เครื่องเจาะสว่าน: วิธีการทำงานและวิธีเลือกเครื่องที่เหมาะสม

เครื่องเจาะสว่านทำอะไรได้บ้าง และใช้งานที่ไหน

เครื่องเจาะสว่านเป็นเครื่องมือก่อสร้างแบบไม่มีร่องลึกที่ออกแบบมาเพื่อติดตั้งท่อเหล็กในแนวนอนผ่านดินโดยไม่ต้องขุดร่องเปิดตลอดเส้นทางการติดตั้งทั้งหมด เครื่องจักรจะอยู่ภายในหลุมปล่อยจรวดและขับเคลื่อนเครื่องเจาะเกลียวแบบหมุนซึ่งเป็นเพลามีดเกลียว ไปข้างหน้าผ่านพื้นดินในขณะเดียวกันก็ดันท่อเหล็กปลอกเหล็กไว้ด้านหลังไปพร้อมๆ กัน สว่านแบบหมุนจะตัดและเคลื่อนดินที่ผิวหน้า และขนวัสดุที่ขุดกลับเข้าไปในด้านในของปลอกไปยังหลุมส่ง ซึ่งเป็นที่รวบรวมและนำออก ผลลัพธ์ที่ได้คือท่อหุ้มที่ติดตั้งอยู่ใต้ถนน ทางรถไฟ ทางน้ำ หรือสิ่งกีดขวางพื้นผิวอื่น ๆ โดยไม่รบกวนพื้นผิวด้านบน

การคว้านรูด้วยสว่านเป็นหนึ่งในวิธีการติดตั้งแบบไร้ร่องลึกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมการก่อสร้างสาธารณูปโภค เป็นแนวทางมาตรฐานในการติดตั้งท่อน้ำหลัก ท่อส่งก๊าซ ท่อร้อยสายไฟฟ้า และท่อโทรคมนาคมใต้ทางแยกถนน ทางรถไฟ และพื้นที่ที่มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งไม่อนุญาตให้ขุดแบบเปิดหรือมีราคาแพงมาก วิธีการนี้มีคุณค่าในด้านความเรียบง่าย ความน่าเชื่อถือทางกล และความคุ้มทุนในสภาพดินที่หลากหลาย เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีไร้ร่องลึกที่ซับซ้อนกว่า เช่น การขุดอุโมงค์ขนาดเล็กหรือการเจาะตามทิศทางแนวนอน

เครื่องเจาะสว่านทำงานอย่างไร: กลศาสตร์พื้นฐาน

หลักการทำงานของก เครื่องเจาะสว่าน ตรงไปตรงมา แต่การทำความเข้าใจอย่างละเอียดจะช่วยชี้แจงทั้งสิ่งที่เครื่องจักรทำได้ดีและข้อจำกัดของมันอยู่ที่ไหน กระบวนการเริ่มต้นในหลุมปล่อยที่ขุดจนถึงระดับความลึกเพื่อวางเครื่องคว้านไว้ในระดับความสูงที่ถูกต้องสำหรับการติดตั้งที่วางแผนไว้ วางเครื่องไว้บนรางเหล็กที่จัดตำแหน่งอย่างแม่นยำกับทิศทางและเกรดของการเจาะที่ต้องการโดยใช้ระบบนำทางด้วยเลเซอร์หรืออุปกรณ์สำรวจด้วยแสง

หน่วยกำลังของเครื่องจักร ซึ่งโดยทั่วไปคือมอเตอร์ไฟฟ้าหรือระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก จะหมุนสายสว่านผ่านหัวจับไดรฟ์ ในขณะที่ระบบดันไฮดรอลิกดันชุดสว่านและชุดปลอกทั้งหมดไปข้างหน้าลงไปในดิน หัวตัดที่ด้านหน้าของสายสว่านจะทำให้ดินแตกและคลายตัว และเกลียวของสว่านแบบหมุนจะนำการตัดไปทางด้านหลังผ่านรูเจาะและกลับเข้าไปในหลุมปล่อย ท่อปลอกเหล็กกล้าจะถูกเชื่อมเป็นส่วนๆ ที่ด้านหลังของท่อนำขณะที่เจาะเคลื่อนตัวออกไป โดยสร้างสายปลอกขึ้นทีละน้อยจนกระทั่งเครื่องคว้านและสว่านโผล่ออกมาในหลุมรับที่ปลายสุดของทางแยก

