CN102522723A - 一种不开挖地面电力电缆穿越方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不开挖地面电力电缆穿越方法，包括如下步骤：1）地下水平导航钻孔成孔技术；2）多根保护管铺设工艺；3）电力电缆牵引技术。本发明在不开挖地面的情况下，电力电缆仍然穿越河流、道路、管道及建筑物。

Description

一种不开挖地面电力电缆穿越方法

技术领域

本发明涉及一种不开挖地面电力电缆穿越方法。涉及高压电力电缆非开挖地埋穿越工程，属于电力建设施工技术领域。

背景技术

目前，城市境观美化，希望电力线路与道路绿化带相结合，电力电缆敷设穿越河流、道路、管道及建筑物，挑战电力电缆地埋敷设新要求。因此，当前迫切需要一种新型的不开挖电力电缆地下敷设施工工艺。新型的不开挖钻孔地埋电力电缆施工工艺，比常规开挖式直埋电力电缆最大优点是保护地面和不扰动交跨建筑物，当电力电缆穿越公路和河流时，车辆照常行驶，河道照常通航，是一项既保护环境又节约三材的新工艺。

在长距离非开挖电缆井间距比较长，必须在以下几个问题进行研究和攻关：1、电缆牵引力不能大于电缆头承受极限；2、控制或预防电缆外护套摩擦发热和破损；3、电缆牵引头制作工艺等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不开挖地面电力电缆穿越方法，本发明在不开挖地面的情况下，电力电缆仍然穿越河流、道路、管道及建筑物。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种不开挖地面电力电缆穿越方法，包括如下步骤：1）地下水平导航钻孔成孔技术；2）多根保护管铺设工艺；3）电力电缆牵引技术。

所述的步骤1）地下水平导航钻孔成孔技术包括a）现场勘察，查明工作区内的地下管线的分布情况，了解河床水流、土壤性质、地下水情况，航运、道路交通情况； b）电缆轨迹，按弯头→斜直→弧曲→平直→弧曲→斜直→弯头设计钻孔轨迹；c) 钻机安装，水平定向钻机安置在电缆出口井10m处，钻杆中心线与电缆中心线一致，钻机旁边设置一个泥浆筒，因机器钻动过程有纵向水平力，用地锚和钢索将其固定；d)基坑和泥浆，泥浆经泵机注入钻杆，在钻头处流出，使孔壁稳定润滑，防止坍塌；基坑面积50-100 m²，深2 m，紧靠钻孔入地口处，按2-4％加入膨闰土添加剂，使泥浆润滑有粘性；e)导向钻孔，第一根钻杆头部装钻刀，其内部装探棒，然后钻杆一根接续一根，螺栓式连接；钻机动力带动钻杆旋转，同时作轨道式推进；f) 扩孔，当钻杆穿出对岸地面后，换下钻头和探棒，装上鼓形钻头，鼓形钻头切削土壤，同时挤压孔壁，起到护壁作用，后面接续旋转器和钻杆，接钻杆目的是进行扩孔循环操作，扩孔时钻机作转动回拉，同时向钻杆泵入泥浆，泥浆在鼓形钻头外缘流出，土屑与泥浆混合物一部分带出地面，其它充满在孔内。

所述的步骤2）多根保护管铺设工艺采用MPP聚丙烯管，一支管内穿一根110kV电力电缆，双回六根电缆为一组，7根管子（一根备用）捆成一束，外缘宽度684 mm，整体置入一个孔内；具体包括如下步骤：a)保护管对接,跨距380 m，由64根MPP管接续成一支，管子对接步骤：清头→卡瓦固定→切屑→热熔→施压→松开卡瓦；MPP内壁接缝凸出的边角及时除去,并保持光滑；做一个捅把，无缝钢管做柄，钢管头部焊上圆面钢板，背侧焊上钢筋弯沟，圆面伸入接缝处向外一拉，环形角料随着捅把带出来；b）保护管内穿导引绳，导引绳是φ8纤维绳，然后导引绳更换为15 mm编织钢丝，再由钢丝绳牵引电缆；c）拖管，首先保护管端部作如下处理，在保护管端部侧壁200 mm和400 mm位置垂直上下打直径22 mm的四个洞，用直径17 mm钢丝短绳穿四洞并连套，用钢丝绳夹子固定钢丝绳并为拉环；然后用直径约200 mm的圆木，截高200 mm，做成瓶塞形状，将MPP管口塞住，7支保护管捆成一束，第隔20 m绳子捆扎；钻杆端部接续鼓形钻头和旋转器，拉住MPP管头部钢绳环，电缆管的入口处，应做相应宽度马道；此时钻机作转动拉回，同时向鼓形头供水，使孔道润滑；d)水泥灌浆,由于扩孔孔径大于实际铺管所需宽度，以防施放电力电缆时MPP管移动，需将铺设的MPP管两端的孔隙封住，把φ40的塑料管伸入孔内，用高压泥浆泵，将制好的水泥浆灌入孔隙。

