拉管施工在電力工程中的應(yīng)用

李 江

（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司 遼寧遼陽 111000）

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拉管施工在電力工程中的應(yīng)用

李 江

（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司 遼寧遼陽 111000）

摘要：詳細(xì)介紹北京市2013年一期市政工程10標(biāo)段電力管線敷設(shè)工程中，采用拉管施工非開挖法的技術(shù)特點(diǎn)、施工步驟、施工工藝流程和拉管施工的具體方法。

關(guān)鍵詞：拉管施工 電力管線敷設(shè) 導(dǎo)向孔鉆進(jìn) 回拉擴(kuò)孔

隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，城市中往往需要在道路兩邊增加敷設(shè)各種管線。以往的施工方法大多是開溝挖槽，這種工程做得多了常常被老百姓戲稱“應(yīng)該給道路按上拉鎖”。用拉管法敷設(shè)電力管線是非開挖法施工，可以除去對城市道路開膛破肚的弊病，尤其是當(dāng)管線需要穿越不能開挖的區(qū)域（如鐵路、河流等）時，這種施工方法更能體現(xiàn)出它的優(yōu)越性。

1　工程概況

北京市2013年一期市政工程10標(biāo)段地處亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，工程包括暗挖段長521延m，PP-R拉管1300延m。其中PP-R拉管工程地處南海子公園南環(huán)路K0+000～K1+300左側(cè)人行道下，由東向西進(jìn)行敷設(shè)。1300 m拉管工程按電力檢查井位置的分割分段進(jìn)行施工。各段的施工長度約為50～70m，最長段118 m。每個拉管段的起點(diǎn)工作坑和終點(diǎn)工作坑都在后期電力檢查井的位置上，拉管施工完成以后用內(nèi)部凈空為3 m×2.3 m×2 m（長×寬×高）的鋼筋混凝土電力檢查井連接。拉管工程所穿越的地層是沙性土、粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土。最大埋深約8m。

2　拉管施工技術(shù)特點(diǎn)

拉管施工是在不開挖地表道路的情況下，利用水平定向鉆機(jī)進(jìn)行的一種中小直徑地下管線敷設(shè)的施工技術(shù)。水平定向鉆機(jī)能夠利用鉆頭在地層中鉆進(jìn)，利用鉆頭上的導(dǎo)向系統(tǒng)控制鉆孔的軌跡，按照設(shè)計要求的路徑直達(dá)管線的出口，然后進(jìn)行回拉擴(kuò)孔，再把待鋪的管道由孔內(nèi)拉過去，管道就位后穿入電纜，完成電纜的敷設(shè)任務(wù)。拉管施工的過程如圖1所示。

圖1　拉管施工示意圖

拉管施工具有以下的特點(diǎn)：（1）不影響地面交通。傳統(tǒng)的電纜敷設(shè)施工需要按設(shè)計線路進(jìn)行電纜溝土方開挖，對原有的道路有較大的破壞，會嚴(yán)重影響交通。用拉管施工敷設(shè)電纜用的是非開挖施工技術(shù)，不需要對道路進(jìn)行開挖，不會影響地面的交通。（2）對環(huán)境影響小。拉管施工場地占用面積小，除了兩個工作坑以外，不需要進(jìn)行其它開挖作業(yè)，有利于保護(hù)管線所經(jīng)地區(qū)的環(huán)境。（3）安全性好。拉管施工過程中不需要使用大型設(shè)備進(jìn)行土方開挖，避免了土方機(jī)械傷人和深挖溝槽坍塌等安全事故發(fā)生的可能。

3　拉管施工技術(shù)的施工步驟和施工工藝流程

拉管施工有導(dǎo)向孔鉆進(jìn)、回拉擴(kuò)孔、回拖管線、穿電纜等幾個施工步驟。

拉管施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→測量放線→鉆機(jī)就位→泥漿制備→導(dǎo)向孔鉆進(jìn)→回拉擴(kuò)孔→管材焊接→回拖管線→回填注漿→穿電纜。

4　 拉管施工方法

（1）調(diào)查既有的地下管線情況。施工準(zhǔn)備工作中，除了常規(guī)的準(zhǔn)備工作以外，調(diào)查既有的地下管線情況是一項非常重要的工作。開工前必須非常明白地掌握拉管線路兩側(cè)各5m寬的范圍內(nèi)，所有的既有地下管線的屬性、材質(zhì)、直徑、空間位置、走向、埋設(shè)深度以及管線的業(yè)主等。探測程序包括搜集資料、現(xiàn)場踏勘、實地調(diào)查（儀器探察、人工探察）、繪制地下管線圖、編寫成果報告。

實地調(diào)查中要找出所有可能涉及到的管道井，下井觀察管線的大致情況和走向，然后用管線儀發(fā)射器連接所要查的管線，地面用管線接收機(jī)接收信號來確定管線的位置、走向及埋深，同時要作好記錄并畫出管線位置圖備用。

