力控制在最小状态。另外钻头的伸出长度控制在伸出端部的 200 毫米左右，并重点做好第一节钻头的定心；采用多旋转铰龙，以减少套管的轴线偏差；将铰龙和套管的间隙控制 10 毫米左右，提高铰龙的强度；在作业坑底铺设?预制板，
5、控3制松软和渗水土壤，并分散钻机钻进的压力。 三、建筑工程横孔钻孔的方案设计 横孔钻机穿越相比于传统的顶管法，具有机械化程度高、施工速度快等优点，目前整个钻进工程主要由横孔钻机完成，包括孔洞的开挖、土的外运和管子的顶进，具体的方法步骤如下： （一）施工前准备工作 对穿越地段的地层详情进行充分了解，一是准备把握穿越的位置，二是探明穿越地段是否存在管道、电缆等地下配套，避免穿越时破坏这些配套设施，如果按照常规的地质勘察方法还不能够全面掌握地层状况，则可以通过深挖穿越两侧基坑的方法，获取详细地质材料。放穿越线和工作坑边线，然后开挖矩形工作坑，开挖的深度要结合埋管的具体深度。以垂直的模式开挖并加固承受
6、顶进反作用力的工作坑壁。 （二）钻机的安装 采用经纬仪对穿越中心线和坑底标高进行精确测量，在平整处理好工作坑底之后，进入钻机的安装工作程序。安装的过程中，一方面要通过钻机和穿越中心线的重叠，为保持钻机的水平提供条件，另一方面则要以准确的入土点和安装角度吊装第一根钢管，使得钢管的中心线和钻机穿越的中心线重叠。钻机安装时纠偏的关键环节，提高钻机的平整和稳固水平，同时根据地基的承载力和地下水情况，制定适当的技术方案，通常有以下几种处置情况，一是针对没有地下水，而且地基土承载能力大的情况，利用天然地基作为钻机基础，二是针对没有地下水，而且地基土承载力小的情况，可利用工作坑内的可并排方术作为钻机基础，三
7、4是针对有渗透量小的地下水，而且地基土承载力小的情况，可利用工作坑底的可垫碎石作为钻机基础，四是针对渗透量大的地下水，而且地基承载力小的情况，采用混凝土加固地基，并用钢板搭设作业平台，然后在平台上进行钻机施工。 （三）顶进作业的纠偏措施 首先是在钻机顶进作业时，要控制好钻速即可，在旋转顶进过程中，每钻机两米，就要检查钻机是否存在偏差，如果发现钻头偏差，则需重新调整钻头，进行二次钻进。在钻机顶进第一根管子之后，退出并焊接第二根管子，循环操作，直至钻机管子穿越，达到规定的标准长度为止。其次偏钻可能造成钻孔报废，纠正偏钻的关键步骤是第一根管的顶进和第一道口的焊接，一要控制好第一根管的入土点和安装角度
8、，第一道口保持顺直无斜口，如果发现偏钻现象突出，必须以毫米的精确度控制好第一根管的安装角度，测量仪器为水平仪。二要检查是否存在斜口，对口间隙是否一致，以及第一根管的水平度和方向是否符合规范要求，测量仪器分别为水平仪和经纬仪。 再次是控制钻进的速度，保持速度、顶力的适中，及时清理干净钻机作业的废屑。根据顶进管子的出土土质和含水量等情况，对底层的强度做出准确判断，并控制钻进速度，譬如遇到软地层就适当加快钻进速度，遇到硬地层则放慢钻进速度。 最后顶进的工作要保持施工的连续性，以避免塌孔压管现象的出现；钻头伸出管子的长度要根据地层情况确定，否则可能造成钻孔塌方，尤5其是公路钻进；做好工作坑开挖和坑内施工的保障措施，提高施工安全性。在钻进过程中，如遇卡钻，要立刻停钻并检查原因，排除卡钻问题之后，方可继续钻进。 四、结束语 综上所述，穿越工程是工程施工建设的关键性内容，目前应用于工程穿越的施工方法有开挖法、顶管法和横孔钻进法，但前两种存在影响破坏地面等缺点，只有横孔钻进法具有高效率和高质量的优点，可以有效控制穿越的偏差，提高穿越工程的整体质量。 参考文献 1吕泽斌.横孔钻机顶管穿越铁路及公路J.石油工程建设，2001， （4）：33-34. 2孙力浩，朱健. 横孔钻机穿越长距离道路偏差成因分析与对策J.管道技术与设备，2001， （4）：10-11.
