管道非开挖教材

第一章导向钻孔铺管钻机

导向钻孔铺管钻机不同于矿床勘探岩芯钻机、水文水井钻机、石油勘采钻机、工程勘

探钻机、桩基钻机，它是按设计钻孔轨迹钻进，能钻曲线孔，导向孔钻穿后，回拖扩孔、

清孔、铺管。根据铺管长度和管径，可设计成小型、中型和大型铺管钻机。它将柴油机的

机械动力通过液压油泵转换成高压油能量，经过油路系统传递给工作件，如马达和油缸等。

由油缸和马达来做功，实现钻具的回转和钻进。

利用该技术能穿越街道、建筑物、广场、公路、铁路、机场跑道、河流、湖泊、水塘、

村庄等。它可钻最小孔径650mm铺设最小管径@13mm。国外报道已钻最大孔径61800mm,

铺管径61400mm。已钻最长孔2323多米，铺管直径6457米。导向钻孔铺管钻机广泛应用于

钻孔铺设通信护管、电力护管、交通信号护管，供水管，排水管、输气管、输油管、热力

管、化工管。也用于隧洞管棚，辐射集水井、地基注浆工程施工。

导向钻孔铺管钻机必须与导向仪配合钻进，由导向仪来跟踪测量导向钻头的位置、方

向和深度，导向员发出指令，指导机长钻进导向孔。导向孔轨迹是一条设计曲线，也可是

一条直线。铺设钢管，钻孔轨迹曲线按钢管的曲率计算设计。回拖扩孔时，根据铺管管径

和长度来确定扩孔直径，选择扩孔钻头直径。由地层地质来确定扩孔、清孔次数，选择扩

孔钻头级别。成孔后再回拖铺管。做管棚、集水井钻完导向孔，拖回导向钻头，再顶钻进

套管或滤水管。做地基注浆，钻完导向孔后直接回拖注浆。在我国钻孔铺管非开挖施工中，

使用最多的是国产DDW系列钻机。照片1、2是DDW钻机铺管施工。

照片1照片2

第一节DDW系列钻机及其主要技术参数

一、DDW-50钻机

钻机设计成分体式结构，主机和动

力站。主机的外形尺寸长X宽X高为2100m

mX1000mmX800mm,主机重800Kg。动力站外

形尺寸长X宽X高3600mmXl200mmX1700mm,动

力站重1600Kg。配出50mm*500mm钻杆，

@80mm导向钻头，6440mm最大扩孔钻头，

YBW150泥浆泵。动力头输出转速

0-70r/min,输出扭矩2500N・m.给进回拖

采用马达链条机构，给进回拖力50KN。DDW-50钻机体积小，重量轻，安装

于狭窄的工作坑内作水平钻孔铺管施工。

二、DDW-100钻机

DDW-100钻机设计分体式

结构，主机外形尺寸长宽高

为3300mm*1100mm*1100mm,主

机重1400Kg。动力站外形尺寸

长宽高3600mm*1200mm*1700mm,

动力站重1600Kg,配@50mm*

1500mm钻杆，＜D80mm导向钻头，

扩孔钻头配到540mmoDDW-100钻机

DDW-100钻机的主机有加长

型，即DDWT00L钻机，配由50mni*2000nim钻杆。根据客户要求，将DDW-100L钻机设计成橡胶

履带底盘的整体式钻机。动力头输出转速0-60r/min,输出扭矩3000N•mo给进回拖采用马

达链条机构，给进回拖力100KN。桅杆调节角度0-16°。DDW-100钻机体积小，适应在市区内

场地施工，也适应在工作坑内施工。

三、DDWT50钻机

钻机结构为分体式，由主机

和动力站组成。主机外形尺寸长

宽高为4500mm*1200mm*l100mm。

动力站重3600Kg。主机底盘有轮

式结构和小履带式结构。

配663mm*3000mm钻杆，680mm

导向钻头，扩孔钻头配到6640mm,

BW250泥浆泵，1.7m3泥浆搅拌机。

也可以根据客户需要，配660mm*DDW-150钻机

2000mm钻杆，同时缩短主机桅杆长

度。动力头输出转速0-80r/min,输出扭矩5000N•m。给进回拖采用马达链条式机构，给进

回拖力150KN。轮式、小履带式桅杆与地面成7。-21°夹角钻进。DDW-150钻机已设计出地铁

管棚专用钻机和辐射水井专用钻机。DDW-150钻机体积较小，适应在市区施工。也能在工作

坑内施工。

四、DDW-150K钻机

DDW-150K钻机是在是0钻机

基础改型设计成橡胶履带自行式

结构，钻机能。钻机外形尺寸长

宽高为5200mm*2300mm*2200mni,

钻机重5500Kg。配

小63mm*3000mm钻杆，680mm导

向钻头，回扩钻头配到@640mm,

BW250泥浆泵，L7m3泥浆搅拌机。DDW-150K钻机

动力头输出转速慢档0-40r/min,

快档0-80r/min。快档扭矩3500N•m,慢档扭矩7000N•m。给进回拖采用马达链条机构，给

进回拖力150KN。桅杆调节角度9°-18°。钻机在工作坑内可与地面成0-18°钻进。适应在市

内和市郊施工。

五、DDW-210钻机

DDW-210钻机为橡胶履带

自行式整体结构，对位和

短距离搬迁方便。

钻机外形尺寸长宽高为

5880mm*2230mm*2200mmo

钻机重6800Kg。配673mm*

3000mm钻杆，<i>110mnr导

向钻头，扩孔钻头配到6840mm。DDW-210钻机

BW250泥浆泵，L7m3泥浆搅拌机。

动力头输出转速慢档0-50r/min,快档0T00r/min,输出扭矩快档4000N•m,慢档8500N•mo

给进、回拖采用马达链条机构，给进、回拖力210KN。钻机桅杆调节角度为0°78。，在地面

