成功弯曲微隧道的重要因素

Microtunneling是一种精确可靠的非开挖方法，可以穿透所有类型的土壤、沙子和粘土，甚至可以穿透坚硬的岩石。

管道直径从250毫米到3000毫米可以使用这种方法安装。精度达到了+/- 10毫米，而当涉及大直径管道时，精度可能更高。

微隧道掘进可以在直线驱动器上进行，也可以在曲线驱动器上进行。然而;曲线驱动比直线驱动更复杂，需要特殊的引导系统来正确地引导刀盘。

标准的激光瞄准镜可以在直线驱动器中保持机器的轨道，而曲线驱动器则需要制导系统比如那些用在长镗孔上的．

弯曲的路线也有助于延长驱动器的长度避开障碍物和中间竖井．

随着时间的推移，微隧道工艺已经发展到允许弯曲的路线，通过避开障碍物和中间竖井来延长驱动长度。

该方法成功地完成了水平曲线和垂直曲线的绘制。水平曲线允许管道工程遵循弯曲的公共通行权，而不需要太多的人孔和短的直段。

垂直曲线允许较浅的发射和接收轴用于安装非重力管道。

2010年，东北雷姆斯科公司(Northeast Remsco)完成了美国第一个弯曲路线微隧道项目，这是康涅狄格州哈特福德16亿美元“清洁水项目”的一部分。

成功弯曲微隧道的重要因素

通常，微隧道工程是弯曲的，原因如下:

• 当不可能重定向项目时。
• 当曲线不能通过短直驱动器。
• 当社会和环境问题需要一个弯曲的隧道。

管材料是刚性的，因此挠度集中在管接头上，顶压应力以弯曲的方式通过管接头传递。

因此，紧曲线只有在刚性厚壁钢筋混凝土或聚合物混凝土顶管用关节连接。

使用液压接头安全传递顶推力

顶力应安全地从一根管子转移到另一根管子。

为此，作为工程压力传递环的液压接头至关重要。这些环具有可预测的力学性能，并允许正确理解作用在管道上的应力。

它们还提供了压力的全面传递，即使在大角度下也不会出现应力峰值。

压力传递环还可以最大限度地减少管道上的偏心载荷，当通过铰接接头传递载荷时，通常会观察到偏心载荷。

当同轴度弯曲时，轴向载荷以较大的偏心转移，导致其轴向承载能力的降低。

顶升载荷显著增加因为MTBM及其后面的直管段在隧道壁上的反作用力作用下沿曲线方向发生偏转。

管接头设计

由于顶升管必须承受顶升载荷，因此它们的结构设计要坚固。对于弯曲线形，管接头的设计同样重要，因为接头集中在管接头上。

较短的管长虽然减小了接头的铰接角，但增加了接头数量。因此，除非不可避免，否则建议使用较长的管道，并尽量减少接头数量。

过多的接头可能会成为薄弱环节，而且由于每安装一根新管道都需要连接和断开，推进速度缓慢，也会增加每根线脚的成本。

接头必须提供一个良好的密封，防止地下水和土壤，即使在铰接状态。因此，接头的设计应该是这样的，压力传递的区域是密封的，防止水和土壤，这样压力传递环的行为不会受到不利影响。

良好的接头设计将由外部钢带或钢领浇注在混凝土中，以及带垫片的套管端部在管道外部的凹槽中组成。

液压接头

与传统木材压力传递环相比，液压接头使顶管之间的连接角更大，从而使半径更小。

相关的测量数据，如液压接头中的流体压力和顶升管之间的接头间隙宽度，会被连续记录和监测，这有助于记录顶升管施加的应力状态。

有了压力状态的知识，可以使用顶压，使其不超过极限值。

过大的应力会损害管道的完整性。

导航系统

为了成功地完成一个弯曲的微隧道，制导和导航系统应该可以毫无故障地交流。弯曲隧道所需要的制导系统可以是激光全站仪系统或陀螺导航系统。(阅读:水平定向钻井方法:陀螺导向与磁性电缆导向)。

当使用激光制导系统时，要么使用信号继电器，要么激光在物理上重新定位，以保持与前进的微隧道掘进机(MTBM)的视线。

陀螺系统使用仪器仪表安装在面，向操作人员报告俯仰和方向信息。

MTBM的位置在任何给定的时间都是已知的，这有助于作业者精确地将切削齿导向所需的方向。

MTBM的水平和垂直位置、俯仰和滚转使用一个机动全站仪和激光目标单元来确定。该系统可以在不考虑漂移或折射的情况下运行，还可以对开挖的隧道进行自动测量。