對非開挖敷設(shè)電纜輸電線路的小結(jié)
摘 要
在電纜輸電線路中，傳統(tǒng)的敷設(shè)方式需對地面“開腸破肚”，最后再進(jìn)行“拉鏈修復(fù)”，對地面的交通與環(huán)境的影響極大，同時(shí)會(huì)給人們的工作和生活帶來諸多不便；當(dāng)今，電力線路纜化已成為時(shí)代發(fā)展的趨勢，而敷設(shè)條件卻日趨苛刻，當(dāng)不具備開挖條件而又必須敷設(shè)電纜時(shí)，需采用非開挖技術(shù)才能解決相關(guān)問題——本文就此進(jìn)行小結(jié)……
1 概述
在電纜輸電線路中，傳統(tǒng)的敷設(shè)方式為 在地面開挖溝槽)南網(wǎng)及國網(wǎng)配網(wǎng)典設(shè)中列出了直埋、排管、電纜溝、電纜隧道等方式),電纜埋設(shè)完成后，再進(jìn)行土方回填，這些敷設(shè)方式需對地面“開腸破肚”，最后進(jìn)行“拉鏈修復(fù)”，對地面的交通與環(huán)境的影響極大、協(xié)調(diào)也比較困難，同時(shí)會(huì)給人們的工作和生活帶來諸多不便。
電纜線路普遍應(yīng)用于城區(qū)電力建設(shè)中，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電力線路纜化已成為時(shí)代發(fā)展的趨勢，而敷設(shè)條件卻日趨苛刻，當(dāng)不具備開挖條件而又必須敷設(shè)電纜時(shí)(如:電纜需穿過重要道路、鐵路、河流、文物古跡區(qū)及生態(tài)敏感區(qū)、廣場、綠地、某些重要建筑物等)，需采用非開挖敷設(shè)電纜的技術(shù)才能解決相關(guān)問題。
2 非開挖技術(shù)的發(fā)展及特點(diǎn)
2.1 非開挖技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
非開挖技術(shù)自上世紀(jì)80年代從歐美國家傳人我國，隨著我國城鎮(zhèn)化規(guī)模和水平的提高，各類地下管線建設(shè)需求量日益增長，近年來我國非開挖技術(shù)每年以超過40%的速度快速發(fā)展，并且在少量科技研發(fā)和個(gè)別種類產(chǎn)品上已居世界領(lǐng)先水平(如:非開挖水平定向鉆機(jī)現(xiàn)已大量出口)。目前，發(fā)達(dá)國家采用非開挖技術(shù)進(jìn)行地下管線施工的工程量比例已超過18%，而我國還不到5%，傳統(tǒng)開挖施工技術(shù)仍占主導(dǎo)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，非開挖技術(shù)將會(huì)更加廣泛地應(yīng)用于工程。
2.2 非開挖技術(shù)的概念及特點(diǎn)
非開挖技術(shù)是指利用巖土鉆、掘進(jìn)等技術(shù)手段，在最少開挖量或不開挖的條件下，以最小環(huán)境干擾，快速鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工技術(shù)。作為一種特殊的施工技術(shù)，非開挖技術(shù)具有一些開挖技術(shù)所不具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢。
非開挖技術(shù)的特點(diǎn)：
?、俨挥绊懙孛嫔系氖褂霉δ埽捍┻^公路、鐵路、機(jī)場等可不阻斷交通；
?、趯Νh(huán)境影響?。涸诘叵戮蜻M(jìn)，減少了大量工程土方的堆放，具有較好的環(huán)境效益；
③對周圍土體擾動(dòng)小，減少了土體變形沉降的可能性：不用對地面進(jìn)行開挖，一般不會(huì)擾動(dòng)鋪設(shè)管道上部的土層，進(jìn)而大大降低了土體變形沉降風(fēng)險(xiǎn)；
④節(jié)約建設(shè)成本：減少了地面開挖、恢復(fù)的工程量，進(jìn)一步縮短了工期，在一定程度上節(jié)約了建設(shè)成本；
