水平定向鉆就是鋪設(shè)多種地下公共設(shè)施而不開采地面的一種施工機械，如鋪設(shè)管道，電纜等。根據(jù)水平定向鉆在地下穿越施工過程中出現(xiàn)的問題，得出了水平定向鉆的導(dǎo)向孔在穿越施工過程中出現(xiàn)偏離原設(shè)計曲線的原因，并在實際的工作經(jīng)驗中總結(jié)出來的一些減少曲線偏差的方法。
一、水平定向鉆的技術(shù)特點以及應(yīng)用前景
水平定向鉆在石油、煤氣、天然氣、供水、供電以及電訊等管線鋪設(shè)施工中都得到了廣泛的應(yīng)用，一般在非硬巖地區(qū)都可進行施工。水平定向鉆進技術(shù)具有成本低，施工快，施工精度高等一系列的優(yōu)點。該技術(shù)在我國這十幾年得到了飛速的發(fā)展，目前正在朝著微型化和大型化，適應(yīng)硬巖施工，鉆桿自動提取和堆放，超深度導(dǎo)向等多方面的方向發(fā)展。應(yīng)用前景將會十分的廣闊。
二、導(dǎo)向孔鉆進過程中偏離原設(shè)計曲線
水平定向穿越技術(shù)中關(guān)鍵的第一步就是鉆導(dǎo)向孔。導(dǎo)向孔質(zhì)量的好壞直接影響著成功回拖管道與否。是決定工程成功的主要因素。導(dǎo)向孔的主要目的是提供一個達到原設(shè)計要求的先導(dǎo)孔。各級達到穿越要求的預(yù)擴孔都應(yīng)以導(dǎo)向孔的曲線為軸線來擴寬，來滿足回拖條件的直徑。所以導(dǎo)向孔的整體曲線能否達到整個管道的的彈性半徑直接決定了各級預(yù)擴能否達到整個管道的彈性半徑。導(dǎo)向孔的成功設(shè)計是以后各級預(yù)擴孔成功回拖的基礎(chǔ)。也是整個穿越工程中的重要部分之一。
然而在導(dǎo)向孔鉆進穿越的過程經(jīng)常出現(xiàn)偏離原設(shè)計曲線的現(xiàn)象，通過水平定向鉆技術(shù)的多年工作經(jīng)驗，造成原設(shè)計曲線的原因可以概述為以下的五點。
（1）外部不可避免的因素。如地形，地下土壤濕度以及地層造成的施工穿越曲線的偏差。
（2）外部磁場的干擾。如：高壓線，地下光纜以及地層情況均會影響導(dǎo)向孔鉆進時的磁方位角，從而影響了電腦上的顯示數(shù)據(jù)與原設(shè)計曲線數(shù)據(jù)造成了偏差。
（3）鉆機一開始的就位角度與管線設(shè)計的穿越中心線之間存在的偏差，造成了導(dǎo)向孔一鉆進就要開始糾正偏差。
（4）由鉆機操作人員造成的。在導(dǎo)向孔鉆進過程中由于操作不當使穿越的軌跡與設(shè)計曲線發(fā)生了偏離。
（5）測量誤差。其中包括測量穿越中心線磁方位角的不準確性，測量入土點與出入點標高差的不準確性以及輸入電腦時的鉆桿長度的不準確性。
以上幾點就是造成導(dǎo)向孔在鉆進過程中與設(shè)計曲線發(fā)生偏離的主要原因，清楚了原因，就應(yīng)該對癥下藥，找到減少曲線偏差的方法。下面就會介紹一些方法來解決這些問題。
三、減少導(dǎo)向孔曲線與設(shè)計偏差的方法
1、采用人工磁場的方法來減小導(dǎo)向孔曲線的偏移
控制水平定向鉆的控向系統(tǒng)是地磁場，通過鉆頭后面的探頭針將導(dǎo)向孔的數(shù)據(jù)傳輸給電腦。但是地磁場十分微弱，容易受到外界其它物體磁場的影響，造成了的得到的磁方位數(shù)據(jù)的不準確。制造人工磁場是加一個強大直流電，再在穿越中心線的兩側(cè)設(shè)置一個閉合線圈。所以人工磁場產(chǎn)生的磁場遠遠大于地磁場和其他物體的磁場，所以受到的干擾就會小很多。甚至是可以被忽略的。這種人工磁場鋪設(shè)簡單，但又極具效果。且經(jīng)濟實惠。人工磁場能準確的反映探頭在地下工作中的具體位置，穿越點的高度以及左右的偏移量。