电力电缆保护管定向钻进施工轨迹设计要点浅析

渊中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司

摘要福建福州350003冤

采用非开挖水平定向钻进敷设电力电缆保护管被广泛应用于电缆下穿道路尧河流等地面不具备开挖的区段中袁但目前相关的技术标准来源于市政管网工程袁而电缆工程在管道材质尧穿越轨迹要求尧管道布置方式等方面都有着自身的特点袁在具体工程中应开展定向钻进轨迹的优化设计遥在分析电力电缆保护管与市政管道异同点的基础上袁基于电力工程的特点袁研究定向钻进轨迹优化的设计要点袁提出了入土角尧出土角尧交叉穿越间距尧工后沉降控制等方面的基本原则与具体参数值遥关键词水平定向钻进电力电缆MPP管轨迹优化要点文章编号院1672-9064(2019)园1原042原03共沟敷设的电缆根数决定袁一般情况下袁多根保护管都采用一次回拖的方式进行敷设袁同时回拖的管道数量多超过4根遥图1为国家电网公司输变电工程通用设计中关于12孔电缆保护管回拖布置的方案图遥中图分类号院TM727.3文献标识码院A电缆沟敷设咱1暂袁而当电缆需要下穿道路尧河流尧古迹及建筑保护区等不具备地面开挖的区域时袁多采用非开挖定向钻进敷设电力电缆保护管咱2暂遥为规范电缆保护管的非开挖定向钻进的施工袁国家电网当共沟敷设的电缆少于18根时袁一般都采用排管或者公司发布了与其设计及施工相关的企业标准咱3袁4暂袁但这2本规程的规定主要是针对操作流程袁对于轨迹优化设计最主要的参数袁仍然以市政管网工程的规定为主遥国内也已有工程技术人员开展了关于非开挖定向钻进轨迹优化设计方面的研究院史晓亮咱5暂在实际非开挖工程施工中袁应用计算机模拟技术指导钻孔轨迹设计袁实现工程最优化施工曰张德龙咱6暂采用VisualBasic语言和AutoCAD绘图工具实现了采用空间轨迹实施绘制钻孔轨迹的目的曰但前述研究都集中于对工艺本身轨迹的控制和误差分析上袁对定向钻进施工引起周边环境影响的研究偏少袁也不涉及电缆保护管的定向轨迹优化遥在电力电缆定向钻进方面袁魏志强基于厦门市某110kV电力电缆工程特点袁对电力电缆保护管定向钻进敷设安全距离取值的影响因素进行分析袁优化工程定向钻进敷设方案袁指导工程建设遥但该研究主要是针对具体工程案例袁不具有通用性遥文章在分析电力电缆保护管与市政管道异同点的基础上袁基于特定工程特性的要求袁研究定向钻机轨迹优化的设计要点袁提出了入土角尧出土角尧交叉穿越间距尧工后沉降控制等方面的基本原则与具体参数值袁供相关工程设计参考遥咱7暂

图1典型电缆穿越敷设横断面图咱9暂

根据现有规程袁当采用非开挖定向钻进敷设管道时袁定向钻进扩孔的终孔尺寸不宜小于所敷设管道外径的1.2倍袁故电缆工程非开挖回拖扩孔的终孔孔径多为600mm尧800mm尧1000mm遥渊4冤交叉穿越情况复杂遥电缆非开挖施工工程多位于周边环境要求较高的城市主城区袁一般情况下地下管线或地下构筑物密布袁在钻进轨迹优化设计时袁与现有地下管线及地下构筑物之间的安全距离是首要考虑的因素咱10暂袁故电缆定向钻周边环境的影响也是必须考虑的主要因素之一遥渊5冤工后沉降要求严格遥由于电力电缆工程非开挖穿越的进施工轨迹优化设计除了考虑本身施工的需求之外袁施工对1电力电缆保护管非开挖施工特点

环境条件较为复杂袁多为对变形敏感的地下管线尧高等级的路面结构层和河道驳岸等袁在定向钻进敷设管道完成时应考虑施工变形的影响袁当在施工完成后袁还应考虑如何合理减小工后沉降袁将施工对周边环境的影响值控制在允许范围内遥多采用钢管或PVC或CPVC等材质的塑料管袁而受电缆对咱2暂

