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穿越施工在电力施工中的应用

随着城市经济的快速发展和城市化进程的加快,电力工程建设项目日益增多。采用电力电缆输送电能,占地面积小,不占地面空间,不受路面建筑物的影响,也不需要在路面架设杆塔和导线,易于向城市供电而且使市容整齐美观。因此,现在缆化的工程也越来越多。常规电缆工程的施工都是开槽铺设电力管道,施工时需要占用路面,妨碍交通;开挖回填时容易损坏原有管线;渣土外运引起漏洒扬尘;回填坑槽及恢复路面容易造成不均匀沉降,路面下陷或突起,给车辆和行人带来不便。而且由于用电申请时间的不一致,常常是今天挖开,明天填上,后天又“破肚开膛”,产生了令市民深恶痛绝的马路“拉链现象”。 因此,常规的施工技术越来越不适应城市发展的需要。?

  近几年来,厦门市加大了城市规划、建设和管理的力度,《厦门城市道路管理办法》也规定,新建道路交付使用未满5年不准“开膛破肚”。 2007年1月还专门出台了《厦门市人民政府办公厅关于加强岛内城市道路挖掘施工管理工作的通知》,新的管理办法严格了审批权限,规定挖掘时间在5天以内、开挖长度在100米以下的项目由市政园林局归口审批;超过这些期限的由市政园林局和市城管办联合会审,影响重大的开挖项目还要报市政府审批。此外,厦门市还首次建立了道路挖掘计划预申报制度,规定每年12月份报送下年度、每年5月份报送下半年较大的道路管线建设项目计划;除紧急情况外,没有预申报的开挖项目不予审批。道路挖掘施工现场必须规范设立公示牌,并经道路分级管辖的市政管理部门验收合格后方可开工。这些规定也增加了常规电缆工程的施工难度。申请时不容易,申请到了又要支付高额的城市道路挖掘修复费。因为是属于惩罚性质的赔偿,例如开挖水泥砼路面,不管实际开挖宽度的大小,就算只开挖30厘米宽,也是按整块板的面积计算,赔偿金额很大。?

  在这种情况下,非开挖技术的优势就体现出来了。非开挖技术是指利用各种岩土钻掘的技术手段,在地表不开沟(槽)的条件下铺设、更换或修复各种地下管线的施工新技术,改传统的挖槽铺管和修复施工方式为钻孔铺管和修复。与传统的挖槽施工法相比,非开挖技术具有不影响交通、不破坏环境,施工周期短,社会效益显著等优点,尤其适合在一些无法实施开挖作业的地区,如闹市区、高速公路、铁路、建筑物、河流、农作物及植被保护区等,进行管线铺设、更新或修复。按施工工艺可分为:导向钻进铺管技术、遁地穿梭铺管技术、顶管掘进铺管技术、顶管铺管技术。其中导向钻进铺管技术的优点是:采用导向仪导向,导向探测与管线探测相结合,能有效调整钻头,避开管线,适合复杂地层条件下施工;铺管直径、长度和材料范围较宽,适合1000mm以下管径,主要采用PE管铺设和钢管铺设;对地表干扰小,施工速度快,施工精度高,是发展最快的一种非开挖施工法。又因为厦门城区的地下管网比较复杂,所以我局进行非开挖施工时大多采用导向钻进铺管法。下面就详细介绍一下导向钻进铺管法的施工工艺。?

  首先,对所铺设管线的位置地形进行测量,设计出钻孔的最佳曲线,开挖工作坑和接受坑。?

  其次,进行导向钻的施工。先用放置在地表的导向钻机,根据预先设计的铺管线路钻一个远小于预铺管道口径的导向孔,然后回拖回扩头,将孔径扩大到超过预铺管道口径的1.2—1.5倍,随后将管线拉入,实现非开挖铺设新管。导向钻铺管施工由3个阶段组成,即钻导向孔、回拖扩孔和回拖管材。?

