1、2.23、電纜拉管方法及技術措施1、工藝原理導向鉆進非開挖鋪管技術是利用地表放置的鉆機、隨鉆測量儀器以及有關鉆具，沿欲鋪設管線設計軌跡鉆成一個先導孔，然后回拉擴孔，將孔徑擴大到鋪管要求的口徑，并將管線同步或分步拉入，以實現(xiàn)不開挖鋪管的施工技術。該技術的關鍵部分是先導孔鉆進技術，它是利用放置在鉆頭內部的探頭發(fā)射信號，導向儀器可隨時測出鉆頭位置、深度、頂角、工具面向角等參數(shù)，與鉆機配合及時調整鉆孔方向，實現(xiàn)有目標的引導式鉆進，即導向鉆進。導向鉆進中采用了帶斜面的非對稱式鉆頭，當回轉和給進同時進行時，鉆孔呈直線延伸；當只給進不回轉時，受斜面反力的作用，鉆孔沿斜面法線的反方向延伸。因此，鉆機操作人員可

2、根據(jù)測出的鉆機參數(shù)判斷鉆頭位置與設計軌跡的偏差，并隨時進行調整，確保鉆孔沿設計軌跡前進。導向鉆進非開挖鋪管技術最顯著的特點是鋪管精度高、施工距離長，尤其是在城市管網(wǎng)極為復雜的地區(qū)，可精確控制要鋪管線位置，可以避免損壞其它地下設施，同時也可以保直鉆進鋪設鋼管，用于管棚支護水平降水等工程施工。2、機具與配套儀器導向鉆進非開挖鋪管施工用的鉆具、儀器、設備主要有：導向鉆具、鉆桿、反向擴孔鉆頭、分動器、鉆井液等等，其工作特性分述如下：2.1、導向鉆具導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，變向是由非對稱鉆頭、鉆機、儀器的相互配合來實現(xiàn)的。變向曲率的大小與地層、鉆頭斜面角度、給進力

3、大小、高壓射流流速、壓力、鉆桿柔性等有關，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，降低孔內事故率。導向鉆具是由切削斜掌和探頭盒組成。切削斜掌上鑲有硬質合金，用于破碎土層，形成鉆孔。探頭盒用來放置探頭，探頭盒上開有信號發(fā)射窗口，并用非金屬材料密封，以防高壓流體進入探頭室。另外，探頭盒具有一定的強度和輸送高壓流體的通道。2.2、鉆桿鉆桿是導向鉆進鋪管技術的關鍵部分之一，它具有高強度、高彈性、耐高壓等基本特性。在反向擴孔回拉工作管線時，鉆桿承受較大的拉力和扭矩，同時鉆桿是在彎曲和回轉狀態(tài)下工作，因此鉆桿的材料選擇、熱處理工藝以及絲扣

4、設計加工都要求比較嚴格，應具有高的抗疲勞強度。在導孔鉆進中，鉆孔可能是曲線或直線不斷變化，因此鉆桿應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、反向擴孔鉆頭反向擴孔鉆頭用來擴大導孔，便于拉管。不同地層及不同工作管徑，應有不同結構形式的反擴鉆頭。例如用于含石塊土層的流線型鉆頭具有如下特點：反螺旋切削刃，導流效果好，便于排屑。流線性錐面，回轉阻力小，卡鉆機會少。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、分動器分動器放置在反擴鉆頭之后和將要拉入的工作管之前，可實現(xiàn)反擴鉆頭旋轉，拉入的工作管不回轉。2.5、導向儀器導向儀器用來

5、測量地下管線，控制鉆孔方向，它由探頭、接收器、同步顯示器、發(fā)射機四部分組成。2.6、鉆機我公司的導向鉆進非開挖鋪管的鉆機為全液壓動力頭式鉆機。型號動力頭轉速（rpm）回轉扭矩（N.m）給進力（kN）回拉力（kN）動力頭行程（m）入射角（度）ZT-250-10055001503003.58-202.7、鉆井液鉆井液是由水和膨潤土（高質量粘土）級成的一種懸浮液。當需要時，也可以加入某些天然添加劑改善鉆井液性能。其作用是：通過噴射實現(xiàn)水力切削為井底鉆桿傳遞能量潤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，防止垮塌形成泥皮以避免鉆井液失水干膨潤土粉的比重約為2.3克/升，加量6%溶液

6、的PH值在8-9之間。在鉆進過程中，應注意監(jiān)控和維持諸如粘度、飽和度這些技術參數(shù)。當工程情況變化時，這些參數(shù)可以按需要進行調整。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)泥漿清潔設備處理后，再送回泥漿池，與新鮮泥漿混合后再使用。鉆屑對鉆井液固含量的增加，應始終控制在30%以下，只有這樣才能保證鉆孔不被沉淀物堵塞。3、施工方法導向鉆進非開挖鋪設地下管線施工技術主要包括導向孔施工和擴孔及鋪管施工技術，其中關鍵技術是導向孔的設計和施工，導向孔的設計和施工受許多因素的制約，最主要的有施工現(xiàn)場地表和地下情況。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

