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)舉措1、工藝原理導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管技術(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)不開挖鋪管的施工技術(shù).該技術(shù)的關(guān)鍵局部是先導(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

2、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,保證鉆孔沿設(shè)計(jì)軌跡前進(jìn).導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管技術(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),可精確限制要鋪管線位置,可以預(yù)防損壞其它地下設(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,具工作特性分述如下：2.1、 導(dǎo)向鉆具導(dǎo)向鉆具用來成孔和變向,成孔是以高壓水射流和切削作用共同完成的,變向是由非對(duì)稱鉆頭、鉆機(jī)、儀器的相互配合來實(shí)現(xiàn)的.變向曲率的大小與地層、鉆頭斜面角度、給進(jìn)

3、力大小、高壓射流流速、壓力、鉆桿柔性等有關(guān),一般情況中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.探頭盒用來放置探頭,探頭盒上開有信號(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)鍵局部之一,它具有高強(qiáng)度、高彈性、耐高壓等根本特性.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

4、及絲扣設(shè)計(jì)加工都要求比擬嚴(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)阻力小,卡鉆時(shí)機(jī)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)

5、向儀器導(dǎo)向儀器用來測(cè)量地下管線,限制鉆孔方向,它由探頭、接收器、同步顯示器、發(fā)射機(jī)四局部組成.2.6、 鉆機(jī)我公司的導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管的鉆機(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-250-10055001503003.58-202.7、 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),也可以參加某些天然添加劑改善鉆井液性能.其作用是：通過噴射實(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 通過環(huán)狀間隙把鉆屑從孔中輸送到地面穩(wěn)定鉆孔,預(yù)防垮塌 形成泥皮以預(yù)防鉆井液失水干膨潤(rùn)土粉的比重約為

6、2.3克/升,加量6%溶液的PH值在8-9之間.在鉆進(jìn)過程中,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)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)始終限制在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

7、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.導(dǎo)向鉆進(jìn)非開挖鋪管工程施工主要過程為：勘察現(xiàn)場(chǎng)一導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)一施工前準(zhǔn)備一導(dǎo)向孔施工一反拉擴(kuò)孔及鋪管施工一竣工資料編寫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)的根底.現(xiàn)場(chǎng)勘察包括地表測(cè)量和地下勘察兩局部,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)市政治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)量中央線地面的標(biāo)高或相

8、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、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),有些地方甚至還有根底或人防工程等.導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)避開這些設(shè)施,并保持距這些設(shè)施一定的平安距離.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

9、井蓋等標(biāo)志、測(cè)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DIN18319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)是在管線剖面圖的根底上,設(shè)計(jì)出鉆孔的最佳曲線.一般原那么是離開現(xiàn)在管線越遠(yuǎn)越好,離開壓力管線、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；弧型局部曲率半徑越大越好.下面介紹鉆孔軌跡角度值的取

10、得原那么.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以下公式計(jì)算.然而,為了易于鋪管,最小彎曲半徑應(yīng)盡可能大.Rmin=206DAS/KmRmin一最小彎曲半徑m206一常數(shù)Nm/mm2DA一管子的外徑mmS平安系數(shù)K一管子的屈服極限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,即沒有垂直彎曲和水平彎曲,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

11、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)度方案和施工圖說明、質(zhì)量目標(biāo)、平安舉措、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,平安知識(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情況.水平定向鉆進(jìn)穿越工程需要兩個(gè)別離的工作場(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)).

12、(1)、設(shè)備場(chǎng)地對(duì)于本穿越工程來說,設(shè)備的工作場(chǎng)地約為15x15m,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)度一次拉入,并盡可能預(yù)防水平方向的彎曲.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

13、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)鉆中不可預(yù)防地會(huì)發(fā)生偏設(shè)計(jì)軌跡的情況,一般采用以深度限制為主,頂角限制為輔的方法來糾正鉆孔偏差.以深度限制為主,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

14、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,使泥漿到達(dá)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)工序施工準(zhǔn)備器具撤

15、除4.1、場(chǎng)地布置,器具安裝圖3腳手橋架輔助通道1一電纜盤2電力電纜3滑輪4一腳手橋架5一電纜井場(chǎng)地布置完成后,對(duì)電纜端敷設(shè)設(shè)備安裝,對(duì)牽引端卷揚(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)、通道清理如以下圖所示的,通管器直徑應(yīng)比電纜外徑大1.2倍,長(zhǎng)度不小于400mm.通管器通過管道清理了管內(nèi)雜物和垃圾,應(yīng)往返幾次對(duì)管道進(jìn)行清理.圖5電纜通道清理1鋼繩2旋轉(zhuǎn)器3一卸扣4通管器4.3、 試牽引經(jīng)過檢查后的管道,可用一段(長(zhǎng)約5m)的同樣電纜作模擬牽引,然后觀察電纜外表,檢查磨損是

16、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電纜管道,拖拉電纜力量要均勻,檢查電纜牽引過程中有無卡阻現(xiàn)象,如張力過大,應(yīng)查明原因,問題解決后,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根限制電纜.(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.(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)量限制舉措5

17、.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,有防火隔斷舉措.5.2、 電纜穿管前,應(yīng)去除管內(nèi)雜物和積水.管口應(yīng)有保護(hù)舉措,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)鍵限制點(diǎn)的限制序號(hào)特殊工序/關(guān)鍵限制點(diǎn)主要限制方法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)搖表搖測(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,弧曲可能超過彎曲半徑,采用以下圖所示的滑輪滑板,滑板半徑應(yīng)大于電纜彎曲半徑,鋼質(zhì)滑板外表應(yīng)涂抹潤(rùn)滑材料.圖6滑輪滑板1一滑輪2弧形滑板3坐板4

18、固定環(huán)(2)、電纜出進(jìn)口支撐電纜出井口時(shí)軸向拉力很大,造成對(duì)電纜很大側(cè)壓力,如果支撐點(diǎn)用普通托輻滑輪,可能超過通過電纜護(hù)層允許側(cè)壓力.以下圖為專用井口滑板,用鋼板制成,縱向,縱向弧形彎半徑取決于側(cè)壓力大小,而半徑與側(cè)壓力成反比,橫斷面做成月亮彎的梢道,二端翻口.井口滑板襯墊在電纜下面,電纜角度合力是滑板與硅面支撐壓力,此時(shí)滑板不會(huì)移動(dòng),而電纜在光滑的彎梢內(nèi)滑過.5.5、牽引端工作井技術(shù)舉措如以下圖所示,該井分兩種工況設(shè)置器具,分別是牽引鋼絲經(jīng)過工況和電纜經(jīng)過工況,因受力體材質(zhì)不同,采取的支撐方式也不同.牽引鋼絲繩經(jīng)過井口工況,在支撐處設(shè)置鋼質(zhì)托輻滑輪,在井口前后,一只滑輪朝下,另一只朝上.電纜經(jīng)過井口工況,先是仰角彎后是俯角彎,用井口滑板分別在井口支撐部位襯墊電纜,一只月亮彎朝下,