雙壁鑽杆工藝

3.1工藝原理

3.1.1結構

雙壁鑽杆是美國溝神(DITCHWITCH)公司的新一項非開挖方麵的技術zhuanli。這是一種杆中杆結構，分成內鑽杆和外鑽杆兩部分。工作過程中外鑽杆之間通過螺紋相互連接，內鑽杆之間則通過六方結構的公母接頭插接相連。泥漿通過內外鑽杆之間的環狀空間輸送到孔底。在雙馬達動力頭驅動下，內鑽杆和外鑽杆可相對獨立旋轉，鑽岩用三牙輪導向鑽頭與內鑽杆連接，鑽頭後部的探頭容納管與外鑽杆連接，並與鑽杆柱軸線呈2°安裝偏角。

3.1.2導向機理

施工過程中，當內外鑽杆同時旋轉時，鑽孔軌跡呈直線狀態；當內鑽杆旋轉而外鑽杆依據探頭容納管的安裝偏角位置停止在某固定方向上不旋轉隻推進時，鑽孔軌跡便朝該方向轉彎，即內鑽杆供給鑽頭扭矩，外鑽杆供給鑽頭推力和方向控製。例如要想讓鑽孔朝上轉彎，可旋轉外鑽杆使其在地麵跟蹤儀上的鍾麵位置為12點，表明此時安裝偏角朝上。外鑽杆固定在12點位置停止旋轉隻施加推力，而讓內鑽杆帶動鑽頭旋轉，使鑽孔快速實現朝上轉彎。到達預定傾角後再讓內外管同時旋轉使鑽直線孔。這樣無論是直線孔段還是轉彎孔段，鑽頭都能不間斷地高速穩定旋轉，有效克服岩石，實現施工效率。

3.1.3導向機理

與泥漿馬達工藝相比，雙壁鑽杆工藝有如下特點：

(1)雙壁鑽杆工藝中鑽頭的動力通過內鑽杆直接提供，相當於機械馬達。在同等主機功率條件下，機械傳動效率比泥漿馬達的液壓傳動效率高很多，這樣可進一步保證岩石鑽進的效率；

(2)雙壁鑽杆工藝進行岩石施工時避免了泥漿馬達工藝中所要求的大量泥漿的使用，減少了相關的泥漿動力和泥漿材料成本消耗及環保壓力；

(3)雙壁鑽杆條件下探頭容納管緊跟導向鑽頭之後，控向精度高，避免了泥漿馬達工藝中由於探頭與導向鑽頭之間距離大而引起的控向精度誤差，特別在控向精度要求極高的汙水管等重力管線施工中更顯重要。

3.1.4配套設備

雙壁鑽杆施工還可在地層如碎石層、卵石層或土石混合層中進行長距離導向。與這種工藝配套的廣普型JT2720AT、JT4020AT鑽機由美國DITCHWITCH公司研製而成，鑽機除具有雙馬達動力頭結構及相應的控製係統外，還具有獨特的電子技術，達到高度智能化和自動化，可實現均勻地層條件下的自動鑽進功能；另外，其自動存取鑽杆、自動塗抹絲扣油、鑽杆箱側麵添加鑽杆等特點確保減少施工中輔助時間的消耗，使這種岩石鑽進工藝的得以進一步發揮。鑽機由岩石鑽進模式(AT模式)向普通土層鑽進模式(JT模式)轉換時，隻需按一下機器上的轉換開關、換一套鑽杆即可，機器本身無需作變動。

3.2使用情況

AT岩石鑽進係統由於其效率和實用性，得到了使用者的廣泛認可，目前國內擁有這種鑽機共十台，進行過通訊、燃氣、自來水等行業的管線施工，經曆過川西平原的卵石層穿越，大連、青島地區的風化岩穿越和其它硬地層的穿越。其中，中國通信建設工程公司西安局截止到2003年7月，采用JT2720AT鑽機在兩年時間內進行非開挖管線施工總計三萬多米，其中卵礫石、風化層中施工5000多米。現在正和其它四台JT2720AT鑽機一起在濱海城市大連市進行市政工程改造施工，其中許多工程都是在研磨性強的風化岩中進行，體現了AT技術的獨特優勢。隨著國內非開挖技術的越來越普及，將會遇到更多的堅硬複雜地層施工，岩石鑽進技術也必將會有更為廣泛的用途。