（2）開挖工作坑。拉管施工需要在管線的進(jìn)、出口位置各開挖一個進(jìn)口工作坑和一個終點(diǎn)工作坑。進(jìn)口工作坑是為了確定管線的起始位置，安裝水平定向鉆機(jī)，為其進(jìn)行導(dǎo)向孔的鉆進(jìn)、泥漿供應(yīng)、回拉擴(kuò)孔、拉管就位、泥漿回收等而設(shè)置的工作坑。終點(diǎn)工作坑是為了確定管線的出口位置，回收、存儲鉆機(jī)施工中排出的泥漿而設(shè)置的工作坑。

表1　泥漿配合比

表2　泥漿的性能指標(biāo)

（3）泥漿制備 。泥漿是由水、膨潤土、添加劑（有時還需加入某些處理劑）等混合攪拌而成的。在拉管施工過程中，泥漿能在成孔時起到降溫、護(hù)壁、潤滑和攜帶鉆渣的作用，因此泥漿必須具有吸附、懸浮和凝聚的特性。所謂吸附性是指泥漿要能夠吸附鉆孔和擴(kuò)孔過程中產(chǎn)生的鉆渣--泥沙，通過泥漿的循環(huán)將泥沙帶出孔外。所謂懸浮性是指泥漿要能夠使泥沙懸浮在泥漿中，不會迅速沉淀，以免堵塞已經(jīng)擴(kuò)好的孔道。所謂凝聚性是指泥漿要能夠被很快吸附并凝結(jié)在孔道的洞壁上，迅速結(jié)硬，形成堅固的孔道護(hù)壁。配制良好的泥漿能夠確保拉管施工的順利進(jìn)行，能夠大大提高拉管施工的工作效率。

本工程所用的泥漿配合比見表1。泥漿的性能指標(biāo)見表2。為了不對環(huán)境造成污染，泥漿隨拌隨用，需要遺棄的用泥漿車運(yùn)至指定棄土場。

（4）導(dǎo)向孔鉆進(jìn)和控制。導(dǎo)向孔鉆進(jìn)是整個拉管施工工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，導(dǎo)向孔的中心線即為所需鋪設(shè)管道的中心線。導(dǎo)向孔是一條直徑約為100mm的圓形孔道，我們用（江蘇谷登機(jī)械裝備有限公司生產(chǎn)的）GD38型非開挖水平定向鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。鉆孔剛開始時要輕壓慢鉆，待鉆孔正常進(jìn)行以后再提高鉆速，鉆進(jìn)過程中必須保持鉆具的導(dǎo)向性和穩(wěn)定性，時刻關(guān)注扭矩有沒有發(fā)生變化、鉆進(jìn)速度有沒有發(fā)生突變、泥漿是不是有泄漏的情況等。發(fā)現(xiàn)問題要立即停機(jī)，查明原因，采取相應(yīng)措施進(jìn)行處置。

導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過程中，要由專人使用（寧波金地電子有限公司生產(chǎn)的）GL300型手持式非開挖導(dǎo)向儀（最大導(dǎo)向深度18m），不斷地對安裝在導(dǎo)向鉆頭中的信號發(fā)射器進(jìn)行跟蹤檢查，持續(xù)測出鉆頭的深度、鴨嘴板的面向角、鉆孔頂角、鉆頭溫度和電池狀況等鉆孔參數(shù)，并將這些參數(shù)反饋到起點(diǎn)工作坑鉆機(jī)操作臺上的遠(yuǎn)程同步監(jiān)視器中，鉆機(jī)司機(jī)可以據(jù)此掌握導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的軌跡狀態(tài)，如有偏差好及時糾正。

（5）回拉擴(kuò)孔。導(dǎo)向孔鉆完以后，卸下起始桿和導(dǎo)向鉆頭，換上回擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行回拉擴(kuò)孔。回擴(kuò)過程中要始終保持合適的泥漿供應(yīng)量，對泥漿性能參數(shù)進(jìn)行不定期檢測，要保證泥漿性能指標(biāo)始終處于良好狀態(tài)。

根據(jù)地質(zhì)狀況合理地控制回擴(kuò)鉆進(jìn)速度，以利于排渣?；乩瓟U(kuò)孔需要分3～5次才能完成，最后一次回擴(kuò)需要采用相應(yīng)的擠擴(kuò)式鉆頭，若回拖力和回擴(kuò)扭矩較大，則需多回擴(kuò)1次，以利于孔壁成形和孔洞的穩(wěn)定。在回拉擴(kuò)孔階段，要求嚴(yán)格按照擴(kuò)孔級別進(jìn)行擴(kuò)孔，不允許越級擴(kuò)孔，擴(kuò)出來的孔直徑應(yīng)為將要安裝管徑的1.2～1.5倍。

（6）電纜管道的接長。拉管施工中因為相鄰的工作井之間距離都比較長，所以必須對管材進(jìn)行焊接接長。本工程使用的是PP-R管材，采用熱熔對接方式進(jìn)行接長。管材接長的接口質(zhì)量好壞直接影響穿電纜工作是否順利，假如中間發(fā)生斷裂，會給穿纜工作帶來很大的麻煩。因此焊接以后的管材必須具有足夠的強(qiáng)度和平順性。