所述的步骤3）电力电缆牵引技术包括：a)布置电缆施放场地，电缆施放场地主要考虑电缆盘堆放、运输通道和吊车进出；电缆入保护管应在管口延长线上，电缆地面走线角度不超45°；在河对岸工作井处，设置卷扬机（绞磨机）场地，电缆着地点和拐弯处用托辊撑上；b)保护管内灌水拖电缆，保护管内灌水拖动，水可以润滑，可以降温，可以大大减小电缆磨擦力；c)电缆防水，电力电缆在制造过程中，进行了纵向防水、径向防水和双层外护套防水措施；d）牵引头制作工艺采用在皱纹铝处双焊封措施，将内衬压盖（铝质）套入缆芯，防水O型橡皮圈和圆螺母压实，与波纹护套管端部焊封，装入铝锥体后，再将牵引头铝护管套住皱纹铝并再次焊封。

本发明的有益效果是：电力电缆地下敷设方式，由原先开挖地面方法改进为水平定向钻孔方法，保护自然生态环境和节约土地资源有积极的意义。电力电缆穿管用灌水拖拉方法，有效解决了长距离穿管拖拉发热的难道，促使电缆施工技术向前跨进一步。

附图说明

图1是本发明实施例导向钻孔示意图；

图2是本发明实施例扩孔示意图。

具体实施方式

 

实施例1

如图1所示一种不开挖地面电力电缆穿越方法，包括如下步骤：1）地下水平导航钻孔成孔技术；包括a）现场勘察，查明工作区内的地下管线的分布情况（走向、深度），了解河床水流、土壤性质、地下水情况，航运、道路交通情况；勘察成果是施工现场地下管线的状况图，河床断面图，钻孔机械器具布置图。b）电缆轨迹，按弯头→斜直→弧曲→平直→弧曲→斜直→弯头设计钻孔轨迹；其中两端“弯头”工井时，人工弧曲MPP管即成，入地角20°，斜直长度35 m，河底弧曲半径10 m，所有轨迹与河床近距6 m以上。c) 钻机安装；水平定向钻机4安置在电缆出口井10m处（河两岸端电缆工井在电缆保护管铺设后浇筑施工），钻杆中心线与电缆中心线一致，钻机旁边设置一个泥浆筒，因机器钻动过程有纵向水平力，故用地锚和钢索将其固定。d)基坑和泥浆，泥浆5经泵机注入钻杆1，在钻头处流出，使孔壁稳定润滑，防止坍塌。基坑6面积50-100 m²，深2 m，紧靠钻孔入地口处。按2-4％加入膨闰土添加剂，使泥浆润滑有粘性；e)导向钻孔，如图1所示，第一根钻杆1头部装钻刀2（又叫斜铁），其内部装探棒3（监测参数及信息发射器），然后钻杆1一根接续一根，螺栓式连接。钻机4动力带动钻杆1旋转，钻杆拉动方向如A。若一边旋转一边推进，钻孔呈直线延伸，即钻出一个直孔，若钻头只推进不旋转，使钻头朝斜面法线的反方向钻进，钻出一个曲线孔；钻机操作人员根据地表的接收器测出钻进参数（钻头的位置、深度、方向和刀具面向角等），判断钻孔位置与设计轨迹的偏差，并随时进行调整，以确保成孔轨迹与设计一致。f) 扩孔，如图2所示，当钻杆1穿出对岸地面后，换下钻头2和探棒3，装上鼓形钻头7，鼓形钻头7切削土壤，同时挤压孔壁，起到护壁作用，后面接续旋转器8和钻杆1，接钻杆1目的是进行扩孔循环操作，钻杆拉动方向如B,扩孔200 mm为一档，梯级换大，工程最终扩孔直径为940mm以上；扩孔时钻机作转动回拉，同时向钻杆1泵入泥浆，泥浆在鼓形钻头7外缘流出，土屑与泥浆混合物一部分带出地面，其它充满在孔内。