7、下水位、地層、土壤情況等。因此，在導向孔設計和施工之前必須有詳細的現(xiàn)場勘察資料。導向鉆進非開挖鋪管工程施工主要過程為：勘察現(xiàn)場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竣工資料編寫3.1、現(xiàn)場勘察現(xiàn)場勘察資料一方面是導向孔軌跡設計的重要依據(jù)，另一方面也是決定施工難易程度、計算工程造價的基礎?，F(xiàn)場勘察包括地表測量和地下勘察兩部分，勘察資料必須精確、可靠并將勘察結果反映在施工剖面圖和平面圖上。地表測量地表測量主要是根據(jù)市政管理部門提供的審批路線，對管線工程周圍地形進行測量，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，測量中心線地面的標高或相對高度，根據(jù)要求的鋪管深度初步確定導向

8、孔造斜長度、入射點位置、鋪管長度、下管位置。另外還應考慮施工用的鉆機、泵站以及下管用吊車等設備放置操作所占用的場地和空間，測量河道周圍地形地貌以及水流緩急情況，結果標注在施工平面圖上。地下勘察地下勘察包括地下原有管線及設備的勘查和土壤的勘查。（1）、有管線及設施勘查對于穿越城市街道尤為重要。街道兩側地下往往有污水管、自來水管、高壓電纜、通信電纜、熱力管線等，有時縱橫交錯，有些地方甚至還有基礎或人防工程等。導向孔設計時都應避開這些設施，并保持距這些設施一定的安全距離。這些設施的位置和走向應標注在施工剖面圖和平面圖上。了解相關部門的管線檔案資料、查找現(xiàn)場原有的井蓋等標志、測量管線深度將有助于確定管

9、線的準確位置。對于金屬管線或電纜線可用管線儀對其進一步驗證。（2）、壤調查對于工程十分重要。對水平定向鉆進穿越土壤的調查，包括調查鉆進技術、土壤力學參數(shù)及對顆粒尺寸分布曲線的分析。土壤調查的目的是為了獲得土層的全面的詳細資料、不同土層之間的邊界位置和特殊物理性能。所有的調查應遵循DIN18319規(guī)定。3.2、導向孔軌跡的設計導向孔軌跡設計是在管線剖面圖的基礎上，設計出鉆孔的最佳曲線。一般原則是離開現(xiàn)在管線越遠越好，離開壓力管線、電力管線、光纜越遠越好；將鉆機放置在有風險管線的一側；鉆孔曲線越簡單越好；弧型部分曲率半徑越大越好。下面介紹鉆孔軌跡角度值的取得原則。入土角和出土角應分別在6至15之間

10、（取決于欲鋪設的工作管直徑等）。所鋪管的允許最小彎曲半徑可以用下列公式計算。然而，為了易于鋪管，最小彎曲半徑應盡可能大。Rmin=206DAS/K(m)Rmin最小彎曲半徑（m）206常數(shù)（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）入土點或出土點與欲穿越的最近障礙物之間的距離（例如道路、溝渠等）至少應為5m。與水體的最小距離至少應為56m，以保證不發(fā)生泥漿噴涌。出于鉆進技術考慮，第一段和最后一段鉆桿軌跡應是直線狀的，即沒有垂直彎曲和水平彎曲，這兩段個別桿軌跡的長度各自至少應為5米。對入土點與出土點有高差的情況，應專門另作考慮。3.3、施工前準備施工前準備包括施

11、工組織和施工人員培訓。施工組織設計的內容應包括工程概況、施工技術方案、施工進度計劃和施工圖說明、質量目標、安全措施、人員安排等等；施工導向孔是一項技術性很強的工作，施工前除對施工人員進行一般性技術培訓外，最重要的是對司鉆和使用導向儀的工作人員進行培訓。為保證施工的順利進行，安全知識也必須列為培訓的一項重要內容。3.4、現(xiàn)場準備與傳統(tǒng)的鋪管方法完全不同，水平定向鉆進只需要很小的施工場地。場地大小取決于鉆進長度、工作管直徑和所鉆地層情況。水平定向鉆進穿越工程需要兩個分離的工作場地：設備場地（鉆機的工作區(qū)）和工作管場地（與設備場地相對的鉆孔出土點工作區(qū)）。（1）、設備場地對于本穿越工程來說，設備的工

12、作場地約為1515m，但安裝鉆機的地基必須平整、堅實，必要時應用混凝土對鉆機前支點處的地基進行加固。安裝鉆機時應保證鉆機導軌中線和設計導向孔軌跡在同一垂直面上，導軌和水平面夾角與設計的入射角一致，機上鉆桿與地面交點在設計的入地點上。（2）、工作管場地管柱的工作場地一般應離出土點約10m左右，而寬度約為510m。在穿越工程設計時，應盡量設法將欲安裝的管線做到以全長度一次拉入，并盡可能避免水平方向的彎曲。3.5、導向孔施工導向孔軌跡是直線和曲線連接而成，鉆具回轉和給進同時進行時，鉆頭直線前進。當不回轉只給進時，鉆頭沿斜掌面法線方向前進。由于鉆頭是靠土層對造斜面的反作用力而使鉆孔變向，故地層愈硬，造

