電纜拉管方法及技術(shù)措施

1、2.23、電纜拉管方法及技術(shù)措施    1、工藝原理 導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖鋪管技術(shù)是利用地表放置的鉆機(jī)、隨鉆測(cè)量?jī)x器以及有關(guān)鉆具，沿欲鋪設(shè)管線設(shè)計(jì)軌跡鉆成一個(gè)先導(dǎo)孔，然后回拉擴(kuò)孔，將孔徑擴(kuò)大到鋪管要求的口徑，并將管線同步或分步拉入，以實(shí)現(xiàn)不開(kāi)挖鋪管的施工技術(shù)。該技術(shù)的關(guān)鍵部分是先導(dǎo)孔鉆進(jìn)技術(shù)，它是利用放置在鉆頭內(nèi)部的探頭發(fā)射信號(hào)，導(dǎo)向儀器可隨時(shí)測(cè)出鉆頭位置、深度、頂角、工具面向角等參數(shù)，與鉆機(jī)配合及時(shí)調(diào)整鉆孔方向，實(shí)現(xiàn)有目標(biāo)的引導(dǎo)式鉆進(jìn)，即導(dǎo)向鉆進(jìn)。導(dǎo)向鉆進(jìn)中采用了帶斜面的非對(duì)稱式鉆頭，當(dāng)回轉(zhuǎn)和給進(jìn)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，鉆孔呈直線延伸；當(dāng)只給進(jìn)不回轉(zhuǎn)時(shí)，受斜面

2、反力的作用，鉆孔沿斜面法線的反方向延伸。因此，鉆機(jī)操作人員可根據(jù)測(cè)出的鉆機(jī)參數(shù)判斷鉆頭位置與設(shè)計(jì)軌跡的偏差，并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保鉆孔沿設(shè)計(jì)軌跡前進(jìn)。導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖鋪管技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是鋪管精度高、施工距離長(zhǎng)，尤其是在城市管網(wǎng)極為復(fù)雜的地區(qū)，可精確控制要鋪管線位置，可以避免損壞其它地下設(shè)施，同時(shí)也可以保直鉆進(jìn)鋪設(shè)鋼管，用于管棚支護(hù)水平降水等工程施工。 2、機(jī)具與配套儀器 導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖鋪管施工用的鉆具、儀器、設(shè)備主要有：導(dǎo)向鉆具、鉆桿、反向擴(kuò)孔鉆頭、分動(dòng)器、鉆井液等等，其工作特性分述如下： 2.1、導(dǎo)向鉆具 導(dǎo)向鉆具用來(lái)成孔和變向，成孔是以高壓水射流和切削

3、作用共同完成的，變向是由非對(duì)稱鉆頭、鉆機(jī)、儀器的相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。變向曲率的大小與地層、鉆頭斜面角度、給進(jìn)力大小、高壓射流流速、壓力、鉆桿柔性等有關(guān)，一般情況50mm鉆桿的最小曲率半徑為30m，如果條件許可，盡可能增加曲率半徑，使鉆孔平緩，以便減少拉管阻力，降低孔內(nèi)事故率。 導(dǎo)向鉆具是由切削斜掌和探頭盒組成。切削斜掌上鑲有硬質(zhì)合金，用于破碎土層，形成鉆孔。探頭盒用來(lái)放置探頭，探頭盒上開(kāi)有信號(hào)發(fā)射窗口，并用非金屬材料密封，以防高壓流體進(jìn)入探頭室。另外，探頭盒具有一定的強(qiáng)度和輸送高壓流體的通道。 2.2、鉆桿 鉆桿是導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)的關(guān)鍵部分之一，它具有高強(qiáng)度、高彈性