2）多根保护管铺设工艺；采用MPP聚丙烯管，一支管内穿一根110kV电力电缆，双回六根电缆为一组，7根管子（一根备用）捆成一束，外缘宽度684 mm，整体置入一个孔内；具体包括如下步骤：a)保护管对接,跨距380 m，由64根MPP管接续成一支，管子对接步骤：清头→卡瓦固定→切屑→热熔→施压→松开卡瓦；要求接头允许拉伸力为管身的85﹪，MPP内壁接缝凸出的边角及时除去,并保持光滑；做一个捅把，无缝钢管做柄，钢管头部焊上圆面钢板(保护管内径稍小此)，背侧焊上钢筋弯沟，圆面伸入接缝处向外一拉，环形角料随着捅把带出来，连续捅几下；b）保护管内穿导引绳，导引绳是φ8迪尼玛(纤维绳)，然后导引绳更换为15 mm编织钢丝，再由钢丝绳牵引电缆；当MPP管接续后，导引绳应放入保护管内；在导引绳端部栓上一个M20螺帽放入管内，然后用一个100 g重的磁铁并系上一根小绳，磁铁紧靠在MPP管外壁，此时管内螺帽与管外的磁铁吸在一起，拉动小绳磁铁沿管壁移动，螺帽及迪尼玛绳在管内跟着移动，迪尼玛绳轻松穿过64根保护管。c）拖管，首先保护管端部作如下处理，在保护管端部侧壁200 mm和400 mm位置垂直上下打直径22 mm的四个洞，用直径17 mm钢丝短绳穿四洞并连套，用钢丝绳夹子固定钢丝绳并为拉环；然后用直径约200 mm的圆木，截高200 mm，做成瓶塞形状，将MPP管口塞住，7支保护管捆成一束，第隔20 m绳子捆扎。钻杆端部接续鼓形头(清除浮泥开道)和旋转器，拉住MPP管头部钢绳环，电缆管的入口处，应做相应宽度马道。此时钻机作转动拉回，同时向鼓形头供水，使孔道润滑；MPP管必须按孔的入口方向延伸放置，放置MPP管的地方可能与道路或建筑物带来影响。d)水泥灌浆,由于扩孔孔径大于实际铺管所需宽度，以防施放电力电缆时MPP管移动，需将铺设的MPP管两端的孔隙封住，把φ40的塑料管伸入孔内，用高压泥浆泵，将制好的水泥浆灌入孔隙。

3）电力电缆牵引技术包括：a)布置电缆施放场地，电缆施放场地主要考虑电缆盘堆放和运输通道，电缆盘直径3.5 m，整盘电缆重6 t多，因此还应考虑吊车进出。电缆入保护管应在管口延长线上，电缆地面走线角度不超45°。在河对岸工作井处，设置卷扬机（绞磨机）场地，电缆着地点和拐弯处用托辊撑上。b)采用一种无损伤电缆拖动方法—保护管内灌入拖动，水可以润滑，可以降温。电缆整根比重1.55 g/cm³，考虑水的浮力后，对MPP管压力减少64.5﹪，电缆在水中拖动，改变了阻力性质，由单一摩擦阻力变成水阻力及摩擦阻力，避免了局部摩擦发热。c)电力电缆在制造过程中，进行了纵向防水（半导电阻带）、径向防水（皱纹铝）和双层外护套防水（MDPE，HDPE）措施。牵引头制作工艺采用在皱纹铝处双焊封措施，将内衬压盖（铝质）套入缆芯，防水O型橡皮圈和圆螺母压实，与波纹护套管端部焊封，装入铝锥体后，再将牵引头铝护管套住皱纹铝并再次焊封。

Claims (6)

1.一种不开挖地面电力电缆穿越方法，其特征在于：包括如下步骤：1）地下水平导航钻孔成孔技术；2）多根保护管铺设工艺；3）电力电缆牵引技术。

2.如权利要求1所述的一种不开挖地面电力电缆穿越方法，其特征在于：所述的步骤1）地下水平导航钻孔成孔技术包括a）现场勘察，查明工作区内的地下管线的分布情况，了解河床水流、土壤性质、地下水情况，航运、道路交通情况； b）电缆轨迹，按弯头→斜直→弧曲→平直→弧曲→斜直→弯头设计钻孔轨迹； c) 钻机安装；水平定向钻机安置在电缆出口井10m处，钻杆中心线与电缆中心线一致，钻机旁边设置一个泥浆筒，因机器钻动过程有纵向水平力，用地锚和钢索将其固定。