渊1冤采用MPP非开挖专用管道遥市政管网非开挖施工时渊2冤穿越间距较短遥在保护管敷设完成后袁需要在管道内保护管道的要求袁电力工程则多采用MPP管咱8暂遥再次敷设电力电缆袁受电缆与管道间摩擦力的影响袁通常条件下的电缆一次性敷设长度不超过100m袁若要进行长距离敷设袁则应特殊生产电缆袁此时电缆本体投资增加袁经济性差袁故相较于其他行业非开挖工程而言袁电缆管道非开挖施工的穿越间距多较短遥渊3冤回拖终孔孔径较大遥电力电缆保护管的数量受所需要2定向钻进相关的规范规定

主要采用的是作图法或计算法袁对可供电力电缆定向钻进轨迹设计的7个规程规范的设计方法进行归类比较袁详见表1遥目前能够直接用于指导电力电缆轨迹优化设计的国家电网公司的企业标准并未规定相应的设计方法袁故应参考国渊1冤轨迹设计方法遥对于定向钻进管线的轨迹设计方法袁家标准或其它行业标准遥从对比表1中可以看袁可以采用的作者简介院罗景生袁1996年毕业于西安理工大学给水排水工程专业袁高级工程师袁长期从事输电线路及地下管廊的设计和研究工作遥

42能源技术ISSN1672-9064CN35-1272/TK就是作图法尧公式法和计算法袁其中公式法和计算法是同一种做法遥由于电力电缆轨迹设计到时候袁除了考虑轨迹本身的可行性和优化以外袁主要还必须考虑钻进施工与地下管线和地下构筑物之间的安全距离要求袁为了更为直观地反映这些数据袁采用作图法进行轨迹优化设计是合适的遥异遥电力电缆定向钻进距离地表最小覆土厚度可根据国家电网公司的企业标准Q/GDW1797.1-2013叶定向钻进敷设电力电缆管道工程标准曳第5.2.8条规定执行袁具体数值详见表3遥对于定向钻进交叉穿越管线或地下构筑物之间的关系应执行该规程第5.2.9条的规定袁即院渊1冤在建筑物基础侧方敷设时袁与建筑物基础的侧面水渊2冤在建筑物基础下方敷设时袁应经有关部门批准和设渊3冤与既有地下管线平行敷设时袁净距应为最终回扩直渊4冤从既有地下管线上部交叉敷设时袁垂直净距应大于渊5冤当从既有地下管线下部交叉敷设时袁垂直净距应符平净距不得小于1.5m袁且应在持力层扩散角范围以外曰计验算后确定敷设深度曰渊2冤主要的轨迹控制参数遥对于定向钻进袁其轨迹控制参径的2倍以上袁并不得小于0.6m曰1.5m曰数主要包括了曲率半径尧入土角度尧出土角度等关键参数袁而这些参数的取值与管道的材质息息相关袁通过对前述7个规程的对比袁详见表2遥由对比表2可以看出袁不同规程对于不同材质的管道的最小曲率半径尧入土角尧出土角都有所不同遥目前电力电缆的保护管多以MPP管渊高密度聚丙烯冤居多袁应选用塑料材质管道的轨迹控制参数曰对于曲率半径袁不小于钻杆外径的1200倍和厂家规定的管道外径即可遥对于入土角度袁几个规在轨迹满足要求的情况下袁以遵循国网企业标准为宜曰当无法满足要求时袁可结合管道的力学性质及机械能力后袁参考其他的规程规定遥渊3冤钻进交叉穿越安全距离取值遥对于水平定向钻进交叉合下列要求院淤粘性土地层应大于最终回扩直径的1.0倍曰于粉土地层应大于最终回扩直径的1.5倍曰盂砂土地层应大于最终回扩直径的2.0倍曰榆垂直净距不得小于0.5m曰虞达不到上述要求时袁应采取有效的安全防护措施曰愚遇可燃性管道和特殊管线应适当加大水平和垂直净距遥范类似袁以经验值8耀20毅为宜遥而出土角度的规定差异较大袁3电缆定向钻进轨迹优化设计要点