  1 钻导向孔?
  用导向钻头从预定的入土点以一定的倾角准确地按规定管线走向钻进。导向钻头为前端带喷射口的斜面非对称式钻头,内部放置有定位信号发射仪,钻头前端喷射出高压泥浆的射流作用与钻头的切削作用共同在地下形成孔壁,泥浆还起到润滑和降温作用,并使孔壁迅速固定成型。在地面上用接收机可以探测到钻头在地下的经纬坐标、深度、倾斜率、斜面方向等参数,通常每钻进一根钻杆定位一次。钻杆长度随机型而变,机型越大,钻杆越长。钻机操作人员根据测出的参数,判断钻孔位置与设计轨迹的偏差,随时进行调整,确保钻孔沿设计轨迹前进。当回转和给进同时进行时,钻孔呈直线延伸,而只给进不回转时,受斜面反力作用,钻孔朝钻头斜面的方向偏转。钻杆不断补接,直到钻头达到接收井或从目标位置钻出地面。?

  2 回拖扩孔?

   导向孔完成后,在接收井中或目标位置将导向钻头更换为直径大于已有管孔的锥形回扩头。这种钻头表面有呈螺旋状排列的高硬度碳化钨金属,使之在回拉钻杆的作用下将孔扩大,钻头圆周上分布的小孔可喷射出高压泥浆,其作用与钻导向孔过程相似。在回程扩孔时,泥浆泵会向孔壁提供足够的钻进泥浆液,在松动的孔壁表面迅速形成一层护壁泥浆层,回抽时要在回扩头后侧不断补接钻杆。回扩头到达钻机后,在接收井接上新回扩头再次回扩。扩程可反复多次,使管孔直径逐次扩大,直到管孔达到设计要求。

3 回拖管材?

  扩孔结束后,应用清孔器进行清孔。清孔时要注意泥浆比重,保证泥浆质量。当清孔达到铺管要求后,进行回拖前的准备工作,复查管材的质量及搬运过程中是否损伤,管材焊(连)接是否符合规定,检验完毕后方可铺设。回拖管材时,产品管材在扩好孔的孔中是处于悬浮状态,管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑,这样既减少了回拖阻力,又保护了管材在回拖时防腐层的磨损。此时,操作人员要注意控制好钻机的拉力和速度,确保所铺设管材不受损害。?

  最后,在完成牵引管施工后,才开始砌筑检查井。?

  下面举个工程实例来说明一下非开挖技术在电力工程施工中的具体应用。?

  例:新建110KV湖滨南变10KV梅园线工程的设计是从新建110KV湖滨南变馈出一条电缆至禾祥梅园开关站901,该电缆从变电站引出后沿着湖滨南路北侧已建电缆管沟及新建的管沟向东敷设敷设至梅园开关站901。其中,有一段需要横穿湖滨南路。而湖滨南路属于市区主要干道,车辆川流不息,地下管线纵横交错,道路两侧还有绿化乔木。众所周知,管线横穿道路采用常规方法施工,公路的一半基槽需采用大开挖的方式,待管线铺设完毕回填后,再施工另一半管线。该施工方法虽然简单,但对交通运行及市区环境都不可避免产生了一定的影响:施工时容易引起噪音,粉尘,震动和废气;妨碍交通(堵塞,中断或改线);破坏环境(绿化带,公园和花园);影响市民生活和商店的营业;安全性差;综合施工成本高。而这些不足正好是非开挖技术的优势所在。因此工程采用导向钻进铺管技术,以非开挖方式进行电力管道穿越。该工程开挖4M*2M*1M的工作坑和接受坑,扩孔直径达φ500MM,采用φ160×4根PE管穿越,穿越长度约为46米,最大穿越深度为自然地面以下3m;钻机入土点位于湖滨南路北侧,出土点位于湖滨南路南侧;入土角度为10°,出土角度6°。该工程具有不污染环境,不影响交通,施工周期短等优点。
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