3. d)基坑和泥浆，泥浆经泵机注入钻杆，在钻头处流出，使孔壁稳定润滑，防止坍塌；基坑面积50-100 m²，深2 m，紧靠钻孔入地口处，按2-4％加入膨闰土添加剂，使泥浆润滑有粘性；e)导向钻孔，第一根钻杆头部装钻刀，其内部装探棒，然后钻杆一根接续一根，螺栓式连接；钻机动力带动钻杆旋转，同时作轨道式推进；f) 扩孔，当钻杆穿出对岸地面后，换下钻头和探棒，装上鼓形钻头，鼓形钻头切削土壤，同时挤压孔壁，起到护壁作用，后面接续旋转器和钻杆，接钻杆目的是进行扩孔循环操作，扩孔时钻机作转动回拉，同时向钻杆泵入泥浆，泥浆在鼓形钻头外缘流出，土屑与泥浆混合物一部分带出地面，其它充满在孔内。

4.如权利要求1所述的一种不开挖地面电力电缆穿越方法，其特征在于：所述的步骤2）多根保护管铺设工艺采用MPP聚丙烯管，一支管内穿一根110kV电力电缆，双回六根电缆为一组，7根管子（一根备用）捆成一束，外缘宽度684 mm，整体置入一个孔内；具体包括如下步骤：a)保护管对接,跨距380 m，由64根MPP管接续成一支，管子对接步骤：清头→卡瓦固定→切屑→热熔→施压→松开卡瓦；要求接头允许拉伸力为管身的85﹪，MPP内壁接缝凸出的边角及时除去,并保持光滑；做一个捅把，无缝钢管做柄，钢管头部焊上圆面钢板，背侧焊上钢筋弯沟，圆面伸入接缝处向外一拉，环形角料随着捅把带出来，连续捅几下；b）保护管内穿导引绳，导引绳是φ8纤维绳，然后导引绳更换为15 mm编织钢丝，再由钢丝绳牵引电缆；当MPP管接续后，导引绳应放入保护管内；在导引绳端部栓上一个M20螺帽放入管内，然后用一个100 g重的磁铁并系上一根小绳，磁铁紧靠在MPP管外壁，此时管内螺帽与管外的磁铁吸在一起，拉动小绳磁铁沿管壁移动，螺帽及纤维绳在管内跟着移动，纤维绳轻松穿过64根保护管。

5.c）拖管，首先保护管端部作如下处理，在保护管端部侧壁200 mm和400 mm位置垂直上下打直径22 mm的四个洞，用直径17 mm钢丝短绳穿四洞并连套，用钢丝绳夹子固定钢丝绳并为拉环；然后用直径约200 mm的圆木，截高200 mm，做成瓶塞形状，将MPP管口塞住，7支保护管捆成一束，第隔20 m绳子捆扎；钻杆端部接续鼓形钻头和旋转器，拉住MPP管头部钢绳环，电缆管的入口处，应做相应宽度马道；此时钻机作转动拉回，同时向鼓形头供水，使孔道润滑；MPP管必须按孔的入口方向延伸放置；d)水泥灌浆,由于扩孔孔径大于实际铺管所需宽度，以防施放电力电缆时MPP管移动，需将铺设的MPP管两端的孔隙封住，把φ40的塑料管伸入孔内，用高压泥浆泵，将制好的水泥浆灌入孔隙。

6.如权利要求1所述的一种不开挖地面电力电缆穿越方法，其特征在于：所述的步骤3）电力电缆牵引技术包括：a)布置电缆施放场地，电缆施放场地主要考虑电缆盘堆放、运输通道和吊车进出；电缆入保护管应在管口延长线上，电缆地面走线角度不超45°；在河对岸工作井处，设置卷扬机（绞磨机）场地，电缆着地点和拐弯处用托辊撑上；b)管内灌水拖电缆，保护管内灌水拖动，水可以润滑，可以降温；c)电缆防水，电力电缆在制造过程中，进行了纵向防水、径向防水和双层外护套防水措施；牵引头制作工艺采用在皱纹铝处双焊封措施，将内衬压盖（铝质）套入缆芯，防水O型橡皮圈和圆螺母压实，与波纹护套管端部焊封，装入铝锥体后，再将牵引头铝护管套住皱纹铝并再次焊封。

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