13、斜效果愈好；地層愈軟，造斜效果愈差；當鉆頭前方為空洞時，將不能造斜。另外，給進速度對造斜效果也有影響，斜掌面的大小也會影響造斜效果。導向鉆進中應使鉆孔實際軌跡盡可能接近設計軌跡。實鉆中不可避免地會發(fā)生偏設計軌跡的情況，一般采用以深度控制為主，頂角控制為輔的方法來糾正鉆孔偏差。以深度控制為主，就是當實際鉆頭濃度大于或小于該點設計深度時，不管鉆頭傾角如何時，進行造斜鉆進，使深度偏差縮小。3.6、反拉擴孔施工導孔完成后，取下導向鉆頭，接上反擴鉆頭、分動器即可進行回拉擴孔。擴孔時應視地層的不同選擇不同類型的反擴鉆頭，同時根據(jù)地層情況，選擇泥漿配方。一般情況下，地層粘質成份多，可用清水和刮刀鉆頭擴孔，自

14、然造漿保持孔壁穩(wěn)定。如果地層砂質成份含量高，必須選用優(yōu)質泥漿，最好用鉆井液和鉆液寶進行處理，使泥漿達到一定粘度，低的失水量，同時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進行擴孔，擴孔最大直徑為500mm。3.7、拉管施工PE管焊縫和管道強度檢驗合格后，即可進入拉管施工。首先用現(xiàn)場制作的“PE管封套”將管頭密封，然后在管頭后端接上回擴頭，管后接上分動器進行接管，將管子回接到工作井后，卸下回擴頭、分動器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭。施工時，拉管機操作人員要根據(jù)設備數(shù)據(jù)均勻平穩(wěn)的牽引管道，切不可生拉硬拽。4、電纜敷設工序4.1、場地布置，器具安裝場地布置完成后，對電纜端敷設設備安裝，

15、對牽引端卷揚機等設備安裝。4.2、檢查管道、清理（1）、金屬導管嚴禁熔焊連接；管口平整光滑，無毛刺。（2）、檢查管道內是否有雜物，可在敷設電纜前，應將雜物清理干凈。（3）、通道清理如下圖所示的，通管器直徑應比電纜外徑大1. 2 倍，長度不小于400 mm。通管器通過管道清理了管內雜物和垃圾，應來回幾次對管道進行清理。4.3、試牽引經(jīng)過檢查后的管道，可用一段（長約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

16、，檢查電纜牽引過程中有無卡阻現(xiàn)象，如張力過大，應查明原因，問題解決后，繼續(xù)牽引電纜。（2）、電力電纜應單獨穿入一根管孔內。同一管孔內可穿入3根控制電纜。（3）、三相或單相單芯電纜不得單獨穿于鋼導管內。4.5、電纜掛標志牌：（1）、標志牌規(guī)格應一致，并有防腐性能，掛裝應牢固。（2）、標志牌上應注明電纜編號、規(guī)格、型號、電壓等級及起始位置。（3）、沿電纜管道敷設的電纜在其兩端、人手孔井內應掛標志牌。5、質量控制措施5.1、電纜敷設在穿越不同防火區(qū)的電纜管道處，按設計要求位置，有防火隔斷措施。5.2、電纜穿管前，應清除管內雜物和積水。管口應有保護措施，不進入接線盒的垂直管口穿入電纜后，管口應密封。5

17、.3、特殊工序或關鍵控制點的控制序號特殊工序/關鍵控制點主要控制方法1電纜型號、規(guī)格 與圖紙設計相符2電纜管密封檢查現(xiàn)場觀察檢查 3電纜敷設檢查最小允許彎曲半徑，嚴禁絞擰、護層斷裂等缺陷4電纜絕緣試驗搖表搖測5.4、電纜井支撐（1）、電纜入井支撐電纜經(jīng)較大落差處會產(chǎn)生折彎，弧曲可能超過彎曲半徑，采用下圖所示的滑輪滑板，滑板半徑應大于電纜彎曲半徑，鋼質滑板表面應涂抹潤滑材料。（2）、電纜出進口支撐電纜出井口時軸向拉力很大，造成對電纜很大側壓力，如果支撐點用普通托輥滑輪，可能超過通過電纜護層允許側壓力。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壓力大小，而半徑與側壓力成反比，橫斷面做成月亮彎的槽道，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砼面支撐壓力，此時滑板不會移動，而電纜在光滑的彎槽內滑過。5.5、牽引端工作井技術措施如下圖所示，該井分兩種工況設置器具，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，在支撐處設置鋼質托輥滑輪，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，