管材焊接接長工作具體操作步驟如下：在PP-R管材接長工作中，使用雙柱式手搖熱熔對接機(jī)（加熱板功率1.2 kw，銑刀功率1.1 kw）進(jìn)行熱熔對接，施工步驟為：清潔管口→對接管口→銑削管口→檢查待焊管材的同軸度→通電加熱、加壓→焊縫檢查。

將經(jīng)過清潔管口的兩根PP-R管放入熱熔對接機(jī)固定管材的機(jī)架上，關(guān)好卡具，裝上銑刀，對兩根管子的端口同時進(jìn)行銑削，直至出現(xiàn)連續(xù)切削屑時為止，檢查和調(diào)整兩根待焊管材的同軸度。兩根待焊管材的軸線必須重合在同一軸線上，錯臺≯0.10b（管材壁厚）。

管材進(jìn)行熱熔焊接時先接通電源，對熱熔對接機(jī)上的加熱板進(jìn)行加熱，為使整個加熱板溫度均勻，在加熱板的溫度達(dá)到220±10℃后再保持10分鐘。將加熱板插入兩根待焊管材的端口，待達(dá)到規(guī)定的吸熱時間后抽出加熱板，迅速合攏待焊的管材端口，從兩邊對管材平穩(wěn)加壓，管材端口冷卻后卸壓，打開卡具，取下焊好的管子。

焊縫焊好以后要檢查焊縫的質(zhì)量，一要檢查焊縫處管材圓周上是否有向兩邊翻卷的翻邊，翻邊是否連續(xù)，翻邊的形狀和大小是否均勻，二要檢查焊縫處有無氣孔、鼓泡和裂紋等缺陷，三要檢查兩個翻邊之間縫隙根部的外徑，確保焊縫處兩根管材的焊接斷面積≮管材的設(shè)計斷面積。

（7）回拖管線。在完成清孔和一切檢查工作以后，將已經(jīng)焊接好的、經(jīng)過檢查合格的管道進(jìn)行封堵后放入回拖孔內(nèi)。將管道和鉆桿可靠連接，仔細(xì)檢查分動器的活動性和相關(guān)鉆具的牢固性，確認(rèn)全部合乎要求后方可進(jìn)行回拖作業(yè)。

回拖管道施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。防止因中途停工時間過長，造成成孔的坍塌?；赝瞎艿罆r，進(jìn)、出口兩個工作坑中的施工人員要通過對講機(jī)加強(qiáng)通訊聯(lián)系，協(xié)調(diào)配合，將管道回拖到設(shè)計位置。

（8）施工后回填注漿。在拉管的同時預(yù)埋φ32聚乙烯注漿管，待拉管施工完畢以后，對PP-R管外圍的空隙注入1︰1︰1=水︰水泥︰粉煤灰（重量比）漿液進(jìn)行注漿加固，確保擴(kuò)出來的孔洞內(nèi)被漿液密實填筑，防止孔道上方的土體沉降。注漿過程中應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力，防止壓力過大對地面及附近的管線造成損壞，壓力太小漿液填充不密實，地面會發(fā)生沉降。注漿壓力控制在0.5 MPa左右為宜。

注漿工作結(jié)束以后，對工作坑除了今后電力檢查井需要占用的部分以外進(jìn)行回填。回填時要分層夯實，以免日后發(fā)生沉降。

（9）穿電纜。拉管施工完畢、驗收合格后即可進(jìn)行穿電纜工作。PP-R管管材內(nèi)壁光滑，孔徑合理，電纜可以很輕松地穿過管道。

5　結(jié)語

本工程的電纜敷采用了非開挖的拉管施工技術(shù)，不用在道路上開挖土方，避免了對地面設(shè)施的破壞和道路交通的影響，有效的保護(hù)了環(huán)境。拉管施工將在今后成為非開挖法地下電纜敷設(shè)的主要施工方式。本工程的拉管施工敷設(shè)電纜工程于2014年7月1日開工，于2014年10月1日完工，前后用時93天，順利地完成了施工任務(wù)，施工質(zhì)量符合設(shè)計要求，沒有發(fā)生任何安全事故。成功的經(jīng)驗可供同類工程參考。

參考文獻(xiàn)：

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Application of Drawing Pipe Construction in Power Engineering

LI Jiang
（No.1 Engineering Corporation Limited of China Railway 19th Bureau Group Co. Ltd Liaoyang Liaoning 111000 China）

Abstract：This paper introduces in details the technology of trenchless drawing pipe construction, construction procedure, construction process and specific methods of drawing pipe construction in the project of laying power line for the 10th bidding section of a municipal engineering in Beijing in 2013.

Key words：drawing pipe construction laying of power line drilling of guidance hole pull back to enlarge holes

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：中國分類號：TG355A

文章編號：1673-1816（2016）01-0081-04

收稿日期：2015-11-14

作者簡介：李江，男，項目部副經(jīng)理，工程師（中級），研究方向建筑工程。