水平定向穿越导向技术初探上海联创燃气技术发展有限公司汪建国张帆摘要：本文介绍了水平定向钻施工中各种导向技术的基本原理和各自的特点，并对其适用性摘要：进行了比较。关键词：关键词：非开挖、水平定向钻、无线导向、跟踪式有线导向、地磁有线导向1非开挖技术非开挖施工技术（TrenchlessTechnology或No-Dig）是指在不开挖地表的条件下探测、检查、修复、更换和铺设各种地下公用设施的技术和方法。非开挖技术不仅能完成开挖施工无法进行的地下管线工程而且有利于环境保护，把对周围环境、交通、居民的生活影响减少到较小，做到便民、利民、不扰民。随着西气东输高压管网逐渐向中心城区延伸，天然气管道穿越河道、道路时开挖施工就会受到很多条件的制约，如规定新辟道路三年内不允许开挖施工；通航河道不能围堰直埋；另外，《城市道路管理条例》（国务院198号令）第二十七条规定在城市道路范围内禁止在桥梁上架设压力在4公斤／平方厘米以上的易燃易爆管线。而非开挖技术就能够在不影响通航交通的情况下穿越管线，并且更能保证管线的安全运营，因此随着非开挖理念逐渐被人们接受，非开挖技术在各类管线工程中扮演越来越重要的角色。2水平定向穿越水平定向穿越是其中最具活力的一种非开挖技术，它能不开挖地面，顺利地穿越地表构筑物或地下设施等障碍铺设管线。该技术具有以下优点：1)对地面建筑物和设施没有任何干扰或损坏，路面破坏少，是真正意义上的非开挖；2)不影响交通及居民出行，具有良好的社会效益；3)施工设备安裝快，施工效率高；4)可控制方向、可绕避地下障碍，施工精度高；水平定向钻的施工工艺一般可分为导向孔的钻进、预扩孔、管线回拖三个步骤，其中预扩孔的次数需要根据穿越管线的管径大小和工程实际情况而定。燃气穿越管道多数采用钢管，而钢管曲率半径的要求决定了钢管的定向穿越不同于电信、电缆等塑料管的定向穿越，它要求在实施导向钻进过程中每根钻杆只能有一定的角度改变量，这就对导向钻进提出更高要求。另外钻进轨迹的优劣直接影响回拖力的大小，而且定向穿越的风险避让很大程度体现在导向钻进这个施工工序上。因此，只有掌握先进的导向技术才能降低风险，确保穿1越工程的保质保量的安全完工。3导向技术3．1导向技术的主要分类及特点导向技术现在基本上可分为无线导向、跟踪式有线导向和地磁有线导向。3．2．1无线导向这是中小型机水平定向钻机最常用的导向方式。无线导向系统一般包括传感器、接收器和远程显示器三部分。接收器远程显示器传感器目前使用较广泛的无线导向系统有美国DCI公司和雷迪公司的控向产品。导向示意图其基本原理是由安装在钻头内的传感器发送电磁信号，该信号会被接收器接收。接收器将信号处理成四个重要讯息：倾斜度、时钟值、深度、定位点，同时将信号传送给操作台上的远程显示器。A、倾斜度倾斜度是指钻进过程中垂直深度的变化量和水平距离改变量的比值，可以2用度数或斜度百分比来表示。如果倾斜度为零，就表示钻头的两端平衡。如果倾斜度读数为负，就表示钻头朝下。读数为正，就表示钻头朝上。B、时钟值时钟值是指导向板的旋转位置（如图），它主要运用于调整钻头前进方向。C、深度若要决定钻头的深度，接收器必须在钻头的正上方，接收器会转换来自传感器的信号，并且显示深度。该深度是钻头与钻机所处平面的相对深度。D、定位点在传感器的磁波范围内有三个位置或定点可用来寻找位于地下的传感器。一个在传感器前方（前定位点或FLP）另一个在传感器后方，（后定位点或RLP）。第三个定位位置是代表传感器位置的直线。通过这些可以掌握钻头的平面位置，为导向员调整方向提供依据。3．2．2跟踪式有线导向一般情况下,无线导向系统已能顺利完成导向任务，但是在许多复杂情况下就会显现出不足。施工范围内的高架电线、水泥地面内的钢筋、交通信号灯、附近车辆以及金属围栏等均会对测得的信号造成干扰，会导致导向员无法准确定位、判断错误，进而给出错误指令，使钻进轨迹无法按设计要求进行。更为严重的情况下斜度、时钟值、深度都会无法显示，致使工程无法继续进行。跟踪式有线控向在一定程度上弥补了无线控向的不足。它的时钟值、斜度值是由传感器后端的电缆线直接传到显示器，有别于无线控向信号的电磁波发射方式，信号更加稳定可靠。在相同深度的情况下，有线导向的信号强度大大优于无线导向，因此它的探测深度也大于无线导向。另外，无线导向和跟踪式有线导向技术两者还有一个区别在于前者传感器的电源是由电池提供，并且电池是随着钻头入地的，因而工作时间有限，对于长距离工程将无法适用。而后者是通过电缆线直接从钻机电路获取电源，因此不存在电池不足的问题。因此在穿越较长距离或穿越较大较深河流时运用有线导向系统就可以提供持续的电力和准确的时钟值、斜度值，施工人员就可依据该斜度值估算穿越深度，根据时钟