?、葸m用范圍廣：在電力、通信、給排水、石油、燃?xì)獾裙艿赖姆笤O(shè)中都可使用。
2.3 常用的非開挖技術(shù)
非開挖鋪設(shè)管線的施工方法分類較多，按用途可分為管線敷設(shè)、管線更換和管線修復(fù)三大類，如下表所示：
3 電力工程中的非開挖技術(shù)
3.1 技術(shù)規(guī)程及參考標(biāo)準(zhǔn)
電力工程中，城市電纜敷設(shè)等情況常用到非開挖技術(shù)，現(xiàn)行主要技術(shù)規(guī)程及參考標(biāo)準(zhǔn)如下：
(1)《管線定向鉆進(jìn)技術(shù)規(guī)范》(DG/TJ 08-2075-2010);
(2)《頂管工程施工規(guī)程》(DG∕TJ 08-2049-2016);
(3)《水平定向鉆法管道穿越工程技術(shù)規(guī)程》(CECS382：2014);
(4)《水平定向鉆進(jìn)技術(shù)規(guī)程》(非開挖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 2016版);
(5)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《定向鉆進(jìn)敷設(shè)電力電纜管道工程標(biāo)準(zhǔn) 第1部分：設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》(Q/GDW 1797.1-2013);
(6)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《定向鉆進(jìn)敷設(shè)電力電纜管道工程標(biāo)準(zhǔn) 第2部分：施工及驗(yàn)收規(guī)范》(Q/GDW 1797.2-2013);
(7)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《非開挖電力電纜穿管敷設(shè)工藝導(dǎo)則》（Q/GDW 11328-2014);
(8)上海市電力公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水平定向鉆進(jìn)鋪設(shè)電力管道工程技術(shù)規(guī)程》(Q/SDJ 1013-2004);
(9)福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《水平定向鉆進(jìn)管線鋪設(shè)工程技術(shù)規(guī)范》(DBJ 13-102-2008)。
3.2 相關(guān)典型設(shè)計(jì)
《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì) 10kV電纜分冊》（2016年版）B-2子模塊收錄了非開挖拉管（常采用導(dǎo)向鉆進(jìn)法）和頂管法，推薦截面分別為0.8~1.0m及1.2、1.5、2.2、2.4、2.6m不等；另外，《國網(wǎng)浙江省電力公司標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)電纜分冊》B-2-1模塊中，非開挖拉管推薦截面還囊括了0.2~0.7m不等。
導(dǎo)向鉆進(jìn)法
《南方電網(wǎng)公司10kV標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) 10kV電纜線路》排管模塊中，在開挖施工無法進(jìn)行或不允許開挖施工的場合(如:穿越河流，湖泊，重要交通干線，重要建筑物的地下管線),列舉了采用頂管的敷設(shè)方式。
在以上方式中，導(dǎo)向鉆進(jìn)法和頂管法（前者一般適用于直徑不大于1000mm的截面；后者一般適用于較大截面）憑借其適用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好、實(shí)施效率高及環(huán)保性突出等優(yōu)勢常用于電纜線路中。
3.3 導(dǎo)向鉆進(jìn)法