4、、耐高壓等基本特性。在反向擴(kuò)孔回拉工作管線時(shí)，鉆桿承受較大的拉力和扭矩，同時(shí)鉆桿是在彎曲和回轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，因此鉆桿的材料選擇、熱處理工藝以及絲扣設(shè)計(jì)加工都要求比較嚴(yán)格，應(yīng)具有高的抗疲勞強(qiáng)度。在導(dǎo)孔鉆進(jìn)中，鉆孔可能是曲線或直線不斷變化，因此鉆桿應(yīng)具有高的彈性和韌性。另外，鉆桿也是輸送高壓流體的通道，因此鉆桿連接部位必須具有可靠的密封性。2.3、反向擴(kuò)孔鉆頭 反向擴(kuò)孔鉆頭用來(lái)擴(kuò)大導(dǎo)孔，便于拉管。不同地層及不同工作管徑，應(yīng)有不同結(jié)構(gòu)形式的反擴(kuò)鉆頭。例如用于含石塊土層的流線型鉆頭具有如下特點(diǎn)：  反螺旋切削刃，導(dǎo)流效果好，便于排屑。  流線性錐面，回轉(zhuǎn)

5、阻力小，卡鉆機(jī)會(huì)少。  流線性錐面可將磚塊、石塊之類硬物不經(jīng)破碎壓入周圍土層。2.4、分動(dòng)器  分動(dòng)器放置在反擴(kuò)鉆頭之后和將要拉入的工作管之前，可實(shí)現(xiàn)反擴(kuò)鉆頭旋轉(zhuǎn)，拉入的工作管不回轉(zhuǎn)。2.5、導(dǎo)向儀器  導(dǎo)向儀器用來(lái)測(cè)量地下管線，控制鉆孔方向，它由探頭、接收器、同步顯示器、發(fā)射機(jī)四部分組成。2.6、鉆機(jī)  我公司的導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖鋪管的鉆機(jī)為全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)。 型號(hào)動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速（rpm）回轉(zhuǎn)扭矩（N.m）給進(jìn)力（kN）回拉力（kN）動(dòng)力頭行程（m）入射角（度）ZT-250-10055001503003.58

6、-202.7、鉆井液  鉆井液是由水和膨潤(rùn)土（高質(zhì)量粘土）級(jí)成的一種懸浮液。當(dāng)需要時(shí)，也可以加入某些天然添加劑改善鉆井液性能。其作用是：  通過(guò)噴射實(shí)現(xiàn)水力切削 為井底鉆桿傳遞能量  潤(rùn)滑切削頭并沖洗管柱  通過(guò)環(huán)狀間隙把鉆屑從孔中輸送到地面  穩(wěn)定鉆孔，防止垮塌  形成泥皮以避免鉆井液失水 干膨潤(rùn)土粉的比重約為2.3克/升，加量6%溶液的PH值在8-9之間。在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)注意監(jiān)控和維持諸如粘度、飽和度這些技術(shù)參數(shù)。當(dāng)工程情況變化時(shí)，這些參數(shù)可以按需要進(jìn)

7、行調(diào)整。 鉆井液在專用的攪拌池中配制。從鉆孔中返回的泥漿需要經(jīng)泥漿清潔設(shè)備處理后，再送回泥漿池，與新鮮泥漿混合后再使用。鉆屑對(duì)鉆井液固含量的增加，應(yīng)始終控制在30%以下，只有這樣才能保證鉆孔不被沉淀物堵塞。 3、施工方法 導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖鋪設(shè)地下管線施工技術(shù)主要包括導(dǎo)向孔施工和擴(kuò)孔及鋪管施工技術(shù)，其中關(guān)鍵技術(shù)是導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)和施工，導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)和施工受許多因素的制約，最主要的有施工現(xiàn)場(chǎng)地表和地下情況。地面情況包括地形、地貌以及，周圍建筑物、道路、河流等，地下情況包括地下原有公用管線、地下水位、地層、土壤情況等。因此，在導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)和施工之前必須有詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)勘察資料。&#

8、160;導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖鋪管工程施工主要過(guò)程為：勘察現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)施工前準(zhǔn)備導(dǎo)向孔施工反拉擴(kuò)孔及鋪管施工竣工資料編寫(xiě) 3.1、現(xiàn)場(chǎng)勘察 現(xiàn)場(chǎng)勘察資料一方面是導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，另一方面也是決定施工難易程度、計(jì)算工程造價(jià)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)勘察包括地表測(cè)量和地下勘察兩部分，勘察資料必須精確、可靠并將勘察結(jié)果反映在施工剖面圖和平面圖上。  地表測(cè)量 地表測(cè)量主要是根據(jù)市政管理部門提供的審批路線，對(duì)管線工程周圍地形進(jìn)行測(cè)量，先按施工區(qū)域地形及路線范圍初步定出鉆孔中線和地表走向，測(cè)量中心線地面的標(biāo)高或相對(duì)高度，根據(jù)要求的鋪管深度初步確定導(dǎo)向孔造斜長(zhǎng)度、