可以9°-18。夹角钻进。在工作坑内可以0T8。夹角钻进。2005年8月在广东江门完成了一条

长460米，中160mm钢管。DDW-210钻机适应在市区和郊区施工。

六、DDW-230钻机

DDW-230钻机是在210型

钻机基础上改型设计的，钻

机的回转和给进机构采用液控

先导阀控制。

钻机外形尺寸长X宽X高

6000mm*2330mm*2440mm,

钻机重7100Kg。配673mm*

3000mm钻杆，6110mm导向

钻头，扩孔钻头配到小840mm,DDW-230钻机

BW250泥浆泵，1.7m3泥浆搅拌机。动力头输出转速慢档0-50r/min,快档OTOOr/min,输出

扭矩快档4000N•m,慢档8000N•m。给进回拖采用马达链条机构，给进回拖力230KN。钻机

桅杆调节角度0°T8。，在地面，钻机桅杆与地面成9。-18。夹角钻进，钻机在工作坑内桅杆

与地面成0T8°夹角钻进。DDW-230钻机主要用作出口和销售到港澳地区。

七、DDW-320钻机

DDW-320钻机设计成橡胶

履带自行式整体结构。

主机外形尺寸长宽高为

7100mm*2300mm*2420mm,钻

机重11500Kg。配673*3000mm

钻杆，（M30mm导向钻头，

@240mm-e940mm8个的扩孔

钻头，BW320泥浆泵,3m3泥

浆搅拌机。动力头输出转速DDW-320钻机

慢档0-75r/min,快档0T50r/min。输出打1矩快档6000N•m,慢档12000N・m。给进回拖采用

马达链条机构，给进回拖力320KN。钻机桅杆调节角度为9°-18°,在工作坑内钻机可与地面

成0T8°夹角钻进。DDW-320钻机适应在市区和郊区施工。

八、DDW-500钻机

DDW-500钻机设计成整体式结构，配操控室，吊机，钢质履带底盘，能自行。钻机外形

尺寸长宽高14800mm*2800mm*4000mm.钻机重27000Kg,配<!>114mm*9400mm钻杆，6200mm导

向钻头，出330mm-61060mm9个扩孔钻头，2台BW400泥浆泵，20m3泥浆搅拌机。动力头输出

转速0-80r/min,输出扭矩25000N给进回拖采用马达齿轮齿条机构，给进回拖力500KN。

桅杆可伸缩，桅杆调节角度为8°-20。。DDW-500钻机体积大，要求施工场大，适应在市郊施

To

九、DDW-800钻机

DDW-800钻机设计成整

体式钻机，配操控室、吊机,

钢质履带式底盘，能自行。

钻机外形尺寸长宽高为

15700mm*2800mm*3300mm,

钻机重30000Kg。配6127mm

*9600mm钻杆，6280mnr导向

钻头，6330mm-61160mm9个扩孔钻DDW-800钻机

头。MTL944-100泥浆泵，20m3泥浆搅拌机。

动力头输出转速0-80r/min,扭矩42000N•m。给进回拖采用马达齿轮条机构，给进回拖力

800KNo桅杆可伸缩，桅杆调节角度8°-20。。

十、DDW系列钻机特点

DDW系列钻机给进回拖采用马达、链条式或马达齿轮齿条机构，给进力和回拖力相等，

给进力大，钻导向孔时钻机能发挥最大的穿越距离。如，DDWT00钻机，施工穿越长度达230

米。DDW210钻机施工穿越长度已达460米。DDW320钻机施工穿越长度已达720米。DDW-500型

钻机完成了6330钢管970米的穿越长度。口口川-720钻机完成4)711钢管430米。

DDW系列钻机回转扭矩大，钻进速度快，扩孔效率高，铺管顺畅。如，DDW-320钻机在

厦门钻孔铺设④813mmPE输水管，长192米，只用6天时间。DDW-150钻机在兰州市铺设6219mm

输气钢管，长180米，只用4天时间。DDW-210钻机在广州番禹铺设6377mm+673mm输气钢管

和通讯保护钢管，长405米，只用5天时间。DDW-150K钻机在河南濮阳铺设6530mm排污钢管，

长197米，只用5天时间。DDWT00钻机在江苏邳州火车站穿越铁路公路铺设9根(MIOmmPE管，

长140米，只用4天时间。

DDW系列钻机全部采用液压系统来控制，自动化程度高，劳动强度低，操作简单，易学

易懂。

DDW系列钻机设计结构合理，标准化程度高，柴油机、液压泵、马达、阀、泥浆泵都选

用国产最好产品，部分部件选用进口产品。

DDW系列钻机也存在不足，我们在不断地改进，不断地提高，不断完善产品质量。我们

将以最好的产品，最佳的技术为国家和全世界非开挖事业服务。

DDW系列钻机施工实例表

工程名称施工钻机铺管根数规格材质工程地址施工单位

电信护管100钻机4)110*6mm*190mpek春市金丹开发M长春路宝非开挖

电信护管100钻机<1>80*8mm*200mpe沈阳辽河沈阳

电信护管100钻机18-4)110*8mm*60mpe云南蒙自洪河管道

排污管道100钻机6600*12mm*60mpe江苏常州周红英

煤气管道150钻机d>2178mpe兰州马滩村李鑫

电信护管150钻机<l>40*3mm*260m硅芯管聊城马夹河电信公司

电信护管150钻机12T0*6mm*130mpe上海徐家汇霞运路

排污管道150K钻机6500*7.1mm*198m钢管濮阳中原油田区王向东

污水管道150K钻机6450*8mni*200in钢管湖州市练市大桥湖南市政