導(dǎo)向鉆進(jìn)法，是一種采用導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)，先鉆一個(gè)小口徑的先導(dǎo)孔，隨后邊擴(kuò)孔邊回拉鋪設(shè)地下管線的方法，其主要施工環(huán)節(jié)包括鉆導(dǎo)向孔、擴(kuò)孔、拉管、灌漿等環(huán)節(jié)。
其主要特點(diǎn)為：可根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的鋪管線路驅(qū)動(dòng)裝有契形鉆頭的鉆桿從地面鉆入，地面儀器接收由地下鉆頭內(nèi)傳送器發(fā)出的信息，控制鉆頭按照預(yù)定的方向繞過地下障礙物直達(dá)目的地（下圖第一步），然后卸下鉆頭換裝適當(dāng)尺寸和特殊類型的回程擴(kuò)大器，使之能夠在拉回鉆桿的同時(shí)將鉆孔擴(kuò)大至所需直徑（下圖第二步），并將需要鋪裝的管線同時(shí)返程牽回鉆孔入口處（下圖第三步）。在整個(gè)工作中，特別的混合機(jī)組提供的鉆孔混合液不斷地從鉆頭的鉆口嘴噴出，用以潤滑鉆頭，鉆桿和加固鉆道，以提高整個(gè)工程的工作效率。
導(dǎo)向鉆進(jìn)法適用于水平螺旋鉆進(jìn)鋪設(shè)小直徑、大坡度和高精度的管道，而城市鬧市區(qū)的地下管線非常密集，且道路一般不允許開挖，在這種情況下，電力通道中的排管敷設(shè)采用該法穿越開挖不便的地段效果是非常理想的。
～～～～～～～～～敲 黑 板～～～～～～～～～
導(dǎo)向鉆進(jìn)&定向鉆進(jìn):
它們之間并沒有嚴(yán)格的界限，基本原理也大致相同，主要是“大小的區(qū)別”，通常把小型定向鉆進(jìn)（鋪設(shè)小直徑、長度較短的管線）稱之為“導(dǎo)向鉆進(jìn)”，而將大中型定向鉆進(jìn)稱之為“定向鉆進(jìn)”，對于重型工程，直徑較大（大于1m）的管線施工則屬于“定向鉆進(jìn)”這一范疇。
水平定向鉆進(jìn):
有時(shí)我們還會(huì)碰到“水平定向鉆進(jìn)”這種說法，"水平"是相對于"垂直"而言的，應(yīng)該理解為既包括水平面上的水平，也包括"導(dǎo)向鉆進(jìn)"中的總體"水平"。
～～～～～～～～ ～～～～～～～～
3.4 頂管法
頂管法實(shí)質(zhì)是將所要頂進(jìn)的管道在主頂液壓(或其他機(jī)械)外力的作用下，由始發(fā)井(工作井)出發(fā)，頂進(jìn)至目標(biāo)井(接收井)的施工方法?；静僮髁鞒虨椋合仍诠艿酪欢送诠ぷ骶?，在工作井內(nèi)，按管道設(shè)計(jì)位置，根據(jù)管道的外徑尺寸在地層內(nèi)橫向挖土洞，邊挖土，邊用千斤頂?shù)仍O(shè)備將管節(jié)逐段頂入土洞內(nèi)，反復(fù)操作，直到頂?shù)浇邮站疄橹?。頂管施工技術(shù)有效解決了管道在敷設(shè)過程中對周圍道路交通的破壞，以及管道埋設(shè)引起的交通堵塞等問題，另外，頂管施工在環(huán)境保護(hù)以及土層的穩(wěn)定等方面也具有顯著優(yōu)勢。目前，頂管施工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人口繁多、交通密集、建筑物密布、地下管線復(fù)雜的城市中，其憑借較高的經(jīng)濟(jì)性、高效率以及對環(huán)境的保護(hù)等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于電力工程中。
頂管施工技術(shù)具有多種分類方式，根據(jù)不同的掘進(jìn)作業(yè)方式可將其劃分為擠壓式、機(jī)械式、手掘式以及半機(jī)械式四種不同的類型;按照頂進(jìn)管子的曲直可以將頂管施工技術(shù)分為曲線頂管和直線頂管兩種類型;根據(jù)接收坑和工作坑之間距離的大小可以將其分為普通頂管和長距離頂管（以300m為界）兩種類型。目前頂管在城市內(nèi)主要用于穿越障礙和過路施工，采用直線頂進(jìn)的普通距離頂管，一般不超過100米。但如遇大面積的砂層，頂管就無法正常施工，容易造成跑偏和卡管現(xiàn)象，需采取超前注入玻璃水等固砂措施，所以也具有一定的局限性。