9、入射點(diǎn)位置、鋪管長(zhǎng)度、下管位置。另外還應(yīng)考慮施工用的鉆機(jī)、泵站以及下管用吊車等設(shè)備放置操作所占用的場(chǎng)地和空間，測(cè)量河道周圍地形地貌以及水流緩急情況，結(jié)果標(biāo)注在施工平面圖上。  地下勘察地下勘察包括地下原有管線及設(shè)備的勘查和土壤的勘查。（1）、有管線及設(shè)施勘查對(duì)于穿越城市街道尤為重要。 街道兩側(cè)地下往往有污水管、自來(lái)水管、高壓電纜、通信電纜、熱力管線等，有時(shí)縱橫交錯(cuò)，有些地方甚至還有基礎(chǔ)或人防工程等。導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)避開(kāi)這些設(shè)施，并保持距這些設(shè)施一定的安全距離。這些設(shè)施的位置和走向應(yīng)標(biāo)注在施工剖面圖和平面圖上。了解相關(guān)部門的管線檔案資料、查找現(xiàn)場(chǎng)原有的井蓋等標(biāo)志、測(cè)

10、量管線深度將有助于確定管線的準(zhǔn)確位置。對(duì)于金屬管線或電纜線可用管線儀對(duì)其進(jìn)一步驗(yàn)證。（2） 、壤調(diào)查對(duì)于工程十分重要。 對(duì)水平定向鉆進(jìn)穿越土壤的調(diào)查，包括調(diào)查鉆進(jìn)技術(shù)、土壤力學(xué)參數(shù)及對(duì)顆粒尺寸分布曲線的分析。土壤調(diào)查的目的是為了獲得土層的全面的詳細(xì)資料、不同土層之間的邊界位置和特殊物理性能。所有的調(diào)查應(yīng)遵循DIN 18319規(guī)定。3.2、導(dǎo)向孔軌跡的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)是在管線剖面圖的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出鉆孔的最佳曲線。一般原則是離開(kāi)現(xiàn)在管線越遠(yuǎn)越好，離開(kāi)壓力管線、電力管線、光纜越遠(yuǎn)越好；將鉆機(jī)放置在有風(fēng)險(xiǎn)管線的一側(cè)；鉆孔曲線越簡(jiǎn)單越好；弧型部分曲率半徑越大越

11、好。 下面介紹鉆孔軌跡角度值的取得原則。 入土角和出土角應(yīng)分別在6°至15°之間（取決于欲鋪設(shè)的工作管直徑等）。 所鋪管的允許最小彎曲半徑可以用下列公式計(jì)算。然而，為了易于鋪管，最小彎曲半徑應(yīng)盡可能大。Rmin=206·DA·S/K    (m) Rmin最小彎曲半徑    （m） 206常數(shù)           &#

12、160;  （Nm/mm2） DA管子的外徑         （mm） S安全系數(shù) K管子的屈服極限       （N/mm2） 入土點(diǎn)或出土點(diǎn)與欲穿越的最近障礙物之間的距離（例如道路、溝渠等）至少應(yīng)為5m。  與水體的最小距離至少應(yīng)為56m，以保證不發(fā)生泥漿噴涌。 出于鉆進(jìn)技術(shù)考慮，第一段和最后一段鉆桿軌跡應(yīng)是直線狀的，即沒(méi)有垂直彎曲和水平彎曲，