เมื่อเจาะเสร็จสมบูรณ์แล้ว สายสว่านจะถูกถอนออกจากปลอก โดยปล่อยให้ท่อเหล็กปลอกอยู่ที่พื้นอย่างถาวร ท่อขนส่งซึ่งเป็นท่อสาธารณูปโภคจริงที่จะลำเลียงผลิตภัณฑ์จะถูกติดตั้งผ่านรูท่อ ปลอกทำหน้าที่เป็นท่อป้องกันสำหรับท่อพาหะและให้การสนับสนุนโครงสร้างกับดินและพื้นผิวที่อยู่เหนือทางข้าม ระบบสองท่อนี้เป็นลักษณะเฉพาะของโครงสร้างสว่านที่แยกความแตกต่างจากวิธีการติดตั้งท่อผลิตภัณฑ์โดยตรงโดยไม่ต้องใช้ปลอก

ประเภทของเครื่องเจาะสว่าน

เครื่องเจาะสว่านผลิตขึ้นในขนาดและรูปแบบต่างๆ ที่เหมาะกับเส้นผ่านศูนย์กลางการติดตั้ง สภาพดิน และข้อกำหนดของโครงการที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจหมวดหมู่หลักจะช่วยในการจับคู่อุปกรณ์ให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของโครงการ

เครื่องเจาะสว่านแบบธรรมดา

เครื่องเจาะสว่านแบบธรรมดา บางครั้งเรียกว่าเครื่องเจาะแบบรางหรือแบบแท่น เป็นรูปแบบมาตรฐานสำหรับโครงการทางข้ามถนนและสาธารณูปโภคส่วนใหญ่ เครื่องจักรวางอยู่บนโครงรางเหล็กภายในหลุมปล่อยจรวด และใช้หัวขับเคลื่อนแบบหมุนและกระบอกสูบไฮดรอลิกเพื่อเคลื่อนสว่านและปลอกไปพร้อมๆ กัน เครื่องจักรเหล่านี้มีจำหน่ายในขนาดต่างๆ ซึ่งครอบคลุมเส้นผ่านศูนย์กลางปลอกตั้งแต่ประมาณ 100 มม. ถึง 1500 มม. หรือใหญ่กว่า โดยมีความสามารถในการรับแรงขับตั้งแต่ 50 ตันสำหรับเครื่องจักรที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กไปจนถึง 500 ตันขึ้นไปสำหรับการติดตั้งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ความเร็วและแรงบิดของหัวขับจะสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางปลอกและสภาพของดิน โดยเครื่องจักรส่วนใหญ่มีการควบคุมความเร็วแบบแปรผันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตัดในประเภทกราวด์ที่แตกต่างกัน

ระบบเจาะสว่านท่อนำร่อง

การคว้านด้วยสว่านแบบท่อไพล็อตเป็นเวอร์ชันปรับปรุงของการคว้านด้วยสว่านแบบธรรมดา โดยเพิ่มขั้นตอนการติดตั้งท่อนำร่องที่บังคับทิศทางได้ก่อนที่จะเจาะสว่านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเต็ม ท่อนำร่องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กจะถูกนำทางไปยังหลุมต้อนรับโดยใช้กล้องสำรวจหรือระบบนำทางด้วยกล้อง เพื่อสร้างเส้นทางนำร่องที่มีการวางแนวอย่างแม่นยำ เครื่องเจาะสว่านจะเคลื่อนไปตามแนวท่อไพล็อตเพื่อติดตั้งท่อปลอกในตำแหน่งและเกรดที่ถูกต้อง วิธีการนี้ทำให้ได้รับความคลาดเคลื่อนในการติดตั้งที่เข้มงวดมากขึ้น — โดยทั่วไปภายใน ±25 มม. ของการจัดตำแหน่งที่วางแผนไว้ — เมื่อเปรียบเทียบกับการคว้านด้วยสว่านแบบทั่วไป ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการควบคุมเกรดที่แม่นยำ เช่น การติดตั้งท่อระบายน้ำทิ้งด้วยแรงโน้มถ่วงและทางแยกที่มีข้อกำหนดระยะห่างที่แน่นหนาภายใต้ระบบสาธารณูปโภคที่มีอยู่

