非開挖穿越施工在電力管線施工中的應用
非開挖穿越施工在電力管線施工中的應用
隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，電力工程建設項目日益增多。采用電力電纜輸送電能，占地面積小，不占地面空間，不受路面建筑物的影響，也不需要在路面架設桿塔和導線，易于向城市供電而且使市容整齊美觀。因此，現(xiàn)在纜化的工程也越來越多。常規(guī)電纜工程的施工都是開槽鋪設電力管道，施工時需要占用路面，妨礙交通；開挖回填時容易損壞原有管線；渣土外運引起漏灑揚塵；回填坑槽及恢復路面容易造成不均勻沉降，路面下陷或突起，給車輛和行人帶來不便。而且由于用電申請時間的不一致，常常是今天挖開，明天填上，后天又“破肚開膛”，產(chǎn)生了令市民深惡痛絕的馬路“拉鏈現(xiàn)象”。因此，常規(guī)的施工技術(shù)越來越不適應城市發(fā)展的需要。?
近幾年來，廈門市加大了城市規(guī)劃、建設和管理的力度，《廈門城市道路管理辦法》也規(guī)定，新建道路交付使用未滿5年不準“開膛破肚”。2007年1月還專門出臺了《廈門市人民政府辦公廳關于加強島內(nèi)城市道路挖掘施工管理工作的通知》，新的管理辦法嚴格了審批權(quán)限，規(guī)定挖掘時間在5天以內(nèi)、開挖長度在100米以下的項目由市政園林局歸口審批；超過這些期限的由市政園林局和市城管辦聯(lián)合會審，影響重大的開挖項目還要報市政府審批。此外，廈門市還首次建立了道路挖掘計劃預申報制度，規(guī)定每年12月份報送下年度、每年5月份報送下半年較大的道路管線建設項目計劃；除緊急情況外，沒有預申報的開挖項目不予審批。道路挖掘施工現(xiàn)場必須規(guī)范設立公示牌，并經(jīng)道路分級管轄的市政管理部門驗收合格后方可開工。這些規(guī)定也增加了常規(guī)電纜工程的施工難度。申請時不容易，申請到了又要支付高額的城市道路挖掘修復費。因為是屬于懲罰性質(zhì)的賠償，例如開挖水泥砼路面，不管實際開挖寬度的大小，就算只開挖30厘米寬，也是按整塊板的面積計算，賠償金額很大。?
在這種情況下，非開挖技術(shù)的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。非開挖技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的技術(shù)手段，在地表不開溝(槽)的條件下鋪設、更換或修復各種地下管線的施工新技術(shù)，改傳統(tǒng)的挖槽鋪管和修復施工方式為鉆孔鋪管和修復。與傳統(tǒng)的挖槽施工法相比，非開挖技術(shù)具有不影響交通、不破壞環(huán)境，施工周期短，社會效益顯著等優(yōu)點，尤其適合在一些無法實施開挖作業(yè)的地區(qū)，如鬧市區(qū)、高速公路、鐵路、建筑物、河流、農(nóng)作物及植被保護區(qū)等，進行管線鋪設、更新或修復。按施工工藝可分為：導向鉆進鋪管技術(shù)、遁地穿梭鋪管技術(shù)、頂管掘進鋪管技術(shù)、頂管鋪管技術(shù)。其中導向鉆進鋪管技術(shù)的優(yōu)點是：采用導向儀導向，導向探測與管線探測相結(jié)合，能有效調(diào)整鉆頭，避開管線，適合復雜地層條件下施工；鋪管直徑、長度和材料范圍較寬，適合1000mm以下管徑，主要采用PE管鋪設和鋼管鋪設；對地表干擾小，施工速度快，施工精度高，是發(fā)展最快的一種非開挖施工法。又因為廈門城區(qū)的地下管網(wǎng)比較復雜，所以我局進行非開挖施工時大多采用導向鉆進鋪管法。下面就詳細介紹一下導向鉆進鋪管法的施工工藝。?
首先，對所鋪設管線的位置地形進行測量，設計出鉆孔的最佳曲線，開挖工作坑和接受坑。?
其次，進行導向鉆的施工。先用放置在地表的導向鉆機，根據(jù)預先設計的鋪管線路鉆一個遠小于預鋪管道口徑的導向孔，然后回拖回擴頭，將孔徑擴大到超過預鋪管道口徑的1.2—1.5倍，隨后將管線拉入，實現(xiàn)非開挖鋪設新管。導向鉆鋪管施工由3個階段組成，即鉆導向孔、回拖擴孔和回拖管材。?