得到的數(shù)據(jù)是探頭真是位置的反映。當水平定向鉆的探頭到達人工磁場的閉合線圈的時候便接通了直流電源產(chǎn)生了磁場。穿越軸線的偏移量以及標高差就是通過這人工磁場來測量的。并且可以通過人工磁場和地磁場左右偏差的比較，可以確定此時探頭的方位角。從而測量出了下一根鉆桿將要進行的方位。再有由于人工磁場能在地磁場的干擾下準確的測量出管線穿越的方位角，又能不受地磁場的干擾校正控向磁方位角，所以能更好的控制穿越曲線與設(shè)計曲線產(chǎn)生的偏差。并且人工磁場更好的保證了穿越曲線的平滑性。
2、應(yīng)該減少外部磁場的干擾
外部磁場主要是包括地下管道，地下電纜以及一些剛性的建筑物。這些外部的磁場將會影響地磁場的強度以及地磁場的方位角，從而影響了控制鉆頭的方位角，方位角的不確定性以及不準確性將直接影響了導(dǎo)向孔鉆入地下的方位角，使得導(dǎo)向孔的方向失控。所以針對這一問題，應(yīng)該在開鉆時進行實地的勘察，確定外部磁場所影響的范圍。從而測出偏移量，在導(dǎo)向孔鉆入期間控制其中的偏移量。在進入外部磁場時，方位角已經(jīng)發(fā)生了變化，已經(jīng)與控向方位角已經(jīng)不同，此時忽略干擾直接鉆進，但在進行數(shù)據(jù)測量的時候，鉆頭穿越過磁場干擾區(qū)時后，計算機控向數(shù)據(jù)能恢復(fù)正常。此時的誤差應(yīng)該在所允許的范圍之內(nèi)。但如果兩者之間相差的較大先算出偏差量，再將鉆頭抽出在偏差量范圍內(nèi)再鉆進一次就能使穿越曲線與設(shè)計曲線相結(jié)合。
3、必須保證鉆機就位方位與穿越中心線相結(jié)合
在鉆幾開工前必須先安裝好地錨，地錨與鉆機的方位是必須保持一致的。所以在安裝地錨是應(yīng)將地錨系統(tǒng)安置在穿越系統(tǒng)的中心軸上。從而保證了鉆機的精確就位。在鉆機就位前用測量儀器放出管線穿越中心線，根據(jù)鉆機入土角以及鉆機本身的尺寸以及一系列的參考數(shù)據(jù)計算出鉆機就位的準確位置并用白灰做以記號。標記好后不僅要以白灰記號為依據(jù)，還要用用測量儀計算出鉆機的偏位差。計算出偏位差在鉆機入土是使偏位差為零，從而為導(dǎo)向孔的軌跡與設(shè)計曲線相結(jié)合做了保證。
4、人為因素使導(dǎo)向孔與原設(shè)計曲線偏離這一現(xiàn)象的消除
開鉆前必須對相關(guān)人員，如：測量放線人員，控向人員已經(jīng)司鉆做好足夠的培訓(xùn)，使員工的素質(zhì)得到提高。讓員工之間能互相配合，來防止人為因素導(dǎo)致的導(dǎo)向孔穿越曲線與設(shè)計曲線發(fā)生的偏移。
5、必須保證精確地測量
精確測量包括精確測量磁方位角、做好穿越中心線的復(fù)測工作、準確測量鉆桿長度等三個主要方面。磁方位角作為定向鉆穿越工程中最重要的工程數(shù)據(jù)，是確保導(dǎo)向孔曲線圓滑的重要因素。因此在導(dǎo)向孔開始工作前要認真做好磁反方位角的測量。導(dǎo)向孔控向最原始的方位值就是穿越中心線的磁方位角。所以磁方位角必須準確。這是水平定向鉆施工進行最重要的一步。第二個精確測量就是做好穿越中心線的復(fù)查工作。在開鉆之前，要設(shè)計好交樁，對出、入土點進行定樁。對出、入土之間的距離以及出、入土之間的高程進行復(fù)查測量，在出、入土測進行準確確定中心樁。第三個精確測量就是認真測量鉆桿的長度。在導(dǎo)向孔開鉆之前，按照鉆桿的連接順序準確的測量出沒一根鉆桿的長度，單位是mm并且做好精確地記錄。
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