小口徑頂管在高壓電纜中的應(yīng)用分析

摘要：對頂管支架及其安裝、固定以及工作井支架等進(jìn)行全面分析，從而深入研究頂管施工技術(shù)在電纜敷設(shè)中的具體應(yīng)用方式，以期為有關(guān)部門提供可靠參考。

關(guān)鍵詞：頂管施工技術(shù);電纜敷設(shè);頂管電纜;導(dǎo)軌;頂進(jìn)

0 ? ?引言

小口徑水平頂管正逐漸取代非開挖定向鉆（拉管）成為較小規(guī)模電纜工程的非開挖主要施工工藝，其具備防外破性能強(qiáng)、散熱條件好、運(yùn)維方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，可以顯著提高電纜線路安全運(yùn)行水平。

1 ? ?支架形式

小口徑頂管一般為圓形管片，為充分利用頂管內(nèi)部空間，設(shè)計的頂管支架外形輪廓也為圓形，電纜支架整體外形輪廓必須小于頂管內(nèi)徑，受電纜排管排列方式及書架方格啟示，將頂管支架設(shè)計為方格框式支架型式，方格框每格尺寸根據(jù)電纜保護(hù)管管徑大小保持一定間距[1]。支架由橫擔(dān)及螺栓拼接組裝而成，便于現(xiàn)場安裝及調(diào)整，如圖1所示。

支架僅僅依靠方格式輪廓在頂管隧道中無法獨(dú)立支撐電纜保護(hù)管，因此，各組獨(dú)立支架間需要相互連接起來剛性固定，使各組支架相互支撐。頂管中支架每兩組間距設(shè)置為2 m，每兩組支架間采用4根M12×2 200長螺桿將前后兩組電纜支架進(jìn)行剛性連接，通過螺栓固定，如圖2所示。

2 ? ?支架材料

小口徑水平頂管內(nèi)電纜支架材料選取，應(yīng)綜合考慮支架材料的剛性強(qiáng)度是否滿足電纜荷載，以及是否影響電纜正常運(yùn)行。

頂管內(nèi)電纜支架每隔2 m設(shè)置一組，支架間采用螺桿連接，也就要求每組支架必須承載2 m長度的電力電纜及保護(hù)管荷載。根據(jù)計算，滿足電纜荷載的電纜支架材料目前可以選擇的有普通鋼材、不銹鋼和高分子復(fù)合材料。

普通鋼支架的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)根據(jù)電纜通道內(nèi)部空間和近遠(yuǎn)期所有電纜數(shù)量統(tǒng)一考慮。通常由支架廠家采用經(jīng)過鍍鋅處理的Q235、Q345鋼材開模加工，在支架較為簡單的情況下也可以采用普通角鋼、槽鋼拼接加工。

不銹鋼支架既有不銹性又有耐酸性，不銹鋼剛性強(qiáng)度大，且無磁，有良好的隔磁效果。但其價格較為昂貴，而且不銹鋼表面保護(hù)膜一旦在施工過程中受到損傷，將加速受損點(diǎn)周邊及深度方向腐蝕，影響到支架的承重。

高分子聚合物支架系成品出廠，廠家根據(jù)工程使用要求開模加工。由于是高分子聚合物制品，不存在鐵磁材料的損耗問題，長年使用也不會出現(xiàn)銹蝕情況。另外，高分子聚合物支架可以根據(jù)荷載要求聚合，具有足夠的剛性強(qiáng)度[2]。

綜合考慮建設(shè)成本及全壽命周期內(nèi)電纜運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)高分子聚合物是頂管支架材料的最佳選擇。