排污管道210钻机4>1200mm*120m缠绕管宁波市

污水管道210钻机6630mm*158mpe上海市政张振平

输油管道210钻机(l>160mm460m钢管广东江门梁国照

煤气管道210钻机<t>80mm*400m钢管哈尔滨市华阳燃气

污水管道210钻机6325mm*280mpe上海市闵行区山松非开挖

输油管道320钻机6325mm+76mm*470m钢管广东顺德四川成都

输油管道320钻机<1)355nlm+76mm*440nl专网管广东平山王向东

燃气管道320钻机4)800mm*120m钢管临沂市泰安建筑

电力护管230钻机9-160mm*136mpe广东盐步周波浩

输油管道500钻机6325mm*970nl钢管珠海市徐州利友

输气管道720钻机6600mm*380nl钢管杭州余杭安徽两淮

第二节DDW-210钻机结构实例分解

DDW-210钻机可分为动力液压系统、主机、泥浆系统、电路和钻杆钻具。

一、动力液压系统

柴油机为主机提供动力，由液压

系统来传递动力和做功，实现钻

进、回拖扩孔、清孔、铺管、输

送泥浆、装卸钻杆。动力站设计

安装于底盘一侧。它的主要部件

为康明斯柴油机，柴油箱和液压

系统各部件构成。

DDW-210钻机康明斯柴油机

型号6BT5.9,柴油机功率110KW,DDW-210钻机动力站

转速2300r/min.柴油箱容积92升。液压系

统主要由三联齿轮油泵、溢流阀、电磁阀、

二联换向阀、三联换向阀、四联换向阀、

安全阀、起塔油缸、支腿油缸、夹紧油缸、

卸扣油缸、给进回拖马达、回转马达、行

走马达、过滤止回阀、油箱、冷却油箱、

吸油管、高压输油管、回油管、接头、阀

座、压力表组成。

柴油机输出轴与三联齿轮油泵相联，

柴油机动力输送到三联齿轮油泵，三联齿

轮油泵高速旋转，吸入液压油，输出高压

油。

三联齿轮油泵一泵油经溢流阀调压至

16Mpa,通过油管、二联换向阀进入回转

马达，马达旋转带动主轴转动做功，油通

过回油管返回油箱、二联换向阀分出一股

高压油连通卸扣油缸。让卸扣油缸卸扣、

复位。如示意图1

图1

三联齿轮油泵二泵油经溢流阀

调压至18Mpa,通过油管、电磁阀进

入泥浆马达，马达旋转带动泥浆泵工

作。如示意图2,

三联齿轮油泵三泵油经溢流

阀调压至21Mpa,通过油管三联

换向阀进入给进回拖马达，给

进回拖马达旋转带动链条运动，

从而带动力头来回滑动，动力

头给进、回拖。为了节省辅助

时间，在泥浆泵停泵后，将三

联齿轮油泵油经电磁阀输入给进

回拖马达，从而实现快速进给回拖。

如示意图3。三联换向阀分二股油

进入前后夹持器做功，夹紧钻杆，

松开钻杆。前后夹持器与卸扣缸，

动力头回转马达相配合完成装卸

钻杆。从三联换向阀引出一根油

管，接通四联换向阀，即支腿换

向阀，起塔换向阀，左行走换向

阀，右行走换向阀。支腿换向阀

控制支腿油缸支腿、复位。起塔

换向阀控制起塔油缸起塔、落塔。

左右行走换向阀控制钻机行走、

转弯、后退。

二、主机

主机由动力头、桅杆和

底盘、操控台构成。动力头

是钻机的核心部件。动力头

主要由摆线马达、齿轮轴、

轴承212、齿轮；主轴、轴

承8320、轴承119、轴承座、

油封、压盖、箱体、水龙头、

钻杆短节构成。由动力头来DDW-210钻机主机

完成钻进、回拖扩孔、清孔、

铺管，输送泥浆。动力头要

承载扭矩、给进力、拖回力、

以及钻扩孔的冲击载荷。尤其

是钻杆短节受力复杂，易疲劳折断。动

力头箱体内加双曲线齿轮油，润滑齿轮

和轴承。钻杆短节丝扣部常加丝扣油，

保护丝扣和易卸钻杆。

桅杆由桅杆、径向柱塞马达链条给

进回拖机构、前后夹持器、卸扣机构、

导向架、起塔机构、前锚座构成。桅杆动力头

用绞链结构水平安装于底盘上，桅杆可调角度0T8°,钻机在工作坑内施工，入土角0-18°

钻进。钻机在平地施工，入土角9。-18。钻进。前锚座用来固定钻机，承载钻机给进力和回

拖力的反作用力。

底盘由底盘行走机构、支腿机构构成。底盘行走机构由马达带动橡胶履带自行、前进、

后退、左右转弯、它支承动力站、主机、操控台、泥浆泵。

操控台由各种仪表、开关、换向阀、坐椅构成。电表、水温表、机油压力表、转速表

是反应柴油机运行状态参数。扭矩液压表，给进回拖液压表，泥浆压力表是反应钻进、扩

孔、清孔、铺管、泥浆技术参数。三只开关，一只是控制泥浆泵、快速给进回拖电磁阀，

一只控制快速回转电磁阀，一只控制灯。二联换向阀控制回转、卸扣，三联换向阀控制给

进回拖，前后夹持。二只安全阀分别插装在二联换向阀和三联换向阀上。四联换向阀中装

在钻机后部，阀体上插装安全阀。

三、泥浆系统

泥浆泵泥浆搅拌机

泥浆系统由泥浆搅拌机、泥浆泵、吸水胶管、输送泥浆的高压胶管、水龙头、钻杆、

钻头构成。

泥浆搅拌机由L7m3水箱、吸水滤管、碟阀、吸水胶管、汽油机水泵、射流嘴、漏斗构

成。开启蝶阀，启动汽油机水泵，水射流循环，在射流嘴处形成负压，吸食漏斗泥浆粉末

料并喷射于水箱，泥浆粉未料迅速分解溶于水中，循环搅拌成泥浆。用吸水胶管与泥浆泵

相联，接通泥浆。

泥浆泵由马达、变速箱、泵头、活塞、拉杆、蓄能罐、安全阀构成，马达驱动变速箱

内轴、齿轮、曲轴转动、带动拉杆活塞直线运动，吸入泥浆并转变成高压泥浆，经过高压

胶管、水龙头、钻杆输送至钻头。

四、电路

