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行業資訊

非開挖牽引鋪設技術在國外電力工程中的應用

2021-12-20 15:55:00

中國機械設備進出口總公司承接了赤道幾內亞首都馬拉博市的高、低壓城網建設工程項目。該項目設計單位分別由長江勘測規劃設計研究有限責任公司和中國建筑設計院承擔,施工單位由吉林送變電工程公司承擔。設計對于66kV電纜基本采用挖溝直埋、20kV電纜線路采用直埋穿C-PVC管的方案。在實際施工時,由于部分城市道路狹窄,沒有預留電纜線路通道,另有部分道路路面剛剛鋪設完成,加上施工中沒有考慮后期其它市政建設管道的需求,當地政府市政管理部門對部分路段限制開挖路面,致使電纜線路施工受阻。在這種特定情況下,經認真研究現場的地質勘察報告,結合國內市政管線施工的一些經驗,并與設計單位和施工分包單位共同商量和研究后,決定在無電纜線路敷設通道以及不開挖路面的地段,采用非開挖牽引鋪設技術即頂管施工技術方案。

1、工程地質狀況

赤道幾內亞馬拉博市位于比奧科島的北端,北臨大西洋,南靠2000多米高的古老火山,城區分布在濱海平原及山麓丘陵地帶,海拔高程15~90m,北高南低。全年雨量充沛,年降雨量可達2000~3000mm,多為暴雨。

整體看工程區地形坡度較小,由多級海洋侵蝕階地相接形成,其地質構造均為沖洪積含礫(卵石)粘土,可塑狀為主,礫(卵石)含量15%~30%,直徑一般為5~20cm,部分地段含大塊石,直徑一般為30~40cm,個別達70cm,厚度一般為1.5~2.5m。沖洪積層下全為殘坡積層,整體地形平緩,地質條件比較簡單,其地下水位較高,各土層含水量豐富。

2、方案擬定

工程大部分地段電纜施工可直接開溝埋設,但新近建成的機場路和機場二路等處,當地政府要求不破壞路面結構,為此考察了現場地質狀況和地下水位,以及對待敷電纜規格尺寸、已有地下管道的情況和現場周邊環境因素等進行了分析,最后決定采用施工簡單國內常用的頂管施工方案。

在考察國內同類施工項目的基礎上,購置了4GPS-25T回拖力鋪管鉆機等設備。

3、施工操作方法及步驟

非開挖牽引鋪管施工即頂管施工流程為:現場勘察、導向孔軌跡設計、施工前準備、導向孔施工、反拉擴孔及鋪管施工等幾個步驟。

3.1現場勘察

工作內容包括地表測量和地下勘察兩部分。地表測量主要對管線工程周圍地形、建筑物、設施、道路情況等進行測量,地下勘察包括:區域以內的地下管線及設施的探測和地層地質勘查,該項工作是非開挖牽引管道成敗及安全施工的關鍵。

3.2導向孔軌跡設計

根據現場勘察結果、檢查井位置、土質、管徑尺寸等情況,合理確定鋪管埋深,進行非開挖牽引管一次牽引的長度設計,并預先做好現場圍護。

在每個非開挖牽引管施工段,預先進行鉆孔曲線設計,設計導向孔要綜合考慮工程要求、地層條件、鉆桿的最小曲率半徑、施工場地的條件、鋪設深度及地下埋設物等多方面的因素,最后優化設計出最佳的鉆孔曲線,計算出每根鉆桿的鉆進角度。

非開挖牽引鋪管的起點、終點、鋪管深度由設計計算而定。弧形孔曲率半徑則受鉆桿直徑及工作管直徑的限制,一般取曲率半徑不小于1200DD為鉆桿外徑或工作管直徑)。由于鉆桿在弧形孔鉆進中受到循環交變應力的影響,因此在條件允許的情況下,曲率半徑盡量取較大值。曲率半徑過小,有可能在工作中發生鉆桿斷裂。曲率半徑的大小還影響著拉管時的阻力大小。曲率半徑大,則摩擦阻力小;反之,則拉管時的阻力大。曲率半徑大,將使導向孔的長度增加,因此在實際設計中要綜合考慮各種因素,確定合理的曲率半徑。對于GBS-25型非開挖鋪管鉆機使用的是060鉆桿,其最小曲率半徑為60m,對應的單根鉆桿改變的傾角不得大于2.4°。單根桿機改變傾角過大,將顯著增加鉆機回轉扭矩和給進與回拖力,并使鉆桿承受很大的交變載荷,特別是在給進或回拖速度很慢時會引起鉆桿斷裂。


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