頂管施工時(shí)，一要注意防止地面的沉降或隆起，在頂管施工沿線按一定間距布設(shè)沉降觀測點(diǎn)，及時(shí)測量監(jiān)測頂管頂進(jìn)施工期間的地面沉降量；二為避免開挖端面的取土過多或過少造成地面的沉降或隆起問題，壓漿時(shí)要控制好壓力，平衡“泥漿套”以上土體的壓力；三要嚴(yán)格控制管道接口的密封質(zhì)量，以防止?jié)B漏。
3.5 電纜敷設(shè)采用非開挖技術(shù)的注意事項(xiàng)
(1)超前檢測地下的管線
即使非開挖的手段已經(jīng)相當(dāng)?shù)目茖W(xué)，可以在施工的過程中檢測出管線情況，但是不能確保萬無一失，故應(yīng)該在施工前仔細(xì)研究、調(diào)查清楚地下管線的設(shè)置狀況。
(2)全面考慮當(dāng)?shù)氐墓こ膛c水文地質(zhì)情況
沿著管線的土層由于特殊原因發(fā)生變化的頻率極高，所以一定要在進(jìn)行非開挖施工之前了解將要施工土層的變化狀況，如穿越路徑上存在大而積或直徑較大的堅(jiān)硬巖石(因巖石堅(jiān)硬，導(dǎo)向鉆頭難以穿越)以及流動(dòng)性較強(qiáng)的砂土(因流動(dòng)性太大，無法固孔)，則該方法將難以實(shí)施，此時(shí)應(yīng)考慮采用特殊鉆頭、更換穿越位置或另想其他方法。另外，在施工前期，需要預(yù)先對施工地段進(jìn)行夯實(shí)加固，這樣是為了避免在進(jìn)行非開挖施工的過程中地層表而下沉深度過大造成的不可預(yù)計(jì)的損失。
(3)檢查有毒的氣體以及進(jìn)行人員的防護(hù)措施
非開挖技術(shù)在施工的過程中，常常會(huì)通過淤泥層。淤泥層中的植物、動(dòng)物等在腐爛之后會(huì)有不少的有毒氣體產(chǎn)生，會(huì)直接危害到工作人員的身體健康甚至于生命，故在非開挖施工中有工作人員在其中操作時(shí)，一定要將管道內(nèi)的有毒氣體含量控制在一定范圍內(nèi)，要有定時(shí)的監(jiān)控以及良好的通風(fēng)設(shè)備。
(4)施工前應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì)
非開挖技術(shù)是一項(xiàng)具有一定風(fēng)險(xiǎn)的施工方法，影響因素較多，施工前，施工單位應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì)，針對施工中可能出現(xiàn)的偏鉆、掉鉆、卡鉆、涌水、涌砂等情況作好預(yù)案，以便合理應(yīng)對。
總而言之，非開挖的施工技術(shù)是一種新型的施工技術(shù)，適用于不便開挖或無法開挖的非巖石及流砂的地質(zhì)場所。由于隱蔽施工，對工作人員的要求很高，對施工進(jìn)行過程中質(zhì)量的控制難度非常大。在施工的整個(gè)過程中，一定要嚴(yán)格地按照施工中用到的導(dǎo)向工藝，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格地執(zhí)行設(shè)計(jì)出來的鉆進(jìn)軌道，在此基礎(chǔ)上，尚需要嚴(yán)格地保證其他各項(xiàng)工作的質(zhì)量并做好在操作過程中的全程監(jiān)控。
4 結(jié)語
非開挖技術(shù)是未來地下管線敷設(shè)工程施工的必然發(fā)展趨勢，在電力工程的管線鋪設(shè)中，采用非開挖技術(shù)能夠起到安全、經(jīng)濟(jì)、高效的施工效果，對解決電力線路走廊與城市建設(shè)用地矛盾和電力電纜與道路交通的矛盾，具有開挖技術(shù)所不可比擬的優(yōu)越性，非開挖技術(shù)在電力線路工程施工中具有里程碑的技術(shù)革新意義，在未來的電網(wǎng)建設(shè)中將具有廣闊的應(yīng)用前景。
轉(zhuǎn)載：互聯(lián)網(wǎng)