เครื่องเจาะสว่านแบบหุ่นยนต์

เครื่องคว้านรูด้วยหุ่นยนต์หรือควบคุมระยะไกลได้รับการออกแบบสำหรับการติดตั้งในพื้นที่จำกัด สภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย หรือสถานที่ที่ผู้ปฏิบัติงานต้องอยู่ในหลุมอย่างจำกัด เครื่องจักรเหล่านี้ได้รับการควบคุมจากพื้นผิวโดยใช้คอนโซลระยะไกลและรวมระบบกล้องและการตรวจสอบแบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถจัดการการเจาะได้โดยไม่ต้องอยู่ในหลุมปล่อย อุปกรณ์คว้านสว่านด้วยหุ่นยนต์มีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษสำหรับการข้ามในพื้นที่ที่มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม พื้นที่ปนเปื้อน หรือโครงการที่มีการจำกัดการเข้าถึง ซึ่งทำให้ไม่สามารถดำเนินการหลุมโดยคนทั่วไปได้

เครื่องจักรขนาดกะทัดรัดและติดตั้งแบบลื่นไถล

เครื่องคว้านรูสว่านแบบติดตั้งลื่นไถลขนาดกะทัดรัดได้รับการออกแบบมาสำหรับการติดตั้งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า — โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางปลอก 100 มม. ถึง 600 มม. — ในสภาพแวดล้อมในเมืองที่มีข้อจำกัด ซึ่งขนาดหลุมและข้อจำกัดในการเข้าถึงจำกัดการใช้อุปกรณ์ขนาดเต็ม เครื่องจักรเหล่านี้มีพื้นที่วางเครื่องน้อยกว่าเครื่องที่ติดตั้งบนรางทั่วไป ต้องมีหลุมส่งที่ตื้นกว่า และสามารถเคลื่อนย้ายและตั้งค่าระหว่างสถานที่ต่างๆ ได้รวดเร็วยิ่งขึ้น โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการเชื่อมต่อบริการสาธารณูปโภค ทางข้ามท่อโทรคมนาคม และการติดตั้งหลักน้ำและก๊าซขนาดเล็กใต้ถนนในเมือง ซึ่งการขุดค้นเป็นการรบกวนและการเข้าถึงมีจำกัด

สภาพดิน: ตำแหน่งที่เครื่องเจาะสว่านทำงานและตำแหน่งที่ไม่ใช้งาน

สภาพดินเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาว่าการคว้านด้วยสว่านเป็นวิธีการที่เหมาะสมสำหรับการตัดขวางหรือไม่ และจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะและการกำหนดค่าหัวตัดแบบใด การคว้านด้วยสว่านทำงานได้ดีกับดินหลายประเภท แต่มีข้อจำกัดเฉพาะที่ต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบในระหว่างการวางแผนโครงการ

โหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดในการคว้านด้วยสว่านคือการเบี่ยงเบนไปจากการจัดตำแหน่งที่วางแผนไว้ — การเจาะหลุดออกจากเส้นหรือเกรดเนื่องจากความแปรปรวนของดิน สิ่งกีดขวาง หรือการตั้งค่าเครื่องจักรไม่เพียงพอ ดินเหนียวที่มีคุณสมบัติสม่ำเสมอจะช่วยชดเชยได้มากที่สุดในแง่ของการรักษาทิศทางของการเจาะ ดินที่เป็นเม็ด สภาพหน้าดินแบบผสม และพื้นดินใดๆ ที่มีก้อนหินหรือหินกรวด จะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญ และต้องมีการตรวจสอบการวางตำแหน่งที่เข้มงวดมากขึ้นตลอดทั้งการเจาะ

ข้อมูลจำเพาะของสว่านและปลอก: สิ่งที่ต้องทำความเข้าใจก่อนสั่งซื้อ

ข้อมูลจำเพาะของสว่านและปลอกเป็นพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่กำหนดว่าเครื่องคว้านรูสามารถติดตั้งอะไรได้บ้าง และจะทำงานอย่างไรในสภาพพื้นที่เฉพาะ การได้รับข้อกำหนดเฉพาะเหล่านี้เป็นพื้นฐานของความสำเร็จในการติดตั้ง เครื่องเจาะขนาดเล็กขาดความสามารถในการบิดสำหรับสภาพดิน และตัวเครื่องที่ไม่ตรงกับความสามารถในการรับแรงขับของเครื่องจะทำให้รูหักหรือหยุดการเจาะก่อนที่จะเสร็จสิ้น

