專利名稱：水平定向鉆進中的原孔倒推施工方法及原孔倒推器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下施工領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于水平定向鉆進的施工方 法，及應(yīng)用于該施工方法的原孔倒推器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，水平定向鉆施工已經(jīng)經(jīng)常地應(yīng)用在對河道、地下墻等的地下 穿越作業(yè)中。在完成施工準(zhǔn)備后，現(xiàn)有的水平定向鉆非開挖施工技術(shù)主要包括 以下步驟首先鉆導(dǎo)向孔，鉆機從入土端沿著設(shè)計軌跡鉆進直到出土端；在鉆進過程 中，使導(dǎo)向孔曲線盡量平滑，以利后續(xù)的預(yù)擴孔施工和管線回拖施工。其后，利用擴孔器對導(dǎo)向孔進行分級擴孔，以使擴孔后的孔道直徑大于回 拖管線直徑。 一般地，需要對導(dǎo)向孔進行多次擴孔。在多次擴孔作業(yè)中，處于 孔道中的擴孔器的兩端均連接鉆桿作回擴牽引用。回擴時，位于入土端的鉆機 每牽引出一根鉆桿的長度，就將該鉆桿卸下并轉(zhuǎn)運至出土端，出土端同時連接 一根鉆桿，作為下級擴孔時的牽引，如此循環(huán)，這樣回擴器由出土端到入土端 被拉出地面時，作為牽引的鉆桿始終會留在孔道內(nèi)。擴孔完畢后，將回擴器接好，并用卸扣與待回拖的置于滾輪架上的管道連 接進行管道回拖，最終實現(xiàn)回拖管線。但在水平定向鉆進中的上述施工過程中，經(jīng)常會遇到一些由于客觀條件造 成的施工困難，具體如1、定向鉆出土端的場地條件較差，如場地狹窄、臨 河、沼澤地或綠化保護用地等，使回擴孔時在出土端的鉆桿連接操作的施工空 間受到限制；2、從導(dǎo)向孔入土端到導(dǎo)向孔出土端之間交通不，造成回擴孔 施工時，鉆桿從導(dǎo)向孔入土端轉(zhuǎn)運到導(dǎo)向孔出土端的循環(huán)運輸困難；3、非開 挖施工長度較長時，由于回擴孔循環(huán)而需要儲備大量的鉆桿，提高了施工的成 本。上述問題的存在，極大地困擾了水平定向鉆非開挖施工的實施，從而造成 工程延誤或施工時間過長以至擴孔對塌造成工程事故等嚴(yán)重后果，成為水平定 向鉆非開挖施工進一步推廣應(yīng)用的技術(shù)障礙。發(fā)明內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種受定
向鉆出土端場地限制小，免除鉆桿循環(huán)運送的水平定向鉆進中的原孔倒推施工 方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種水平定向鉆進中的原孔倒推施工方法， 包括以下步驟步驟一，鉆導(dǎo)向孔工序，鉆機從入土端沿著設(shè)計軌跡鉆進直到出土端；步驟二，回擴孔工序，在出土端的鉆桿末端連接回擴器，利用回擴器從出 土端回擴孔道至入土端；步驟三，原孔倒推擴孔工序，在入土端的鉆桿末端連接倒推器，使倒推器 行進面朝向出土端，利用倒推器在原孔道中從入土端至出土端倒推擴孔；步驟四，回拖管線工序，在擴孔后的孔道直徑大于回拖管線直徑后，在回 擴器后端連接待回拖的管線，在孔道中實施管線回拖作業(yè)，實現(xiàn)管線的非開挖 地下穿越。較佳地，擴孔后的孔道直徑為回拖管線直徑的1.3-1.5倍。作為一種改進，在步驟三之后，重復(fù)步驟二和步驟三，經(jīng)過多次回擴孔工 序和原孔倒推擴孔工序，實現(xiàn)孔道直徑大于回拖管線直徑。本發(fā)明的倒推施工方法，由于采用了特殊設(shè)計的原孔倒推器，在出土端無 須進行鉆桿連接，克服了原有施工方法受出土端場地局限性大的缺點，在出土 端條件較差(如場地狹窄、河邊、路邊、沼澤以及綠化保護用地等)時，提高 了水平定向鉆非開挖施工的應(yīng)用性。由于僅在回擴器、原孔倒推器朝向鉆機的一端連接鉆桿，省卻了在入土端 和出土端之間來回轉(zhuǎn)運鉆桿的作業(yè)，克服了運輸條件較差時鉆桿的循環(huán)困難。同時，由于僅一端需要鉆桿，在地下施工長度較長時，對鉆桿的需求量不 會翻倍增加，克服了轉(zhuǎn)運鉆桿時鉆桿數(shù)量不足的缺陷。