13、這兩段個(gè)別桿軌跡的長(zhǎng)度各自至少應(yīng)為5米。 對(duì)入土點(diǎn)與出土點(diǎn)有高差的情況，應(yīng)專門另作考慮。3.3、施工前準(zhǔn)備 施工前準(zhǔn)備包括施工組織和施工人員培訓(xùn)。施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括工程概況、施工技術(shù)方案、施工進(jìn)度計(jì)劃和施工圖說(shuō)明、質(zhì)量目標(biāo)、安全措施、人員安排等等；施工導(dǎo)向孔是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，施工前除對(duì)施工人員進(jìn)行一般性技術(shù)培訓(xùn)外，最重要的是對(duì)司鉆和使用導(dǎo)向儀的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)。為保證施工的順利進(jìn)行，安全知識(shí)也必須列為培訓(xùn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 3.4、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 與傳統(tǒng)的鋪管方法完全不同，水平定向鉆進(jìn)只需要很小的施工場(chǎng)地。場(chǎng)地大小取決于鉆進(jìn)長(zhǎng)度、工作管直徑和所鉆地層

14、情況。水平定向鉆進(jìn)穿越工程需要兩個(gè)分離的工作場(chǎng)地：設(shè)備場(chǎng)地（鉆機(jī)的工作區(qū)）和工作管場(chǎng)地（與設(shè)備場(chǎng)地相對(duì)的鉆孔出土點(diǎn)工作區(qū)）。（1）、 設(shè)備場(chǎng)地 對(duì)于本穿越工程來(lái)說(shuō)，設(shè)備的工作場(chǎng)地約為15×15m，但安裝鉆機(jī)的地基必須平整、堅(jiān)實(shí)，必要時(shí)應(yīng)用混凝土對(duì)鉆機(jī)前支點(diǎn)處的地基進(jìn)行加固。安裝鉆機(jī)時(shí)應(yīng)保證鉆機(jī)導(dǎo)軌中線和設(shè)計(jì)導(dǎo)向孔軌跡在同一垂直面上，導(dǎo)軌和水平面夾角與設(shè)計(jì)的入射角一致，機(jī)上鉆桿與地面交點(diǎn)在設(shè)計(jì)的入地點(diǎn)上。 （2）、工作管場(chǎng)地 管柱的工作場(chǎng)地一般應(yīng)離出土點(diǎn)約10m左右，而寬度約為510m。在穿越工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)法將欲安裝的管線做到以全長(zhǎng)度一次拉

15、入，并盡可能避免水平方向的彎曲。 3.5、導(dǎo)向孔施工導(dǎo)向孔軌跡是直線和曲線連接而成，鉆具回轉(zhuǎn)和給進(jìn)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，鉆頭直線前進(jìn)。當(dāng)不回轉(zhuǎn)只給進(jìn)時(shí)，鉆頭沿斜掌面法線方向前進(jìn)。由于鉆頭是靠土層對(duì)造斜面的反作用力而使鉆孔變向，故地層愈硬，造斜效果愈好；地層愈軟，造斜效果愈差；當(dāng)鉆頭前方為空洞時(shí)，將不能造斜。另外，給進(jìn)速度對(duì)造斜效果也有影響，斜掌面的大小也會(huì)影響造斜效果。 導(dǎo)向鉆進(jìn)中應(yīng)使鉆孔實(shí)際軌跡盡可能接近設(shè)計(jì)軌跡。實(shí)鉆中不可避免地會(huì)發(fā)生偏設(shè)計(jì)軌跡的情況，一般采用以深度控制為主，頂角控制為輔的方法來(lái)糾正鉆孔偏差。以深度控制為主，就是當(dāng)實(shí)際鉆頭濃度大于或小于該點(diǎn)設(shè)計(jì)深度時(shí)，不管鉆頭傾角

16、如何時(shí)，進(jìn)行造斜鉆進(jìn)，使深度偏差縮小。3.6、反拉擴(kuò)孔施工導(dǎo)孔完成后，取下導(dǎo)向鉆頭，接上反擴(kuò)鉆頭、分動(dòng)器即可進(jìn)行回拉擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)應(yīng)視地層的不同選擇不同類型的反擴(kuò)鉆頭，同時(shí)根據(jù)地層情況，選擇泥漿配方。一般情況下，地層粘質(zhì)成份多，可用清水和刮刀鉆頭擴(kuò)孔，自然造漿保持孔壁穩(wěn)定。如果地層砂質(zhì)成份含量高，必須選用優(yōu)質(zhì)泥漿，最好用鉆井液和鉆液寶進(jìn)行處理，使泥漿達(dá)到一定粘度，低的失水量，同時(shí)能抑制地層土體的分散，保持孔壁穩(wěn)定。根據(jù)鋪管直徑的大小逐級(jí)進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔最大直徑為500mm。 3.7、拉管施工PE管焊縫和管道強(qiáng)度檢驗(yàn)合格后，即可進(jìn)入拉管施工。首先用現(xiàn)場(chǎng)制作的“PE管封套”將管頭密封，然后在