การออกแบบการบินสว่านและเส้นผ่านศูนย์กลาง

เที่ยวบินของสว่าน - ใบมีดเกลียวที่พันรอบเพลากลาง - จะต้องมีขนาดเพื่อให้วิ่งภายในเส้นผ่านศูนย์กลางของปลอกโดยมีระยะห่างเพียงพอที่จะลำเลียงการตัดไปทางด้านหลังโดยไม่ติดขัด โดยทั่วไปแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสว่านมาตรฐานจะเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของปลอกที่ระบุประมาณ 10–25 มม. ทำให้มีพื้นที่เป็นวงแหวนสำหรับการขนส่งการตัด ระยะพิทช์การบิน — ระยะห่างระหว่างการหมุนเกลียวต่อเนื่องกัน — ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการเคลื่อนการตัดตามแนวสว่าน ระยะพิทช์ที่ใกล้กว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในดินที่หลวมและไหลลื่น สนามที่กว้างขึ้นจะจัดการกับดินเหนียวเหนียวได้ดีขึ้นโดยการลดแนวโน้มที่ดินเหนียวจะอัดแน่นในเที่ยวบินและทำให้เกิดการอุดตัน

ความจุแรงบิดของเพลาสว่าน

เพลาสว่านจะต้องสามารถส่งแรงบิดในการหมุนที่จำเป็นในการตัดดินและขนย้ายการตัดกลับไปยังหลุมปล่อยโดยไม่บิดหรือล้มเหลว ความต้องการแรงบิดจะเพิ่มขึ้นตามเส้นผ่านศูนย์กลางของรู ความแข็งแรงของดิน ความยาวของปลอก และความลึกของดินที่ปกคลุมเหนือรู สำหรับการเจาะยาวในดินแข็ง ความต้องการแรงบิดสะสมบนเพลาสว่าน ซึ่งจะต้องเอาชนะทั้งความต้านทานการตัดที่หน้าตัดและความเสียดทานของการตัดตลอดความยาวทั้งหมดของรู อาจมีความสำคัญมาก ผู้ผลิตเครื่องคว้านรูสว่านเผยแพร่พิกัดแรงบิดสำหรับอุปกรณ์ของตนในสภาพดินที่เฉพาะเจาะจง และควรเปรียบเทียบกับการประเมินความต้องการแรงบิดที่คาดหวังทางธรณีเทคนิคก่อนที่จะสรุปการเลือกอุปกรณ์

ความหนาและเกรดของผนังท่อ

ท่อเหล็กปลอกสำหรับการติดตั้งสว่านต้องมีความหนาของผนังเพียงพอเพื่อต้านทานแรงอัดที่ใช้โดยเครื่องคว้านโดยไม่โก่งงอ และมีความสามารถทางโครงสร้างเพียงพอที่จะรองรับน้ำหนักของดินและพื้นผิวที่ใช้หลังการติดตั้ง ความหนาของผนังขั้นต่ำสำหรับท่อเจาะสว่านมักจะถูกกำหนดโดยข้อกำหนดแรงขับในการติดตั้ง โดยมีการระบุเกรด API 5L หรือเกรดเหล็กโครงสร้างที่เทียบเท่ากันโดยทั่วไป สำหรับการข้ามใต้ทางหลวงหรือรางที่มีน้ำหนักมาก จำเป็นต้องมีการคำนวณความหนาของผนังเพิ่มเติมตามเงื่อนไขการรับน้ำหนักถาวร โดยทั่วไปข้อต่อของปลอกหุ้มจะถูกเชื่อมแบบชนในหลุมระหว่างการติดตั้ง และคุณภาพการเชื่อมส่งผลโดยตรงต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างของสายปลอกที่เสร็จสมบูรณ์ภายใต้ทั้งการติดตั้งและภาระการบริการ

ข้อกำหนดและการตั้งค่า Launch Pit

หลุมส่งก๊าซเป็นแท่นทำงานสำหรับการทำงานของเครื่องคว้านรูสว่าน และการออกแบบและการก่อสร้างก็มีความสำคัญต่อความสำเร็จของการติดตั้งเช่นเดียวกับตัวเครื่องจักรเอง หลุมส่งที่มีขนาดไม่เพียงพอหรือสร้างมาไม่ดีเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดของปัญหาระหว่างการก่อสร้างช่องเจาะด้วยสว่าน ผนังหลุมที่ไม่มั่นคงอาจพังทลายและปิดกั้นรูได้ และหลุมที่สั้นเกินไปจะทำให้ใช้ระยะชักของเครื่องจักรไม่ได้เต็มประสิทธิภาพ ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการติดตั้งลดลง

