给排水管道中水平定向钻技术的选择与设计
设计方案及参数的确定主要包括管材的选择与穿越曲线的设计。水平定向钻拖拉法的常用管材为钢管与PE管，这两种管材使用水平定向钻拖拉法的技术、经济比较见表1。
根据钢管与PE管在水平定向钻拖拉法应用中的各自特点，一般情况下两种管材主要的适用场合如下:钢管一般用于施工场地开阔、拖拉距离长的场合;PE管适用于施工场地相对受客观条件限制、拖拉过程中要求更加灵活的场合。相比较而言，PE管在水平定向钻拖拉法中更为常用。
2.3 穿越曲线的设计
穿越曲线的设计是水平定向钻拖拉法设计的核心，通俗地讲就是寻找最理想的钻进路径。拖拉管的穿越曲线由造斜段与水平段组成，图1为水平定向钻拖拉管穿越曲线示意。
水平定向钻拖拉法穿越曲线的设计过程主要如下:
(1)通过对管道的技术、经济比较与论证，并对工程特点进行分析，选择最为适宜的管材。
(2)根据流量及试验压力确定管道的壁厚和管道外径D(m)。
(3)确定拖拉管水平段的埋深h(m)及长度l3(m)。l3一般是穿越障碍物的实际需要长度。拖拉管的覆土需满足以下要求:①穿越公路、铁路、河流时，其覆土厚度满足有关部门专业规
范的要求，当无特别要求时，应符合表2的要求，以及有关专业规范和主管部门的要求;②敷设在建筑物基础一侧时，管道与建筑物基础的水平净距必须在持力层扩散角范围以外，尚应考虑土层扰动后的变化，扩散角不得小于45°;③敷设在建筑物基础以下时，必须经过验算对建筑物基础不会产生影响后方可确定埋深;④与现有地下管线平行敷设时，扩孔与地下管线水平净距不得小于0.6 m;⑤与现有地下管线交叉敷设时，扩孔与地下管线垂直净距在粘性土中不得小于0.5 m，在砂性土不得小于1.0 m;⑥遇可燃性管道、特种管线，应考虑加大水平净距和垂直
净距。当达不到上述距离要求时，应增设有效的技术安全防护措施。
(4)确定拖拉管的曲率半径。拖拉管的曲率半径包括造斜段(钻杆进入敷管位置的过度段)曲率半径R1及第二造斜段(钻杆钻出地表的过度段)曲率半径R2。拖拉管的曲率半径R通常是由钻杆的曲率半径与管材的曲率半径共同确定的。钻杆的曲率半径Rz由钻杆的弯曲强度所确定，因钻杆制造厂家不同也有差异，通常根据经验取Rz≥1 200Dz(Dz为钻杆外径)，这是保证钻杆不至于过载的转弯限制。
拖拉PE管的曲率半径Rmin(m)为:Rmin=1 000ED/(2σp) (1)式中E———管道弹性模量，MPa;D———管径，m;σp———管道弯曲应力，MPa。通常拖拉PE管的曲率半径大于管材外径的40倍即可，故其曲率半径通常是由钻杆确定。钢管弹性模量较大，拖拉钢管的曲率半径通常是由钢管本身确定。根据经验，拖拉PE管的曲率半径通常取R≥800D～1 200D，拖拉钢管的曲率半径取R≥1 200D～1 500D。
(5)造斜段水平长度l1与l2的确定。造斜段水平长度是由水平段管道埋深h与R确定的。造
斜段水平长度值太大则导致拖拉管总长度增加，进而增加总投资;太小则导致难以达到要求的施工精度，且施工难度、风险增加。根据国内经验，造斜段水平长度值一般为h的8～10倍，国外则高达11倍以上。
(6)入土角α与出土角β的确定。入土角α不宜超过15°，出土角β由导向钻杆及拖拉管材允许曲率半径较大者确定，一般不宜超过20°。
(7)确定入土点A与出土点B。根据水平段埋深h、曲率半径R及入土角α与出土角β等参数可确定距障碍物最近的可能入土点与出土点，得到拖拉管总水平长度L(m)，进而得到拖拉管穿越曲线的实际长度L′(m)。L′可以根据穿越曲线计算，定向钻施工哪家价格合理，也可以采用经验值L′=(1.02～1.04)L。
(8)拖拉管段回拉力Pt的计算。根据拖拉管的回拉力复核管道壁厚是否满足拖拉要求。拖拉管段的回拉力Pt为:Pt=Py+Pf(2)Py=πD2kRa/4(3)Pf=πDL′f(4)式中Pt———拖拉管段的回拉力，kN;Py———扩孔钻头迎面阻力，kN;Dk———扩孔钻头外径，m，一般为管道外径的1.1～1.4倍;Ra———迎面土积压力，kPa，根据各地土质状况取值不同，如上海地区在护孔泥浆中粘性土Ra取50～60 kPa，砂性土Ra取80～100 kPa;Pf———管周摩阻力，kN;f———管周与土的单位侧壁摩擦力，kPa，根据各地土质状况取值不同，如上海地区粘性土f取0.3～0.4 kPa，砂性土f取0.5～0.7 kPa。拖拉管应进行必要的压力试验，通常包括拖拉管材连接完成后的压力试验以及拖拉管施工完毕后的压力试验，这是确保拖拉管施工质量的重要手段。
3 结语