3 ? ?支架安裝和固定

頂管管壁為砼管片，內(nèi)徑一般為800～1 500 mm，操作空間狹小，給施工帶來了巨大的麻煩。為克服支架組裝的難題，我們創(chuàng)造性地提出了分段整體送入頂管內(nèi)的方案。在頂管一端始發(fā)工作井內(nèi)，每三組頂管支架采用長螺桿連接，穿入電纜保護(hù)管，完成一個單元組裝，在每組支架底部安裝一只足夠剛性的支撐滑輪。借鑒火車穿越山洞隧道經(jīng)驗(yàn)，在頂管內(nèi)壁提前預(yù)制一條專用滑輪軌道，將組裝完整的一個單元送入頂管內(nèi)，在頂管頭部安裝牽引繩，從頂管另一側(cè)牽引，使支架隨之進(jìn)入頂管中，隨即組裝第二、第三單元，各組單元通過螺桿連接為整體，如火車穿山洞般完成支架的安裝。支架在進(jìn)入頂管過程中不可避免會出現(xiàn)偏移，為防止支架偏移與頂管內(nèi)部摩擦阻礙支架安裝，在每組支架左右兩側(cè)各安裝一只滑輪，使支架偏倒與頂管內(nèi)壁為滾動摩擦，減少支架牽引阻力，便于支架分段整體送入頂管，完成支架安裝。

電纜保護(hù)管作為電力支架安裝的一部分，與電纜支架一并送入小口徑頂管內(nèi)，電纜保護(hù)管選用MPP電力電纜保護(hù)管。MPP電力電纜保護(hù)管是以改性聚丙烯為主要原材料，采用特殊加工工藝成型的一種新型材料管材，具有耐溫性好、強(qiáng)度高、防沉降、防滲水、耐酸堿鹽腐蝕、容易穿放電纜等一系列優(yōu)點(diǎn)。其施工安全可靠，綜合成本較低，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，是一種理想的電纜保護(hù)管材。

頂管支架成功安裝于小口徑頂管后，需要對頂管支架進(jìn)行固定，避免在釋放電纜過程中支架滑動，無法敷纜。頂管支架與頂管管片為滑輪接觸，電纜保護(hù)管隨支架一并安裝于頂管內(nèi)，保護(hù)管與頂管支架滑動接觸，在敷設(shè)電纜前需解決保護(hù)管的固定及支架的整體固定問題，便于后期電纜釋放。

總結(jié)電纜排管及非開挖定向鉆（拉管）注漿經(jīng)驗(yàn)，固定電纜保護(hù)管及頂管支架也采用這種注漿填塞方案，使小口徑頂管成為一個特殊的排管，利于電纜敷設(shè)及后期運(yùn)維[3]。

4 ? ?工作井支架

通常小口徑頂管兩端工作井深度較深，結(jié)合本工程工作井設(shè)計，1#始發(fā)井深7 m，2#接收井深8 m，與始發(fā)井相接段電纜敷設(shè)深度約1.5 m，工作井內(nèi)需解決電纜高差問題。本工程頂管為65 m，工作井內(nèi)還需考慮電纜運(yùn)行伸縮量。因此，工作井內(nèi)支架既要能解決電纜高差問題，又要保證電纜留有一定裕度。

綜合電纜運(yùn)行有可能發(fā)生的各種情況，在工作井內(nèi)設(shè)計出了可旋轉(zhuǎn)式固定電纜支架，如圖3所示。這種支架既能滿足對電纜的支撐作用，又能通過轉(zhuǎn)動實(shí)時響應(yīng)電纜運(yùn)行過程中的伸縮蠕動變化，有效提高了電纜運(yùn)行的穩(wěn)定安全性。

5 ? ?結(jié)語

小口徑水平頂管正逐漸取代非開挖定向鉆（拉管）成為較小規(guī)模電纜工程的非開挖主要施工工藝，其具備防外破性能強(qiáng)、散熱條件好、運(yùn)維方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，可以顯著提高電纜線路安全運(yùn)行水平。目前頂管建設(shè)成本較高，建設(shè)周期較長，進(jìn)一步優(yōu)化頂管管徑、工作井大小，縮短建設(shè)周期，成為小口徑水平頂管廣泛應(yīng)用于電力工程建設(shè)的關(guān)鍵。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 胡文龍，張立林.基于慣性導(dǎo)航技術(shù)的電纜頂管位置檢測方法[J].無線互聯(lián)科技，2019，16（3）：149-151.

[2] 程瀛.大斷面頂管掘進(jìn)機(jī)特殊供電方案設(shè)計與研究[J].施工技術(shù)，2018，47（S1）：728-730.

[3] 劉佳勝.淺談頂管工藝在電纜管道施工中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（30）：1532.

收稿日期：2020-07-24

作者簡介：胡澤平（1991—），男，江西鄱陽人，工程師，研究方向：電力設(shè)計。