• ความยาวหลุม: หลุมปล่อยจะต้องยาวพอที่จะรองรับความยาวของเครื่องคว้านบวกกับความยาวของท่อปลอกท่อหนึ่งส่วน บวกกับพื้นที่ทำงานสำหรับผู้ปฏิบัติงานและอุปกรณ์ ความยาวหลุมขั้นต่ำของความยาวเครื่องจักรบวก 1.5–2 เท่าของความยาวข้อต่อท่อปลอกเป็นกฎการวางแผนทั่วไป แม้ว่าข้อกำหนดเฉพาะของเครื่องจักรและความยาวของปลอกจะแตกต่างกันไป หลุมที่ยาวขึ้นช่วยให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยเพิ่มจังหวะการกดแต่ละครั้งให้สูงสุดก่อนที่จะหยุดเพื่อเพิ่มส่วนปลอกใหม่
• ความกว้างของหลุม: ความกว้างของหลุมต้องอนุญาตให้วางเครื่องบนโครงรางโดยมีพื้นที่ว่างเพียงพอในแต่ละด้านสำหรับการเข้าถึงและการใช้งาน โดยทั่วไปจะต้องมีระยะห่างในการทำงานขั้นต่ำ 600 มม. ในแต่ละด้านของโครงเครื่องจักร โดยมีความกว้างเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับการจัดการปลอก การขจัดของเสีย และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย หลุมควรกว้างพอที่จะให้คนงานออกไปฉุกเฉินได้ในกรณีที่มีการเคลื่อนย้ายพื้นดินหรืออุปกรณ์ขัดข้อง
• ความลึกของหลุมและความสูงของเครื่องจักร: ความลึกของหลุมถูกกำหนดโดยความลึกในการติดตั้งที่ต้องการของเส้นกึ่งกลางของปลอก เครื่องจักรจะต้องอยู่ในตำแหน่งที่สูงซึ่งทำให้เจาะมีความลึกและเกรดที่ถูกต้อง โดยคำนึงถึงความสูงของเครื่องจักรเหนือพื้นหลุม การตั้งค่าการยกเครื่องจักรที่แม่นยำบนเฟรมเริ่มต้นถือเป็นสิ่งสำคัญ ข้อผิดพลาดใดๆ ก็ตามในการยกระดับเครื่องจักรจะแปลเป็นข้อผิดพลาดในความลึกในการติดตั้งขั้นสุดท้ายโดยตรง ซึ่งไม่สามารถแก้ไขได้เมื่อเริ่มคว้าน
• การสนับสนุนหลุมและการค้ำยัน: หลุมปล่อยจะต้องได้รับการรองรับหรือรองรับเพื่อป้องกันการพังทลายของผนังระหว่างการทำงานของเครื่องจักร การสั่นสะเทือนที่เกิดจากเครื่องคว้าน รวมกับภาระที่เพิ่มขึ้นจากน้ำหนักเครื่องจักรบนผนังหลุม ทำให้เกิดสภาวะที่อาจทำให้การขุดเจาะที่ไม่ได้รับการสนับสนุนไม่มั่นคงแม้ในพื้นดินที่มั่นคง การตอกเสาเข็มแผ่นเหล็ก กล่องร่องลึก หรือการขุดค้นด้วยไม้เอ็นจิเนียร์เป็นวิธีการสนับสนุนมาตรฐาน และการออกแบบการป้องกันจะต้องคำนึงถึงแรงปฏิกิริยาที่เกิดจากระบบแรงขับของเครื่องคว้านที่ดันเข้ากับผนังหัวหลุมด้วย
• การก่อสร้างผนังแรงขับ: กระบอกสูบไฮดรอลิกของเครื่องคว้านจะดันเข้ากับผนังรับแรงขับที่ด้านหลังของหลุมปล่อย ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กหรือระบบลูกปืนแผ่นเหล็กที่ออกแบบมาเพื่อกระจายแรงขับไปยังพื้นโดยรอบ ผนังรับแรงขับต้องสามารถต้านทานแรงขับเต็มพิกัดของเครื่องคว้านได้โดยไม่ต้องเคลื่อนที่หรือทำงานผิดพลาด การเคลื่อนที่ของผนังแทงในระหว่างการคว้านจะทำให้เครื่องจักรเปลี่ยนจากการวางแนว ซึ่งอาจทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของรูเจาะที่ไม่สามารถแก้ไขได้