1鉆導向孔?
用導向鉆頭從預定的入土點以一定的傾角準確地按規(guī)定管線走向鉆進。導向鉆頭為前端帶噴射口的斜面非對稱式鉆頭，內(nèi)部放置有定位信號發(fā)射儀，鉆頭前端噴射出高壓泥漿的射流作用與鉆頭的切削作用共同在地下形成孔壁，泥漿還起到潤滑和降溫作用，并使孔壁迅速固定成型。在地面上用接收機可以探測到鉆頭在地下的經(jīng)緯坐標、深度、傾斜率、斜面方向等參數(shù)，通常每鉆進一根鉆桿定位一次。鉆桿長度隨機型而變，機型越大，鉆桿越長。鉆機操作人員根據(jù)測出的參數(shù)，判斷鉆孔位置與設計軌跡的偏差，隨時進行調(diào)整，確保鉆孔沿設計軌跡前進。當回轉(zhuǎn)和給進同時進行時，鉆孔呈直線延伸，而只給進不回轉(zhuǎn)時，受斜面反力作用，鉆孔朝鉆頭斜面的方向偏轉(zhuǎn)。鉆桿不斷補接，直到鉆頭達到接收井或從目標位置鉆出地面。?
2回拖擴孔?
導向孔完成后，在接收井中或目標位置將導向鉆頭更換為直徑大于已有管孔的錐形回擴頭。這種鉆頭表面有呈螺旋狀排列的高硬度碳化鎢金屬，使之在回拉鉆桿的作用下將孔擴大，鉆頭圓周上分布的小孔可噴射出高壓泥漿，其作用與鉆導向孔過程相似。在回程擴孔時，泥漿泵會向孔壁提供足夠的鉆進泥漿液，在松動的孔壁表面迅速形成一層護壁泥漿層，回抽時要在回擴頭后側(cè)不斷補接鉆桿?；財U頭到達鉆機后，在接收井接上新回擴頭再次回擴。擴程可反復多次，使管孔直徑逐次擴大，直到管孔達到設計要求。
3回拖管材?
擴孔結(jié)束后，應用清孔器進行清孔。清孔時要注意泥漿比重，保證泥漿質(zhì)量。當清孔達到鋪管要求后，進行回拖前的準備工作，復查管材的質(zhì)量及搬運過程中是否損傷，管材焊（連）接是否符合規(guī)定，檢驗完畢后方可鋪設?；赝瞎懿臅r，產(chǎn)品管材在擴好孔的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿潤滑，這樣既減少了回拖阻力，又保護了管材在回拖時防腐層的磨損。此時，操作人員要注意控制好鉆機的拉力和速度，確保所鋪設管材不受損害。?
最后，在完成牽引管施工后，才開始砌筑檢查井。?
下面舉個工程實例來說明一下非開挖技術(shù)在電力工程施工中的具體應用。?
例：新建110KV湖濱南變10KV梅園線工程的設計是從新建110KV湖濱南變饋出一條電纜至禾祥梅園開關站901，該電纜從變電站引出后沿著湖濱南路北側(cè)已建電纜管溝及新建的管溝向東敷設敷設至梅園開關站901。其中，有一段需要橫穿湖濱南路。而湖濱南路屬于市區(qū)主要干道，車輛川流不息，地下管線縱橫交錯，道路兩側(cè)還有綠化喬木。眾所周知，管線橫穿道路采用常規(guī)方法施工，公路的一半基槽需采用大開挖的方式，待管線鋪設完畢回填后，再施工另一半管線。該施工方法雖然簡單，但對交通運行及市區(qū)環(huán)境都不可避免產(chǎn)生了一定的影響：施工時容易引起噪音，粉塵，震動和廢氣；妨礙交通（堵塞，中斷或改線）；破壞環(huán)境（綠化帶，公園和花園）；影響市民生活和商店的營業(yè)；安全性差；綜合施工成本高。而這些不足正好是非開挖技術(shù)的優(yōu)勢所在。因此工程采用導向鉆進鋪管技術(shù)，以非開挖方式進行電力管道穿越。該工程開挖4M*2M*1M的工作坑和接受坑，擴孔直徑達φ500MM，采用φ160×4根PE管穿越，穿越長度約為46米，最大穿越深度為自然地面以下3m；鉆機入土點位于湖濱南路北側(cè)，出土點位于湖濱南路南側(cè)；入土角度為10°，出土角度6°。該工程具有不污染環(huán)境，不影響交通，施工周期短等優(yōu)點。
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