17、管頭后端接上回?cái)U(kuò)頭，管后接上分動(dòng)器進(jìn)行接管，將管子回接到工作井后，卸下回?cái)U(kuò)頭、分動(dòng)器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭。施工時(shí)，拉管機(jī)操作人員要根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)均勻平穩(wěn)的牽引管道，切不可生拉硬拽。4、電纜敷設(shè)工序4.1、場(chǎng)地布置，器具安裝場(chǎng)地布置完成后，對(duì)電纜端敷設(shè)設(shè)備安裝，對(duì)牽引端卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備安裝。4.2、檢查管道、清理（1）、金屬導(dǎo)管嚴(yán)禁熔焊連接；管口平整光滑，無(wú)毛刺。（2）、檢查管道內(nèi)是否有雜物，可在敷設(shè)電纜前，應(yīng)將雜物清理干凈。（3）、通道清理如下圖所示的，通管器直徑應(yīng)比電纜外徑大1. 2 倍，長(zhǎng)度不小于400 mm。通管器通過(guò)管道清理了管內(nèi)雜物和垃圾，應(yīng)來(lái)回幾次對(duì)管道進(jìn)行清理。4.3、試牽引經(jīng)過(guò)

18、檢查后的管道，可用一段（長(zhǎng)約5m）的同樣電纜作模擬牽引，然后觀察電纜表面，檢查磨損是否屬于許可范圍。4.4、敷設(shè)電纜：（1）、將電纜盤放在電纜入孔井口的外邊，先用安裝有電纜牽引頭并涂有電纜潤(rùn)滑油的鋼絲繩與電纜一端連接，鋼絲繩的另一端穿過(guò)電纜管道，拖拉電纜力量要均勻，檢查電纜牽引過(guò)程中有無(wú)卡阻現(xiàn)象，如張力過(guò)大，應(yīng)查明原因，問(wèn)題解決后，繼續(xù)牽引電纜。（2）、電力電纜應(yīng)單獨(dú)穿入一根管孔內(nèi)。同一管孔內(nèi)可穿入3根控制電纜。（3）、三相或單相單芯電纜不得單獨(dú)穿于鋼導(dǎo)管內(nèi)。4.5、電纜掛標(biāo)志牌：（1）、標(biāo)志牌規(guī)格應(yīng)一致，并有防腐性能，掛裝應(yīng)牢固。（2）、標(biāo)志牌上應(yīng)注明電纜編號(hào)、規(guī)格、型號(hào)、電壓等級(jí)及起始位置

19、。（3）、沿電纜管道敷設(shè)的電纜在其兩端、人手孔井內(nèi)應(yīng)掛標(biāo)志牌。5、質(zhì)量控制措施5.1、電纜敷設(shè)在穿越不同防火區(qū)的電纜管道處，按設(shè)計(jì)要求位置，有防火隔斷措施。5.2、電纜穿管前，應(yīng)清除管內(nèi)雜物和積水。管口應(yīng)有保護(hù)措施，不進(jìn)入接線盒的垂直管口穿入電纜后，管口應(yīng)密封。5.3、特殊工序或關(guān)鍵控制點(diǎn)的控制序號(hào)特殊工序/關(guān)鍵控制點(diǎn)主要控制方法1電纜型號(hào)、規(guī)格 與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)相符2電纜管密封檢查現(xiàn)場(chǎng)觀察檢查 3電纜敷設(shè)檢查最小允許彎曲半徑，嚴(yán)禁絞擰、護(hù)層斷裂等缺陷4電纜絕緣試驗(yàn)搖表?yè)u測(cè)5.4、電纜井支撐（1）、電纜入井支撐電纜經(jīng)較大落差處會(huì)產(chǎn)生折彎，弧曲可能超過(guò)彎曲半徑，采用下圖所示的滑輪滑板，滑板半徑應(yīng)大于電纜彎曲半徑，