การควบคุมการจัดตำแหน่งและความแม่นยำในการคว้านแบบสว่าน

การรักษาการจัดตำแหน่งแนวนอนและแนวตั้งที่วางแผนไว้ตลอดทั้งรูสว่านถือเป็นหนึ่งในความท้าทายทางเทคนิคหลักของวิธีการนี้ การคว้านด้วยสว่านแบบทั่วไปไม่มีกลไกบังคับเลี้ยวที่ทำงานอยู่ ซึ่งต่างจากวิธีการขุดเจาะแบบไร้ร่องลึกที่ควบคุมทิศทางได้ เช่น การเจาะตามทิศทางในแนวนอนหรือการขุดอุโมงค์ขนาดเล็ก เมื่อการเจาะเริ่มต้นขึ้น การเบี่ยงเบนใดๆ จากเส้นและเกรดที่วางแผนไว้จะไม่สามารถแก้ไขได้ในระหว่างการเจาะนั้น สิ่งนี้ทำให้การตั้งค่าก่อนเจาะมีความแม่นยำและการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ระหว่างการคว้านเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการบรรลุการติดตั้งที่ยอมรับได้

การวางแนวเครื่องจักรจะถูกตั้งค่าก่อนที่จะเริ่มคว้านโดยใช้เครื่องวัดระดับเลเซอร์หรือเครื่องมือสำรวจแบบออปติคอลซึ่งอยู่ในหลุมปล่อย ลำแสงเลเซอร์จะกำหนดเส้นกึ่งกลางของรูที่วางแผนไว้ และหัวขับเคลื่อนของเครื่องได้รับการจัดตำแหน่งให้ตรงกันโดยใช้แจ็ครองรับที่ปรับได้บนโครงแทร็ก ความแม่นยำของการตั้งค่าเริ่มต้นนี้จะกำหนดพิกัดความเผื่อในการติดตั้งได้โดยตรง — เครื่องจักรที่ได้รับการจัดอย่างดีในสภาพพื้นดินที่ดีสามารถให้ความแม่นยำในแนวนอนและแนวตั้งได้ภายใน ±50 มม. เหนือความยาวข้ามถนนทั่วไปที่ 20–40 เมตร ด้วยอุปกรณ์คว้านทั่วไป และภายใน ±25 มม. ด้วยระบบนำทางท่อไพล็อต

ในระหว่างการคว้าน การวางแนวจะถูกตรวจสอบโดยการติดตามตำแหน่งของหัวตัดหรือท่อปลอกชั้นนำโดยใช้ระบบกล้อง เครื่องมือสำรวจ หรือชิ้นงานที่ติดตั้งอยู่ในรูและสังเกตผ่านการเคลื่อนย้าย การเบี่ยงเบนใดๆ ที่ตรวจพบควรกระตุ้นให้เกิดการตรวจสอบสาเหตุที่เป็นไปได้ เช่น ความแปรปรวนของดิน สิ่งกีดขวาง ผลกระทบจากการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร ก่อนดำเนินการต่อ ในการใช้งานคว้านด้วยสว่านแบบเดิมๆ ส่วนใหญ่ มีความสามารถจำกัดในการแก้ไขความเบี่ยงเบนเมื่อเกิดขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุที่การตรวจจับตั้งแต่เนิ่นๆ และการตัดสินใจที่จะละทิ้งและออกแบบรูใหม่ก่อนที่ความเบี่ยงเบนจะสะสมมากเกินไปมักจะคุ้มค่ากว่าการต่อรูเจาะที่เบี่ยงเบนไปจากพิกัดความเผื่อได้อย่างมากแล้ว

การเปรียบเทียบการคว้านด้วยสว่านกับวิธีการอื่นๆ แบบไร้ร่องลึก

การคว้านรูด้วยสว่านเป็นหนึ่งในวิธีการติดตั้งแบบไร้ร่องลึกหลายวิธีที่ใช้ได้สำหรับการข้ามทางสาธารณูปโภค และทางเลือกระหว่างวิธีการนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางในการติดตั้ง ความยาวในการข้าม สภาพของดิน ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ และงบประมาณของโครงการ การทำความเข้าใจว่าการคว้านด้วยสว่านเมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกหลักจะช่วยในการเลือกวิธีการอย่างชาญฉลาดในระหว่างการวางแผนโครงการได้อย่างไร