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于上述施工方法的原孔倒推器，包括一中空的筒 體，所述筒體的第一端為圓錐臺面，所述圓錐臺面的小端設(shè)置一半球頂，所述 筒體的第二端設(shè)置有一連接部；所述筒體和所述圓錐臺面上分別開設(shè)有小圓 孔。本發(fā)明的原孔倒推器，由于采用了中空結(jié)構(gòu)，減輕了倒推器的重量。倒推 器上的小圓孔用做泥漿系統(tǒng)，以減輕倒推時的阻力以及補充回擴孔泥漿以達到 護壁的效果。筒體第二端的連接部與鉆桿有良好的連接，傳遞扭矩。圓錐臺面 用做倒推器的行進面，以減輕倒推阻力。圓錐臺面上的半球頂為球帽形，以保 持一定阻力以免倒推器在施工中偏出原孔道。倒推器的主體為筒體，起到舵手 的作用，以保證其不偏出原孔道。 一由于上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的原孔倒推器具有結(jié)構(gòu)簡單輕巧，導(dǎo)向性好，移動 阻力小等優(yōu)點，滿足了原孔倒推施工方法的技術(shù)要求。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說 明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是本發(fā)明施工方法一具體實施例中回擴孔施工工序示意圖； 圖2是圖1所示實施例中原孔倒推施工工序示意圖； 圖3是本發(fā)明的原孔倒推器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種水平定向鉆進中的原孔倒推施工方法，包括以下步驟-步驟一，鉆導(dǎo)向孔工序，鉆機從入土端沿著設(shè)計軌跡鉆進直到出土端；一 般地，使導(dǎo)向孔曲線盡量平滑，以利后續(xù)的預(yù)擴孔施工和管線回拖施工。步驟二，回擴孔工序，如圖1所示，在出土端3的鉆桿4末端連接回擴器 1，利用回擴器1從出土端7回擴孔道6至入土端3。回擴器l僅在行進面一端 與鉆桿4通過絲扣固定連接。如現(xiàn)有技術(shù)的施工方法，鉆桿4及回擴器1均為 中空，回擴器1上開設(shè)有多個泥漿孔2。泥漿5從鉆桿4中輸入到回擴器1中， 從泥漿孔2中噴射到孔道6的側(cè)壁上。步驟三，原孔倒推擴孔工序，如圖2所示，在入土端3的鉆桿4末端連接 倒推器ll，使倒推器11的行進面朝向出土端7，利用倒推器11在原孔道6中 從入土端3至出土端7倒推擴孔。倒推器11僅在背對行進面的連接端通過絲 扣和鉆桿4固定連接。同樣地，鉆桿4及倒推器11均為中空，倒推器ll上開 設(shè)有多個泥漿孔2。泥漿5從鉆桿4中輸入到倒推器11中，從泥漿孔2中噴射 到孔道6的側(cè)壁上。根據(jù)擴孔施工時機器儀器表顯示的扭矩、推拉力數(shù)值以及回拖管道的直徑， 決定擴孔的次數(shù)。 一般地，為了使鉆出的孔徑大于回拖管線的直徑，需要對孔 道進行多次、分級擴孔。多次回擴的施工步驟即是重復(fù)上述步驟二和步驟三， 直到在擴孔后的孔道直徑大于回拖管線直徑。尤其是，為后續(xù)作業(yè)的便利，擴 孔后的孔道直徑應(yīng)達到回拖管線直徑的1.3—1.5倍。根據(jù)回拖管道的直徑， 一般地依次要進行①300mm、 cD400mm、①500mm、①600mm、①700m m等的回擴施工。步驟四，回拖管線工序，擴孔完畢后，將回擴器接好，并用卸扣與待回拖 的置于滾輪架上的管道連接，回擴器后端連接待回拖的管線，在孔道中實施管 線回拖作業(yè)，實現(xiàn)管線的非開挖地下穿越。根據(jù)施工作業(yè)的規(guī)則， 一般地，其后還包括撤場作業(yè)。穿越完成后，拆除 鉆機設(shè)備，清除施工留下的各種廢棄物，泥漿妥善處理，按照進場路線撤離。
本發(fā)明的倒推施工方法，由于采用了特殊設(shè)計的原孔倒推器，在出土端無 須進行鉆桿連接，克服了原有施工方法受出土端場地局限性大的缺點，在出土 端條件較差(如場地狹窄、河邊、路邊、沼澤以及綠化保護用地等)時，提高 了水平定向鉆非開挖施工的應(yīng)用性。由于僅在回擴器、原孔倒推器朝向鉆機的一端連接鉆桿，省卻了在入土端 和出土端之間來回轉(zhuǎn)運鉆桿的作業(yè)，克服了運輸條件較差時鉆桿的循環(huán)困難。同時，由于僅一端需要鉆桿，在地下施工長度較長時，對鉆桿的需求量不 會翻倍增加，克服了轉(zhuǎn)運鉆桿時鉆桿數(shù)量不足的缺陷。