螺旋顶管机如何实现精准掘进？

根据行业惯例，传统螺旋钻机的缺点是精确度不够，只能达到1%。多年来，承包商已开发出人工方法来确定纠偏情况，但这些方法仅限于安装长度不超过60米的管道，而且往往非常耗时。在这种情况下，螺旋顶管技术应运而生，为管道铺设提供了便利。

导向螺旋顶管技术在2000年代初开始应用于螺旋钻孔行业，改变了行业格局。该技术借鉴了水平定向钻（HDD）中使用钻杆的概念，并增加了一个数字摄像系统，承包商可以根据线路和坡度安装螺旋顶管机。

导向螺旋顶管的优势不仅在于精度。导向管还有三个作用：在掘进之前确定勘测路线，识别掘进路径内的障碍物，以及通过明显的顶力波动探测地质变化。机手可以通过计算已安装的导向管数量来确定障碍物和地质变化的位置。

根据已知的地质条件和项目的岩土工程数据，选择适当的工具，将导向管直径扩大到钢套管直径。这样做的另一个好处是，施工人员可以根据先导管的安装经验了解地质变化的位置。

用于软土的工具

软土指N值不超过30的松软的地层。对于1米以下的钢套管，最常用的软土工具是焊接式扩孔头。它被焊接在最后一根导向管和钢套管前段上。通过导向管连接和扩孔头套管臂提供刚性，以确保钻孔正确对准并保证质量。在此过程中，钢套管的安装可一步完成。

焊接式扩孔头

如果项目的钢套管直径在1-2米之间，且地质条件类似，则建议采用两步式焊接扩孔头方法。首先，承包商要遵循与小直径焊接式扩孔头相同的安装程序。然后，按照行业惯例，将大约为套管直径一半大小的中间钢套管连接到第一个扩孔头，并将另一端焊接到第一个钢套管上。这种两步法可以覆盖更多的表面区域以保持对齐的稳定性，在使用较大功率的螺旋顶管机时最为成功。

用于较硬地质的工具

较硬地质的定义是N值大于30的密度更大、更密实的地层。在较硬地质中使用0.6米以下钢套管的项目中，在导向管和切削钻头之间插入一个小型轴承旋转环是一种可靠的方法。

轴承转环组件

轴承转环可承受持续的推力载荷，并吸收导向管的旋转，使其保持静止，从而保持对准。对于超过0.6米的钢套管安装，建议在第二道安装时使用更大的内部轴承转环，并采用更坚固的连接。轴承转环通常插入中间套管内，连接在螺旋钻具六角连接件之间，当钻孔直径增大时，轴承转环的作用是承受推力载荷和顶力。

如果压力较高，建议承包商在工具中添加一个带有硬质合金刀具和可伸缩翼刀的刀盘，而非标准化的螺旋顶管机刀盘。这种刀盘有三个功能。首先，它提供了更坚固的切割刀具，可在螺旋钻具旋转时掘进土壤。其次，翼刀略微超出钢套管的外径，以留出最小的超挖空间，使钢套管能轻松滑入钻孔内。最后，如果有障碍物阻碍钻杆转动。在这种情况下，承包商可以缩回并拉回套管内的刀头，清除障碍物，然后重新插入。

用于岩石地层的工具

对于高硬度岩石的掘进项目，必须使用更先进的工具和不同的策略。在掘进过程中，与导向管一起使用的转向头会使土壤发生位移，因此选择带有切削工具的转向头是比较好的选择。

对于密度更大的地质，承包商则采用气动锤。气锤会产生岩屑，这些岩屑会被加压，并通过从始发点注入泡沫来清除。这一过程通常可打出长达0.2米的钻孔。为承受推力负荷和振动，必须使用特殊的岩石导向管和其他特定工具。

小直径螺旋顶管机采用全断面圆形刀盘，可安装最大直径为1.2米的钢套管。这些组件焊接在钢套管上，并可安装临时套管部分的轴承转环。使用螺旋顶管机的圆形刀盘将岩石切碎。

其次，有必要引入冷却水来冷却螺旋顶管机的主轴承，并帮助将弃土从刀盘转移到螺旋钻具中。这种做法可延长机器使用寿命并减少刀盘的磨损。

值得注意的是，液压油、润滑泥浆和泥浆泵系统对任何钢套管安装都有影响。适当选择和使用润滑泥浆对于减少摩擦、降低顶推力以及在适用情况下冲洗切屑至关重要。建议承包商在开始项目前咨询合格的泥浆供应商，以便根据项目的地质条件正确选择润滑泥浆。