如电路图所示

钻机工作时，合上电源闸，接通电源，启动柴油机工作，并给电瓶充电。停机后，关

闭电源闸，防止电源漏失。在野外施工，钻机工况不佳，易造成钻机电路松脱，接触不良、

短路、元件失灵、漏电故障，应及时维修。

五、钻具

钻具包括出73mm*3000mm钻杆，@110mm导向钻头，＜»240mm、6330mm、6440mm、（b540

mm、＜t＞640mm、6740mm、@840mm扩孔钻头，公母拉鼻子、分动器。

导向钻头分动器

钻杆联接钻机与钻头，传递扭矩、给进力、回拖力，输送泥浆作用。使用有线探棒时,

中心孔穿电缆线。钻杆螺纹要常抹丝扣油。

导向钻头由导向板、钻头体、变径接头、喷水嘴构成。导向板有长方形、三角形、在

大头形，板上镶有硬质合金，用作切削岩土。导向板与钻头体中心线成15°-20°的夹角，

在顶进时改变钻头方向。钻头在钻进时，泥浆从喷水嘴喷出，冷却润滑钻头。

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扩孔钻头结构有多种形成，刮刀式扩孔钻头，挤压式扩孔钻头，牙轮式扩孔钻头。刮

刀式扩孔钻头有辐射刮刀式，对称刮式，异形刮刀式。挤压式扩孔钻头锥台式，凹槽式，

玉米棒式。牙轮扩孔钻头有钢齿牙轮式，圆球齿牙轮式，尖齿牙轮式。刮刀式钻头和挤压

式钻头用作土层扩孔，牙轮式扩孔钻头用作岩石地层扩孔。DDW210钻机配刮刀式、锥台挤

压式七种规格扩孔钻头。扩孔钻头刀头镶有硬质合金。刀头如果磨损，钻进效率低，要修

复刀头，补镶硬质合金，或者重焊刀头。

分动器由筒体、轴、平面轴承、滚动轴承、叉接头、油封、螺栓销构成。分动器终结

扭矩，传递回拖力。有将扩孔钻头和分动器设计成一体，分动体在施工中不会打折，给施

工带来方便。有些工程队在扩孔时习惯于不用分动器，直接将钻杆接在扩孔钻头上，要求

设计钻头与分动器分开。

第二章导向仪

导向仪分无线导向仪和有线导向仪，无线导向仪由探棒、接收机、显示屏构成。无线

导向仪均是从美国、英国、日本进口。有线导向仪除个别自制的外，大部是进口的。无线

导向器价格低（相对有线），操作简单，导向速度快，导向距离因电池容量而受到限制，最

长导向距离1000米内。有线导向仪的最大优点是不受距离和时间限制，抗干扰能力强，它

应用在大型钻机上。月蚀导向仪配有简便有线导向仪，普遍应用于中小型钻机上。在电磁

干扰强的地方用有线导向仪，在无电磁干扰的地方用无线导向仪。

第一节无线导向仪主要参数

一、斜度

斜度是指导向钻头与水平面的夹角，当钻头朝下时，斜度为负值，钻头往深处钻进。

当钻头与水平面的夹角为0时，斜度为0,钻头水平钻进。当钻头朝上时;斜度为正值，钻

头向地面钻出。要改变钻头的斜度值，钻头顶进。例如，钻头斜度为3度，要变成5度，用

12点顶进即可改变成5度。

二、钻头的钟面角

将导向钻头的导向板看成是一个指针，导向板朝上为12点，朝下为6点，右为3点，左

为9点，转一圈12个点。

三、钻头位置和方向

钻头位置在钻进时随时变化，钻头位置变化轨迹就是导向孔轨迹。每次测量找钻头位

置点时要找准确。确定钻头位置后才能确定钻头的方向，方向对准出土点，正确，否则要

纠编，调节钻头钻进方向。

四、钻头深度

找准钻头位置后，在钻头位置的正上方测量钻头深度值，只有找准钻头位置，才能准

确测量深度值。

五、探棒温度

探棒内置高精密斜度、钟面角、温度等传感器和无线电电子元器件，对温度敏感。探

棒体也是一种不耐高温的聚合物材料。探棒在30°内能正常工作，超30°C-60°C有可能信息

不准，超过60°C至100℃,探棒变型或烧坏。导向员、机长要随时注意观察探棒温度。在缺

水钻进时，温度上升快，有时传感器未报警时被烧掉。

六、探棒电池电量

探棒电池电量是指电池畜量。在接收机上可随时观察探棒电池电量。国产双鹿电池能

用4小时，可钻150米长导向孔。南浮电池能8小时，可钻250米导向孔。进口金霸王电池能

用12小时，可钻400米长导向孔。进口金亮电池能用22小时;可钻800-1000米长导向孔。钻

导向孔之前要求做好一切准备，钻进速度要快，中间最好不停钻。所有探棒用2号电池。

七、探棒信号强度

马克III、月蚀导向仪器用数999-0表示探棒信号强度，信号强度只作参考值，不作导向

用。如果信号强度低于200,探棒信息不准。低于120,无斜度、钟面角信息。在探棒不装

电池，接收机的信号强度就是干扰信号强度，可以用接收机测量钻孔路由的干扰信号强度,

如果某段干扰信号强度超过320,那么某段在钻进有可能无斜度和钟面角信号。提示导向员

提前做好准备，用什么方法钻进这段。385、386、向导川、向导V用图标和百分率来显示

导向仪强度，并应用于寻找钻头位置。钻头埋深与信号强度有直接关系，钻头浅，信号强

度高，钻头深，信号强度弱。

八、接收机的电池电量

接收机的电池电量可在窗口观察。马克III、月蚀导向仪自备充电电池，每次用后就要

充电，充电后即可用。其它的无线导向仪要外购1号电池，消耗量不少。准备要充足。否则

影响施工。

第二节导向仪

一、马克HI导向仪（见附件）

二、月蚀导向仪（见附件）

三、385导向仪（见附件）

四、386导向仪（见附件）

五、向导HI导向仪（见附件）

六、向导V导向仪（见附件）

第三章导向钻孔铺管施工工艺

第一节钻机操作

钻机操作分如下步骤进行:

一、人员配备

项目经理1名全面负责工程技术，项目管理，指导施工。

机长1名组织现场施工、操作、保养、安装钻机。

导向员1名操作、保养仪器，协助接钻杆、拉管。

泥浆工1-2名负责泥浆搅拌。

钻工1-4名装卸、保养钻杆、钻头，协助安装钻机。

杂工2-5名开挖入、出土坑，搬运钻杆。

材料员兼司机1名采购、保管材料，转场、运输。

焊管子工1-2名接管、做管头。

分工明确、灵活调度、主动合作。

二、工具、油料、劳保配备

小型发电机3-8KW1台，配输电线路100米，花线50米，杆座、杆头、灯头、灯泡、电笔、

胶布。

污水泵10米扬程,15m7h,1-3台，配输水管100米，接头。

对讲机1对

2寸吸水胶管15米长（50、100型钻机配）

塑料水桶-2m;31个（50、100型钻机配）

2#高能碱性电池10对（金霸王，南浮）

管子钳120cm2把

管子钳45cm2把

九1力棒650XL42-4根（旧钢管）

钢丝钳2把

活动扳手3702把

活动扳手2001把

开口扳手套装1套

开口扳手30—322把

开口扳手32-362把

开口扳手412把

内六角板手套装1套

梅花扳手套装1套

套筒扳手32件1套

一字螺丝刀75X31把

-字螺丝刀100X41把

十字螺丝刀641把

十字螺丝刀681把

断线钳4001把

大锤16磅1-2把

钢锹4把

十字镐2把

麻绳20米1捆

皮尺50米1个

钢卷尺5米1个

抬杠（木质）2-4根

手锯1把

钢锯1把配锯片一盒

钢杆L3米2根

毛刷2把

喷漆2桶

胶桶2个

铁丝12#10kg

手电钻配①13-①16钻头各一只

防雨布6*8n?-2块

拉管头根据客户需要做

油料：

0#柴油60升

46#液压油50升

柴机油5升

黄油5kg

二硫化铝丝扣油10kg

双曲线齿轮油6升

劳保：

安全背心1件/人

工作服1套/人

雨衣1套/人

雨鞋1双/人

工作皮鞋1双/人

手套1双/人

太阳伞1把

安全帽1顶/人

安全围带1卷

安全牌5块

三、开钻前准备

将钻机擦洗干净，检查钻机在运输途中有无损伤，螺栓、油路接头有无松动；检查柴

油机、水、机油、柴油；检查泥浆泵机油；检查动力头机油、液压油是否缺少，检查各黄

油嘴上是否加黄油，检查其它所有需润滑或冷却部位是否需添加润滑油或水，给钻杆钻头

的丝扣加丝扣油；连接好油路油管、水管、电路；钻具、工具堆放整齐；动力站上方，机

械运动的部件及附近不能放置工具和杂物；准备泥浆用水。

四、钻机启动

合上电源开关；开锁，按住启动按钮，柴油机启动；柴油机启动后应立即松开；待柴

油机启动运转五分钟后再让加载工作。逐步调大油门，柴油机高速运转，有转速表按指针

调油门，无表听音调油门。

五、钻导向孔操作

调好导轨夹角，更换油管。接好钻杆、导向钻头，并拧紧。具体步骤：开泥浆泵一＞正

转一＞给进（或找钟点给进）—＞停止给进一＞停止正转一＞关泥浆泵一＞前夹紧一回

拖3厘米一＞反转一*回拖一＞快速回拖一》正转一＞快速回拖停止一＞回拖停止一*

加钻杆一＞给进一＞给进停止一＞正转停止一＞前夹持器松开。

六、扩孔、清孔操作

导向孔钻穿后，停止钻进。仃机，用2把管子钳及加力棒卸下导向钻头，接上扩孔钻头

和母拉鼻子，回扩两根钻杆后，退出扩孔钻头，连接分动器、公拉鼻子、钻杆，用粗麻绳

拴住钻杆，拉紧。将钻头回拖进孔后再正转扩孔。扩孔操作步骤如下:开泥浆泵一＞正转一》

回拖一＞回拖停止一＞正转停止一＞关泥浆泵一＞前夹紧一＞后夹紧一＞反转一＞反转

停止---＞卸扣---＞正转---＞正转停止---＞后松开---＞复位---＞反转---＞反转停止---＞后

夹紧一＞反转一＞后松开一》回拖一＞取钻杆一＞回拖停止一＞给进一快速给进一＞

正转一＞快速给进停止一＞给进停止一＞正转停止一＞前松开。

在卸钻杆时.，对面出口处同时接上一根钻杆。将钻头回拖出孔后，卸下钻头，又做第

二次扩孔……清孔。

清孔、扩孔至要求的口径后，根据孔内情况，可做一次或多次清孔。也可以不做清孔。

清孔操作和扩孔操作完全一致。

七、回拖铺管操作

成孔后，回拖铺管。钻杆、钻头、拉鼻子、分动器，管子连接好，将管子拖入孔口，

再正转回拖铺管。操作步骤：开泥浆泵一正转一＞回拖一＞回拖停止—正转停止一

关泥浆泵一前夹紧一后夹紧一反转一反转停止一卸扣—正转一正转停止

—后松开一复位一反转T反转停止—后夹紧一＞反转T后松开一回拖一

取下钻杆一回拖停止一给进一正转一快速给进一快速给进停止一给进停止

一正转停止一回拖（拉紧）一前松开。

八、钻机操作注意事项

1、导向员与机长通话语言简练、准确。常用术语有:

6点给进至78。明白

12点给进至-17。明白

12点给进至-10。明白

1点给进至8°明白

9点给进300（毫米）明白

9点给进1米明白

3点给进500（毫米）明白

3点给进1米明白

钻进明白

保持0°钻进明白

保持12。钻进明白

盲钻1根钻杆明白

保持0°钻进3根钻杆明白

无信号遇干扰

给进困难停钻待查

回拖100（毫米）明白

给进300（毫米）明白

开泥浆泵明白

停止回拖明白

2、导向员准确发出指令，机长要严格按导向员指令钻进，钻成的孔才能达到要求。否

则有可能要重钻，或钻伤地下管线。

3、钻导向孔，扩孔、清孔、回拖、铺管过程中切莫反转。否则，将钻杆、钻头、管子

丢失孔内，造成孔内事故。

4、机长随时观察扭矩压力表和给进回拖压力表，油路压力能及时反映孔内情况。

5、卸导向钻头，接钻头、分动器、管子时停机。

6、在扩孔或铺管时，钻杆接头不能回拖超过夹持。失误拖过，这时要给进一定量才能

卸下钻杆，下步在回转之前，要回拖一定量后再回转，否则分动器打折，有可能扭断钻杆,

或扭坏分动器。

7、操作时精力要集中，尽量不失误。机长不能过于疲劳，如果疲劳工作，有可发生

机械、安全或孔内事故。

8、不要反复拨动换向阀，脉冲油对油路有损害。动作完成后，手柄复位。

第二节Mark山导向仪操作

MarkIH导向仪由接收机、信号棒、遥显仪、充电器组成。它具有抗干扰能力强，测量

精度高，测量速度快，易操作等优点，故障率低，能满足施工要求。

一、MarkII［导向操作

MarkHI导向仪窗口显示：

左上方窗口显示钻头的斜度；

右上方窗口显示钻头的钟面角，常称钻头的钟面角；

下方窗口显示钻头的距离，当接收机在钻头的正上方时，窗口显示的数据即是钻头的

深度。

开机与调频：

装上电池板，盖好电池盖，点击•,次开机。

接收机有五个频道：0,1,2,3,4,1、2、3、4频道与遥显仪联系，0频道是关闭接

收机与遥显仪联系。开机2秒钟后可调频。

关机：

点击一下后，听到响声后再连续点击4次关机。

标定：

将信号棒装上2号碱性电池，拧紧端盖，信号棒装入钻头里，定位，拧紧套盖及接头。

打开接收机，观看接收机上方两窗口准确显示斜度和钟点。钻头与接收机同方向平行放置,

钻头的中心线到接收机侧面距离是3米，点击一下，听到响声后按住，5、4、3、2、1、0,

见到0后放手，接收机发出“嘟、嘟”两声，下方窗口显示2.97〜3.01米，即标定。在1.5

米和4.5米的地方检验标定，误差在5厘米范围内标定准确，超过5厘米换地方重新标定，是

因为原来标定环境有干扰，标定不准确。

钻头定位，深度和方向

找出前点、中线、后点。前后点连线与中线交叉点是钻头的正上方。正上方测量所得

数值是钻头的深度。前后点的延长线是钻头钻进方向。如果延长线对准出口点，钻进方向

正确，延长线不对准出口点，这时需要纠偏。

二、安全操作要点：

导向操作常常在街道、公路、铁路、河道上，交通繁忙，是极不安全的地方。操作员

要穿交通背心，戴安全帽，有明显的交通路标，指定专人协调安全。在水面作业要备救生

服。在高速公路、铁路上导向最好采用盲钻。

接收机不要放在路面上，以防压坏。在水面作业时，小心接收机掉进水里。大雨时防

雨，严寒时防冻。

第三节导向钻孔铺管工程施工工艺

非开挖导向钻孔铺管工程施工流程：施工线路勘察，导向孔设计，钻机安装，泥浆，导

向孔施工，扩孔、清孔、铺管施工。

一、施工线路勘察：

施工线路勘察包括地下隐埋物、地质、水源。

地下隐埋物种类繁多，关键要查清地下各种管线。如：通讯、供水、煤气、天然气、

电力、照明、交通、化工、供热、排水。地下城墙、防空洞、桩基、综合通道、喑渠也不

可忽视。未查清的管线请求管线业主协助查找，收集管线资料，借助管线仪查找。将管线

的位置、深度、走向用油漆标记在地面上。用坐标纸绘制管线分布平面图、剖面图备用。

施工场地做初步地质调查，调查地势地毅，查清地层结构，地质成份，地下水埋深。

管线穿越河流施工，查清水深、河底深。大口径管线施工，做工程地质勘查。目前，钻铺

管仅限于土层、沙层、污泥质地层施工，要在砂卵石地层、基岩地层、块石回填土地层施

工，必须借助其他的钻探工具和具备一定的条件才能施工，而且技术复杂。

水源是钻铺管施工必备条件。要求查清施工现场的水源，现场缺水，施工前备好水。

施工用水对水质无要求，自来水、塘水、污水均可。

二、导向孔设计：

查清地下隐埋物后，在地下管线分布图上设计导向孔曲线。实际施工时，一部分工程

不绘图，导向员心中有数。

常见导向孔轨迹设计图例

穿越河流

穿越街道

穿越铁路

穿越高速公路

导向孔设计必须同时满足三个要求二汽尽量满足甲方要求，二是避开地下隐埋物,

三是满足施工工艺要求。导向孔设计不能同时满足上述三个要求，修改导向孔设计方案。

无法修改导向孔设计方案，只有修改三个要求。

导向孔设计的重要参数：

入土角：钻机导轨与地面夹角，即钻头入土角。钻头入土角常取0—22°,铺设钢管常

取0—12°。

钻头斜度：当钻头斜度为负值，钻头向深处钻进；当钻头斜度为正值，钻头向地面钻

出；当斜度为0时，钻头水平钻进。