如圖3所示，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于上述施工方法的原孔倒推器，包括一中空的筒體5，筒體5的第一端為圓錐臺面2，圓錐臺面2的小端設(shè)置一 半球頂4，筒體5的第二端設(shè)置有一連接部1;筒體5和圓錐臺面2上分別開 設(shè)有小圓孔3。本發(fā)明的倒推器主體為筒體，起到舵手的作用，以保證其不偏出原孔道。 采用中空結(jié)構(gòu)，以減輕倒推器的自重。在中空的倒推器內(nèi)設(shè)置有多個小圓孔3， 用做泥漿孔，配合泥漿系統(tǒng)，減輕倒推時的阻力以及補充回擴孔泥漿來達到護 壁的效果。倒推器的連接部通過絲扣與鉆桿形成良好的連接。與連接部背向的一端為 倒推器的行進面，該行進面為錐臺面，減輕倒推阻力。在行進面的頂端設(shè)置為 半球頂，如球帽形，來保持一定阻力以免倒推器偏出原孔道。本發(fā)明的原孔倒推器，由于采用了上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單輕巧，導(dǎo)向性 好，移動阻力小等優(yōu)點，滿足了原孔倒推施工方法的技術(shù)要求。綜上所述，本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實施例，以上實 施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā) 明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的 技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種水平定向鉆進中的原孔倒推施工方法，包括以下步驟步驟一，鉆導(dǎo)向孔工序，鉆機從入土端沿著設(shè)計軌跡鉆進直到出土端；步驟二，回擴孔工序，在出土端的鉆桿末端連接回擴器，利用回擴器從出土端回擴孔道至入土端；步驟三，原孔倒推擴孔工序，在入土端的鉆桿末端連接倒推器，使倒推器行進面朝向出土端，利用倒推器在原孔道中從入土端至出土端倒推擴孔；步驟四，回拖管線工序，在擴孔后的孔道直徑大于回拖管線直徑后，在回擴器后端連接待回拖的管線，在孔道中實施管線回拖作業(yè)，實現(xiàn)管線的非開挖地下穿越。
2、 如權(quán)利要求1所述的原孔倒推施工方法，其特征在于擴孔后的孔道直 徑為回拖管線直徑的1. 3—1. 5倍。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的原孔倒推施工方法，其特征在于在步驟三之 后，重復(fù)步驟二和步驟三，經(jīng)多次回擴孔工序和原孔倒推擴孔工序使孔道直徑 大于回拖管線的直徑。
4、 一種應(yīng)用于權(quán)利要求1至3任一所述施工方法的原孔倒推器，包括一中 空的筒體，具有一第一端及一第二端；其特征在于所述筒體的第一端為圓錐 臺面，所述圓錐臺面的小端封閉，所述筒體的第二端固定設(shè)置有一連接部；所 述圓錐臺面上開設(shè)有小圓孔。
5、 如權(quán)利要求4所述的原孔倒推器，其特征在于所述圓錐臺面的小端封 閉形成一半球頂。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的原孔倒推器，其特征在于所述筒體上開設(shè)有 小圓孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水平定向鉆進中的原孔倒推施工方法，包括步驟一，鉆導(dǎo)向孔工序；步驟二，回擴孔工序，在出土端的鉆桿末端連接回擴器，利用回擴器從出土端回擴孔道至入土端；步驟三，原孔倒推擴孔工序，在入土端的鉆桿末端連接倒推器，使倒推器行進面朝向出土端，利用倒推器在原孔道中從入土端至出土端倒推擴孔；步驟四，回拖管線工序，在擴孔后的孔道直徑大于回拖管線直徑后，在回擴器后端連接待回拖的管線，在孔道中實施管線回拖作業(yè)，實現(xiàn)管線的非開挖地下穿越。本發(fā)明還可以重復(fù)步驟二和步驟三。本發(fā)明克服了非開挖施工受出土端場地條件局限性大的缺點，提高了其應(yīng)用性。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于上述施工方法的原孔倒推器。
文檔編號E21B7/04GK101158270SQ200710170589
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者宋祥銀, 汪建國, 趙官慧 申請人:上海煤氣第二管線工程有限公司