水平定向钻拖拉法是近年来开始逐渐得到广泛应用的一种非开挖管道施工技术，目前国内尚无相应的国家规范和标准，其技术仍在不断地摸索与完善之中。水平定向钻拖拉法对于不具备开挖条件的中小口径给排水管道较为适用，也适用于煤气管、各种线缆及其套管穿越障碍物，实用性很强，具备广阔的推广与应用前景。
减少导向孔曲线与设计曲线偏差的方法
总结出了以上造成导向孔曲线与设计曲线偏差的原因，通过几年的工作经验，找到了一些在施工过程中解决这些问题的方法。
1、采用人工磁场的方法来减小导向孔曲线的偏移
控制水平定向钻的控向系统是地磁场，通过钻头后面的探头针将导向孔的数据传输给电脑。但是地磁场十分微弱，容易受到外界其它物体磁场的影响，造成了的得到的磁方位数据的不准确。制造人工磁场是加一个强大直流电，再在穿越中心线的两侧设置一个闭合线圈。所以人工磁场产生的磁场远远大于地磁场和其他物体的磁场，所以受到的干扰就会小很多。甚至是可以被忽略的。这种人工磁场铺设简单，但又极具效果。且经济实惠。人工磁场能准确的反映探头在地下工作中的具体位置，穿越点的高度以及左右的偏移量。得到的数据是探头真是位置的反映。当水平定向钻的探头到达人工磁场的闭合线圈的时候便接通了直流电源产生了磁场。穿越轴线的偏移量以及标高差就是通过这人工磁场来测量的。并且可以通过人工磁场和地磁场左右偏差的比较，可以确定此时探头的方位角。从而测量出了下一根钻杆将要进行的方位。再有由于人工磁场能在地磁场的干扰下准确的测量出管线穿越的方位角，又能不受地磁场的干扰校正控向磁方位角，所以能更好的控制穿越曲线与设计曲线产生的偏差。并且人工磁场更好的保证了穿越曲线的平滑性。
2、应该减少外部磁场的干扰
外部磁场主要是包括地下管道，地下电缆以及一些刚性的建筑物。这些外部的磁场将会影响地磁场的强度以及地磁场的方位角，从而影响了控制钻头的方位角，方位角的不确定性以及不准确性将直接影响了导向孔钻入地下的方位角，使得导向孔的方向失控。所以针对这一问题，应该在开钻时进行实地的勘察，确定外部磁场所影响的范围。从而测出偏移量，在导向孔钻入期间控制其中的偏移量。在进入外部磁场时，方位角已经发生了变化，已经与控向方位角已经不同，此时忽略干扰直接钻进，但在进行数据测量的时候，钻头穿越过磁场干扰区时后，计算机控向数据能恢复正常。此时的误差应该在所允许的范围之内。但如果两者之间相差的较大先算出偏差量，再将钻头抽出在偏差量范围内再钻进一次就能使穿越曲线与设计曲线相结合。
3、必须保证钻机就位方位与穿越中心线相结合
在钻几开工前必须先安装好地锚，地锚与钻机的方位是必须保持一致的。所以在安装地锚是应将地锚系统安置在穿越系统的中心轴上。从而保证了钻机的就位。在钻机就位前用测量仪器放出管线穿越中心线，定向钻施工有哪些企业，根据钻机入土角以及钻机本身的尺寸以及一系列的参考数据计算出钻机就位的准确位置并用白灰做以记号。标记好后不仅要以白灰记号为依据，还要用用测量仪计算出钻机的偏位差。计算出偏位差在钻机入土是使偏位差为零，从而为导向孔的轨迹与设计曲线相结合做了保证。
4、人为因素使导向孔与原设计曲线偏离这一现象的消除
开钻前必须对相关人员，如：测量放线人员，控向人员已经司钻做好足够的培训，使员工的素质得到提高。让员工之间能互相配合，来防止人为因素导致的导向孔穿越曲线与设计曲线发生的偏移。
5、必须保证地测量
测量包括测量磁方位角、做好穿越中心线的复测工作、准确测量钻杆长度等三个主要方面。磁方位角作为定向钻穿越工程中最重要的工程数据，是确保导向孔曲线圆滑的重要因素。因此在导向孔开始工作前要认真做好磁反方位角的测量。导向孔控向最原始的方位值就是穿越中心线的磁方位角。所以磁方位角必须准确。这是水平定向钻施工进行最重要的一步。第二个测量就是做好穿越中心线的复查工作。在开钻之前，要设计好交桩，对出、入土点进行定桩。对出、入土之间的距离以及出、入土之间的高程进行复查测量，在出、入土测进行准确确定中心桩。第三个测量就是认真测量钻杆的长度。在导向孔开钻之前，按照钻杆的连接顺序准确的测量出没一根钻杆的长度，单位是mm并且做好记录。
总而言之，要减少水平定向钻穿越中的偏差，就必须明白产生其偏差的原因，知道了原因就应该找到相应的解决方法，以上都做出了相应的说明。水平定向钻工程中包含了多种的数据分析以及数据测量数据统计，这就更高的要求了相关人员耐心程度，陕西定向钻施工，以及各级人员之间的相互配合。唯有对每个细节都严格要求，定向钻施工哪家便宜，才能做出一份好的工程，细节决定品质和成败。随着技术的发展，水平定向钻工程的性也越来越严格，相信其工程的周期性会越来越短，成功率越来越高。