钻头的斜度确定后，钻进一根钻杆，钻头降深或抬升值可计算出来。为了施工方便，

将3米钻杆、2米钻杆、1.5米钻杆、1米钻杆降深或抬升值列出：

斜度3米钻杆m2米钻杆m1.5米钻杆m1米钻杆m

1°0.050.0330.0250.017

2°0.10.0620.050.033

3°0.150.1000.0750.05

4°0.210.140.1050.07

5°0.260.170.130.087

6°0.310.210.1550.103

7°0.360.240.180.12

8°0.420.280.210.14

9°0.470.310.2350.156

10°0.520.350.260.171

11°0.570.380.2680.19

12°0.620.400.310.20

13°0.670.470.3350.202

14°0.720.480.360.24

15°0.770.510.3650.25

16°0.820.540.410.27

17°0.880.580.440.29

18°0.920.600.460.307

19°0.980.650.480.32

20°10.660.500.33

21°1.070.700.5030.35

22°1.120.740.5060.36

23°1.170.780.5850.39

24°1.220.810.610.40

25°1.270.850.6350.42

钻孔深度：钻头距地面的垂直距离。水域施工，钻头距水面的垂直距离。

导向孔长度：入土点至出土点的曲线距离。

出土角：钻头钻出地面的斜度。出土角常取0—18°,铺设钢管时常取0—8。。

导向孔设计注意事项：

导向孔不仅要避开地下管线，而且要留有足够的安全距离。调查地下管线的深度和位

置时的数值只是一个估值，有误差，导向测量有差值，扩孔时钻头会自动修直，有差值，

三种差值叠加，钻头伤其管线。设计导向孔时，要留出安全距离来抵消三种差值。

穿越河流时，水面下的导向孔尽量设计成水平孔。水面导向困难，一般采用盲钻或半

盲钻。导向孔距离河底面至少3米。

穿越铁路时，导向孔距离铁路路基面至少5米，如果扩孔直径大，深度再加深。以确

保铁路安全。

在三层楼房下铺管时，导向深度不低于6米，如果扩孔直径大，又是软地层，导向孔

深度应加深。

铺设钢管时，导向孔的曲率半径应大于钢管的曲率半径。钢管的曲率半径RQ1200〜

1500D,D为钢管直径。

三、钻机安装

平整场地，安装钻机，钻机要求安装平稳。调节钻机导轨与地面夹角。施工中，钻机

移位，钻机拉起，要给钻机加柳桩和配重。

为了减少钻头的入土角，或水平开钻，要将钻机安装于工作坑内施工，工作坑的大小

要适应钻孔施工要求，保证施工安全。

设立施工工区，设立安全防护标记。

开挖导向孔的入土坑和出土坑。城区施工，最好开挖出入土坑；郊区施工，可免挖。

出入土坑的最大好处是能看清地下管线，避免相碰。钻头在出入土处，最容易与地下管线

相碰。

四、泥浆

泥浆功能：泥浆具有润滑和冷却钻头，悬浮和排除岩屑，稳定孔壁，平衡地层压力，减少

拉管阻力功能。泥浆被广泛应用于非开挖工程施工。

泥浆材料：泥浆常用材料包括水、纯碱、澎润土粉、聚炳稀酰胺（PAM）、硅酸钠

（NaOXSiO2）、羟甲基纤维素（-CMC）、植物胶、钻液宝。这些泥浆材料均属环保型，对环

境尢科吉^4=^

泥浆配方（列出若干泥浆配方作参考）

清水泥浆：水（清水、污水）、水+纯碱；

无固相泥浆:水+纯碱+聚炳稀酰胺、水+纯碱+硅酸钠、水+纯碱+羟甲基纤维素、

水+纯碱+植物胶、水+纯碱+钻液宝、水+纯碱+聚炳稀酰胺+钻液宝、水+纯碱+聚

炳稀酰胺+羟甲基纤维素；

固相泥浆：水+钠质澎润土粉、水+纯碱+聚炳稀酰胺+澎润土粉、水+纯碱+钻液

宝+澎润土粉、水+纯碱+植物胶+澎润土粉；

重胶质固相泥浆：水+纯碱+聚炳稀酰胺+钻液宝+澎润土粉、水+纯碱+聚炳稀酰

胺+羟甲基纤维素+澎润土粉。

泥浆搅拌

泥浆搅拌列出两种方法：

一、搅拌系统搅拌：约3kg聚炳稀酰胺、10kg纯碱浸泡于1立方米塑料桶内，浸泡时

间4〜12小时，成胶水待用。搅拌桶注满水约2立方米。启动搅拌水泵循环，加25〜50kg澎

润土粉于漏斗搅拌，加适量纯碱，酸碱度HP(8〜9),加入20〜50升泡好的聚炳稀酰胺胶水,

泥浆搅拌好，依据需要的浓度、粘度，可增减澎润土和胶水。

二、搅拌池搅拌：挖一个2X8X1立方米泥浆池，垫一块6X10塑料布，加15kg纯碱，

10kg聚炳稀酰胺，250kg澎润粉，浸泡10小时，再人工或污水泵搅拌，根据需要的浓度、粘

度，可随时增加水、纯碱、澎润土粉、聚炳稀酰胺。

泥浆应用

粘土层施工，选用清水泥浆，无固相泥浆。含沙粘土层施工选用无固相泥浆、固相泥

浆。沙层施工选用固相泥浆、重胶质固相泥浆。

五、导向孔施工

导向孔钻进钻具连接方式：动力头、钻杆、导向钻头。

按导向孔设计曲线钻进，每钻进一根钻杆，导向员测量一次，将钻孔的深度、斜度、

钻杆数、钻进情况填写施工报表。施工报表格式如下：

导向孔施工报表

工程名称：工程地址：施工日期:

施工单位：项目经理：导向员：

钻杆数斜度深度中心线备注

当钻头的深度未达到设计的深度时;用6点给进，加深钻孔；当钻头的深度已达到设计

的深度时，用12点给进，减少钻孔深度；当钻头向3点方向偏离轨迹时，用9点给进纠偏；

当钻头向9点方向偏离轨迹时，用3点给进纠偏；改变深度给进中，2米长的钻杆一般不超过

5个百分点，3米长的钻杆不超过8个百分点。纠偏时，一般土层一次给进0.3米、0.4米、0.5

米。软土层一次给进1米、2米、3米。在软土层施工导向孔，因导向板小而不能改变钻进方

向，加长导向板。

导向孔施工注意事项

杂回填土施工导向孔，导向钻头有振动，钻机响声大。机长应盯紧扭矩压力表的表针

摆动，表针摆动在lOMpa内，说明杂填土中的砖石块少，可继续钻进。表针摆动超过lOMpa,

甚至卡钻，说明杂填土的砖石块大，小心钻进或停钻，分析判明原因后再开钻或拔出钻头

调整后重钻。

导向孔钻进过程中，突然遇到振动、卡钻，应立即停钻，找出管线图对照分析，或重

新调查地下管线判断钻头是否与地下管线相碰，是否遇到地下其它隐埋物，判明后再开钻,

或拔出钻头移位后重钻。

硬塑土层钻导向孔，给进难，给进压力大，钻杆变形，钻机抬头，这时应小心给进。

给进一次，回拖一次，这样反复多次，只要有效果，要耐心地做。见钻机抬头时.，给钻机

前部配重，压钻杆，压沙包，站人均可。钻杆变形不能过大，一旦超出钢材弹性变形极限,

钻杆弯曲或折断。

沙土层钻导向孔，沙与钻头钻杆磨擦阻力大，要减少阻力，配用泥浆钻导向孔，尤其

是钻深长孔配用泥浆钻进。

钻头在钻进中遇到桥基、混凝土块、块石、旧路基、基岩、风化石、卵石时.，扭矩大,

振动大，停钻回拖几根钻杆，改变方向后再钻或拔出钻头，移位重新开钻。不能强行钻进,

损坏钻具，甚至将导向钻头丢失于钻孔中。

不能干钻导向孔，以免烧坏信号棒。

六、扩孔、清孔、铺管施工

扩孔钻具连接：动力头一钻杆一钻头一母拉鼻子f分动器一公拉鼻子一钻杆。

扩孔、清孔、铺管施工步骤：

1、扩孔铺管；

2、扩孔、清孔铺管;

3、扩孔、清孔、清孔铺管。

铺一根小口径管子，又是常见的粘土层、软土层，扩孔铺管。

铺多根管子或者铺大口径管子，用扩孔钻头逐级扩孔，再清孔铺管。

如果孔内残留的泥块、泥渣过多，铺管前要做一次或两次清孔，有时可能要作多次清

孔，再清孔铺管。以保证铺管的安全和高质量。如不重视清孔，被铺管就有可能被挤压变

形，甚至卡死、拉断。

可塑、软塑粘土层、污泥质地层扩孔，扩孔扭矩小；硬粘土层，含少量豆石沙粒层扩

孔，强风化土层扩孔，大口径扩孔，扩孔扭矩大；扭矩小，回拖速度快；扭矩大，回拖速

度放慢。

铺设管道：铺管钻具联接，动力头一钻杆一钻头一母拉鼻子一分动器一管子。

铺PE、PVC管：铺设通讯、有线电视、电力、路灯、交通信号护管、煤气管、天然气管、

供水管、排水管，大部分为PE、PVC管，连接头做法多种如：

拉管器法：将管子杆入拉管器，拧紧、卡紧螺栓。

穿牛鼻法：将一根长300mm木塞打入管内，钻孔拴钢绳。

套网法：在管头塞入一根长600mm木塞，用铁钉固定木塞，套上钢丝网，

再用铁丝固定钢丝网。

单根钢绳法：把管子锯成四片，长500mm,管内塞进一根长600mm木塞，用铁钉固定木塞。

取一根K2.8米，@9钢丝绳，两头做0扎箍，套住管子，用铁丝固定。又将儿根管子捆在

一起，前部扎成圆锥形。

套筒法：套筒塞入管内，钻孔，用2只M12螺栓固定。

一次拉数根管子，管子捆成一体，回拖拉管时，先开泥浆，待钻头拖入孔内时再转动钻头。

在沙层铺管，回拖速度尽量放慢。

铺钢管

钢管自重回拖力计算：

F=0.6W=3.14D•8•L•7.89

F一钢管自重回拖力（吨）

W—钢管重量（吨）

0.6一钢管与土磨擦系数

D一钢直径（米）

8—钢壁厚（米）

L-钢长（米）

7.89一钢的比重（吨/立方米）

公式为经验推算出来，未做实验。钢管拖入孔内，钢管的自重回拖力会更少。钢管自

重回拖力并非是钻机的回拖力。钢管自重回拖力要求小于钻机2/3的回拖力。

当钢自重回拖力（初拖力）接近、等于或略大于中小型钻机的回拖能力时，可用水槽

浮力法，滚动架法，吊起法来减少自重回拖力进行铺管，采用这些方法前提条件是成孔好,

钻孔内残留的钻屑少。

例：6500mm、壁厚7mm、长200米钢管自重回拖力为

F=0.6*3.14*0.5*0.007*200*7.89=10.4吨力。

钢管弯曲埋深计算

铺设钢管时，要计算钢弯曲埋深，导向孔的曲率半径应大于钢管的曲率。

钢管才能顺利铺设成功。钢管的曲率半径R仁1200〜1500D,D为钢管直径。由钢管的曲

率半径，求出钢管弯曲埋深H值。举例说明，铺设一条煤气钢管，直径6377毫米，壁厚6毫

米，穿越一条河流，穿越长度120米，要求在河流中间埋深6米。试问钢管弯度埋深能达到

要求吗？

解：钢管的最小弯曲半径R

R=1200D=1200X0.377=452.4米_1

钢管弯曲圆周长L为

L=2nR=2X3.14X452.4=2841米/\

120米圆弧长夹角2a为

36072841=2a/120

a=360°X120/2X2481=7.60°

A=?

Cosa=A/RA=RCosa=452.4XCos7.60=449.18^

钢管弯曲埋深H?

H=R-A=452.4-449.18=3.22米

钢管弯曲埋深3.22米，小于要求埋深6米，钢管铺设困难，需要开挖工作坑，将钻机放

入工作坑内施工。

已知由377钢管要求埋深6米，问穿越长度多少米，才能达到要求埋深。

钢管的最小弯曲半径R

R=1200D=1200X0.377=452.4米

钢管弯曲圆周长L为

L=2nR=2X3.14X452.4=2841米

A=?

A=R-H=452.4-6=446.4米

a=?

Cosa=A/R=446.4/452.4=0.98674

a=9.105°

2a=9.105°X2=18.21°

18.21°的圆弧长为X?

2841/360°=X/18.21°