• การคว้านด้วยสว่านเทียบกับการเจาะทิศทางแนวนอน (HDD): HDD ใช้สายเจาะที่ควบคุมทิศทางได้และการขุดค้นโดยใช้ของเหลวช่วยในการติดตั้งท่อตามแนวโค้ง ทำให้มีทั้งเส้นโค้งแนวนอนและแนวตั้งในเส้นทางการติดตั้ง HDD มีความยืดหยุ่นมากกว่าในแง่ของรูปทรงในการติดตั้ง และสามารถรับความยาวตัดขวางได้มากกว่าการคว้านด้วยสว่าน อย่างไรก็ตาม HDD ต้องการอุปกรณ์และความเชี่ยวชาญเฉพาะทางมากขึ้น มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในดินเหนียวเหนียวซึ่งทำปฏิกิริยากับน้ำมันเจาะได้ไม่ดี และไม่ติดตั้งโครงเหล็ก — ท่อผลิตภัณฑ์จะถูกดึงโดยตรง โดยทั่วไปแล้ว การคว้านด้วยสว่านจะคุ้มค่ากว่าสำหรับการตัดขวางที่สั้นกว่าและตรงในดินเหนียว ซึ่งต้องใช้ปลอกเหล็กตามการออกแบบหรือข้อกำหนดเฉพาะ
• การคว้านแบบสว่านเทียบกับการขุดแบบ Microtunneling: Microtunneling ใช้เครื่องขุดอุโมงค์ที่ทำงานจากระยะไกลพร้อมความสามารถในการบังคับเลี้ยวแบบแอ็คทีฟ การกำจัดของเสียอย่างต่อเนื่องผ่านท่อส่งสารละลาย และการตรวจสอบตำแหน่งแบบเรียลไทม์เพื่อติดตั้งท่อที่มีพิกัดความคลาดเคลื่อนในการจัดแนวที่สูงมาก — โดยทั่วไป ±10–25 มม. เหมาะสำหรับการติดตั้งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ทางแยกยาว และการใช้งานที่ต้องการการควบคุมเกรดที่แม่นยำ เช่น การติดตั้งท่อน้ำทิ้งแบบแรงโน้มถ่วง ข้อเสียคือต้นทุนอุปกรณ์ที่สูงขึ้นอย่างมากและความซับซ้อนในการดำเนินงานเมื่อเทียบกับการคว้านด้วยสว่าน การคว้านด้วยสว่านเป็นที่นิยมมากกว่า โดยที่ความคลาดเคลื่อนในการติดตั้งสามารถทำได้ด้วยอุปกรณ์ทั่วไป และความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางในการตัดขวางอยู่ภายในขอบเขตการใช้งานจริงของวิธีการ
• การคว้านแบบสว่านเทียบกับการกระแทกท่อ: การกระแทกท่อจะดันโครงเหล็กผ่านพื้นโดยใช้ค้อนกระแทกแบบนิวแมติกแทนการใช้สว่านแบบหมุน ไม่ต้องใช้เครื่องจักรในหลุมปล่อยเกินกว่าค้อนกระแทก ติดตั้งได้เร็วกว่า และสามารถรองรับสภาพพื้นดินบางอย่างได้ โดยเฉพาะที่มีก้อนหินหรือหินกรวด ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในการคว้านด้วยสว่าน ข้อจำกัดคือการที่การกระแทกของท่อทำให้ไม่สามารถขจัดดินออกได้ในระหว่างการติดตั้ง ดินจะถูกอัดรอบๆ ท่อแทนที่จะถูกขุดขึ้นมา ซึ่งอาจทำให้เกิดการทรุดตัวของพื้นผิวและไม่เหมาะสมในทุกสภาพพื้นดิน การกำจัดดินอย่างต่อเนื่องของการเจาะด้วยสว่านผ่านการเจาะด้วยสว่านช่วยลดความเสี่ยงของการทรุดตัวของพื้นผิวเมื่อเทียบกับการกระแทกของท่อ ทำให้เป็นที่นิยมในสภาพแวดล้อมพื้นผิวที่ละเอียดอ่อน