电力电缆定向钻进轨迹优化设计的主要环节包括了管道材质选型尧穿越路径方案优化尧敷设标准横断面设计尧纵向轨迹设计等内容袁对不同设计要点的设计进行浅析遥渊1冤保护管选材遥现行可以用于电缆保护用的管道有玻璃穿越安全距离的取值袁目前各行业标准的取值也有不小的差纤维增强塑料电缆导管尧玻璃纤维导管尧CPVC管尧PVC-U43ISSN1672-9064CN35-1272/TK能源技术管尧MPP管甚至是镀锌钢管等不同材质的管道遥但在非开挖施工时袁主要还是采用非开挖施工专用的MPP管袁管道的物理力学性能执行电力行业标准DL/T802.7-2010遥渊2冤穿越路径方案优化遥非开挖定向钻进在电力电缆工虑电力电缆的实际敷设需求袁也需考虑管道材质对轨迹的需求遥轨迹优化设计宜采用作图法袁同时其轨迹的控制性参数需要结合工程实际条件进行制定遥参考文献

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程中应用袁一般是与排管敷设电缆保护管结合使用袁即在普通段沿着道路敷设采用排管袁在横穿道路段采用非开挖定向钻进施工遥穿越路径方案优化应在确定交叉穿越位置的之后袁调查清楚所穿越段的地质条件尧地下管线的类型尧管线规格尧埋深等属性之后袁制定交叉穿越的轨迹方案遥渊3冤标准横断面优化设计要点遥标准横断面的优化袁主要3国家电网公司企业标准.Q/GDW1797.1-2013定向钻进敷设电力

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是要制定同时钻进或回拖几孔非开挖终孔袁同一个孔洞内同时布至几根电力电缆保护管等内容遥根据现有的施工技术水平袁定向钻进的终孔孔径一般以不超过1.2m为宜遥渊4冤纵向轨迹优化设计要点遥纵向轨迹优化的主要内容包渊5冤工后沉降控制遥一般情况下袁非开挖挤扩的终孔孔径括了入土点尧出土点的位置尧深度选择袁同时还包括了钻进轨迹主要是参数的选择与优化袁其中控制性参数见表2遥7魏志强.定向钻进敷设电缆保护管轨迹优化设计研究咱J暂.探矿工程8

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会大于所敷设电力电缆保护管的外接圆袁故在电力电缆保护管与挤孔的终孔之间会存在护壁泥浆遥为了控制管道敷设完第7部分院非开挖用改性聚丙烯塑料电缆导管咱S暂.北

成后的地面沉降袁应在管道回拖后注入硬化剂置换护壁泥浆袁硬化剂可以选用水泥浆等遥4结语

电力电缆保护管的定向钻进施工轨迹的优化设计袁应考渊上接第41页冤平分量分析袁磁力线曲率不断减小袁相应磁通密度垂直分量增大袁水平分量减小袁磁通密度垂直分量变化率也随之增大遥下底边的长度可由峰峰值的X轴分量距离近似估计遥对于单峰情况袁可由峰值幅度90%2点间距离近似估计遥峰值两侧曲线最大斜率两端X轴分量距离可近似估计为缺陷边沿间距遥详见图3遥参考文献

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5结论

neticFluxLeakageSignals咱M暂//ReviewofProgressinQuantitative

实际的石油天然气运输管道受损渊如腐蚀冤的程度不尽相同袁程度由低到高所产生的影响也不一样袁轻则不影响管道运输的普遍性能袁重则会导致运输物质泄漏以及管道报废遥如何检测管壁缺陷以及又该采用什么方法识别评估这一不同类型的缺陷袁是无损检测的一个重要且不可避免的问题遥本文通过构造二维仿真模型来模拟管道缺陷袁使用计算机有限元分析软件来测量尧分析与评估受缺陷不同程度影响所产生的磁感应强度的改变量遥通过采集数据袁从而确定袁形状尧大小以及所处位置各异的缺陷袁其激发的漏磁信号都不一样袁但若在一定条件范围内考虑袁各种缺陷不同的参数与其激发的漏磁信号的参数可以近似归纳为相关对应遥为了寻找这一相关关系袁采用计算机仿真软件收集大量的仿真数据进行总结归纳袁再辅以相关的实际测量数据袁以探究这一结果遥因而能够为管道的相对使用时间和管壁内的缺陷种类的评估提供可靠的理论与实际依据遥456

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