(27)

где: - лобовое сопротивление бурению (сопротивление движению буровой головки в грунте) с учетом искривления пилотной скважины;

- сила трения от веса буровых штанг (в скважине);

- увеличение силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову);

- увеличение силы трения от наличия на буровых штангах выступов за пределы наружного диаметра;

- дополнительные силы трения от опорных реакций;

- сопротивление перемещению буровых штанг в зоне забуривания за счет смятия стенки скважины;

- сопротивление на выходе при переходе от криволинейного движения к прямолинейному.

Расчет усилия проходки пилотной скважины выполняется для двух пограничных состояний:

- при благоприятных условиях: при наличии качественного бурового раствора, отсутствие фильтрации раствора в грунт при хорошо сформированной и стабильной пилотной скважине;

- при неблагоприятных условиях: при обрушении грунта по длине пилотной скважины и фильтрации бурового раствора в грунт.

6.2.2. Лобовое сопротивление бурению рассчитывается по формуле:

(28)

где: - сила сопротивления бурению, Н;

Ii – текущая длина пилотной скважины при бурении от точки забуривания до выхода пилотной скважины из земли (от 0 до I), м;

R – радиус кривизны пилотной скважины, м;

- условный коэффициент трения вращающегося резца о грунт рассчитывается по формуле:

(29)

где: fp – коэффициент трения резца о грунт;

dr – диаметр буровой головки, м;

h – подача на оборот рассчитывается по формуле:

(30)

где: n- скорость бурения, м/мин;

w - угловая скорость бурения, об./мин.

Сила сопротивления бурению при разрушении грунта вращающейся буровой головкой рассчитывается по формуле:

(31)

где: С0 – коэффициент сцепления грунта, Н/м2 (Па);

m – ширина резца, м;

ер – глубина врезания (вылет резца), м;

r - угол внутреннего трения грунта, радиан.

6.2.3. Сила трения от веса буровых штанг в пилотной скважине рассчитывают по формуле:

(32)

где: qш – погонный вес буровых штанг за вычетом выталкивающей силы бурового раствора, Н/м;

R – радиус кривизны бурового канала, м;

I – длина пилотной скважины, м;

Ii – текущая длина пилотной скважины, м.

- углы в радианах (1 радиан – 57,30)

- условный коэффициент трения вращающихся буровых штанг о грунт, смоченный буровым раствором рассчитывается по формуле:

(33)

где: dш – наружный диаметр буровых штанг, м;

fш – коэффициент трения штанг о грунт, смоченный буровым раствором.

Погонный вес штанг qш (за вычетом выталкивающей силы бурового раствора) рассчитывается по формуле:

(34)

где: gш – удельный вес материала штанг, Н/м3;

gж – удельный вес бурового раствора, Н/м3;

dш – толщина стенки штанги, м.

6.2.4. Для наиболее точного расчёта разбиваем кривую на прямолинейные и криволинейные участки по прохождению участок газопровода на разных слоях грунта.

Расчет усилия - увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову) рассчитывается по формуле:

(35)

где: qг – погонный вес грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

(36)

где: μ – коэффициент бокового давления;

k – коэффициент высоты свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

а) - благоприятных условиях (37)

б) - при неблагоприятных условиях (38)

где: ρ – угол внутреннего трения грунта, радиан;

- объемный вес грунта с учетом разрыхления при гео обрушении на буровые штанги, который рассчитывается по формуле:

(39)

ъ

где: - удельный объемный вес грунта в естественном залегании, Н/м3.

Расчет усилия - увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову) рассчитывается по формуле:

(35)

где: qг – погонный вес грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

(36)

где: μ – коэффициент бокового давления;

k – коэффициент высоты свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

а) - благоприятных условиях (37)