ปัจจัยสำคัญในการประเมินเมื่อเลือกเครื่องเจาะสว่าน

การเลือกเครื่องเจาะสว่านที่เหมาะสมสำหรับโครงการจำเป็นต้องจับคู่ความสามารถของเครื่องจักรกับข้อกำหนดการติดตั้งเฉพาะในลักษณะที่ให้กำลังการผลิตเพียงพอสำหรับสภาวะที่คาดหวัง โดยไม่ต้องเพิ่มขนาดอุปกรณ์มากเกินไปโดยไม่จำเป็น ซึ่งเพิ่มต้นทุนในการเคลื่อนย้าย ปัจจัยต่อไปนี้แสดงถึงพารามิเตอร์ข้อกำหนดที่จำเป็นในการประเมินระหว่างการเลือกอุปกรณ์

• เส้นผ่านศูนย์กลางปลอกสูงสุดและช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางรู: เครื่องจักรจะต้องสามารถขับเส้นผ่านศูนย์กลางปลอกที่ต้องการผ่านสภาพดินที่มีอยู่ได้ ยืนยันว่าหัวจับไดรฟ์ ความกว้างของโครงราง และความจุของสว่านนั้นครอบคลุมเส้นผ่านศูนย์กลางทั้งหมดที่ต้องการทั่วทั้งโครงการ รวมถึงความแปรผันระหว่างการตัดขวางที่แตกต่างกันในสัญญาเดียวกัน
• แรงผลักดันสูงสุด: ความสามารถในการรับแรงขับของเครื่องจักรต้องเกินแรงขับในการติดตั้งสูงสุดที่คาดไว้ ซึ่งคำนวณจากเส้นผ่านศูนย์กลางปลอก ความยาวในแนวขวาง พารามิเตอร์การเสียดสีของดิน และสิ่งกีดขวางใดๆ ที่คาดการณ์ไว้ตามเส้นทางเจาะ ใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยขั้นต่ำ 1.5 กับแรงขับในการติดตั้งที่คำนวณได้ เมื่อเลือกความจุแรงขับของเครื่องจักรเพื่อพิจารณาความแปรปรวนของสภาพดินและความต้านทานที่ไม่คาดคิด
• แรงบิดเอาต์พุตและช่วงความเร็ว: แรงบิดของหัวขับจะต้องเพียงพอที่จะหมุนสายสว่านกับความต้านทานการตัดและแรงเสียดทานในการส่งผ่านการตัดตลอดความยาวรูเจาะ การควบคุมความเร็วแบบแปรผันช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานปรับความเร็วการหมุนให้เหมาะสมสำหรับดินประเภทและสภาพที่แตกต่างกันในขณะที่การเจาะเจาะผ่านกราวด์แบบแปรผัน
• ความยาวช่วงชัก: ความยาวช่วงชักไฮดรอลิกของเครื่องจะกำหนดจำนวนปลอกที่ก้าวหน้าต่อรอบการกด เครื่องจักรระยะชักที่ยาวขึ้นจะทำให้ปลอกต่อรอบเร็วขึ้น และต้องการการหยุดบ่อยครั้งน้อยลงเพื่อเพิ่มส่วนปลอกใหม่ ส่งผลให้อัตราการผลิตดีขึ้น จับคู่ความยาวของระยะชักกับความยาวของหลุมที่มีอยู่และความยาวข้อต่อของท่อปลอกที่กำลังติดตั้ง
• ข้อกำหนดด้านแหล่งจ่ายไฟ: ยืนยันว่าเครื่องจักรทำงานโดยใช้พลังงานไฟฟ้า ไฮดรอลิก หรือดีเซล และมีแหล่งจ่ายไฟที่จำเป็นอยู่ที่ไซต์งานของโครงการ เครื่องจักรที่ใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นที่นิยมในพื้นที่เขตเมืองที่จำกัดด้วยเหตุผลด้านเสียงและการปล่อยมลพิษ แต่ต้องมีการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟที่เพียงพอ เครื่องจักรที่ใช้น้ำมันดีเซลมีความสมบูรณ์ในตัวมากกว่าแต่สร้างไอเสียและเสียงรบกวนซึ่งอาจต้องได้รับการบรรเทาในสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อน
• ความเข้ากันได้ของระบบนำทาง: ยืนยันว่าเครื่องจักรเข้ากันได้กับระบบนำทางที่กำหนดโดยข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ เช่น การนำทางด้วยเลเซอร์ ออพติคอล กล้อง หรือท่อนำร่อง และยืนยันว่าสามารถบรรลุความแม่นยำที่ต้องการได้ด้วยเครื่องจักรที่เลือกและการผสมผสานการนำทางในสภาพพื้นดินที่คาดหวัง