國網(wǎng)杭州市臨安區(qū)供電公司 呂 華 尤 敏 陳禮朝 國網(wǎng)杭州供電公司 夏 衍

電力電纜保護(hù)管在城市供電網(wǎng)絡(luò)中起著重要的作用。根據(jù)現(xiàn)有的電力技術(shù)水平能用于電力電纜下穿道路的技術(shù)包括了水平、定向鉆進(jìn)敷設(shè)等方案，但在大型工程中這些應(yīng)用都不是特別廣泛，定向鉆進(jìn)敷設(shè)是最科學(xué)的一種辦法是首選的施工方法。

1 電力電纜保護(hù)管定向鉆進(jìn)

1.1 特點(diǎn)

市政管網(wǎng)定向?qū)^(qū)施工時(shí)一般會(huì)采用鋼管或PVP或CPVC這樣的塑料，一般電力工程多采用MPP管進(jìn)行加固，都是因受電纜的影響而對(duì)保護(hù)管道的要求。而電力電纜保護(hù)管定向鉆進(jìn)還有一個(gè)特點(diǎn)是穿越間距較短，在保護(hù)管鋪設(shè)完成后一般會(huì)進(jìn)行一次敷設(shè)電力電纜，而又受各種天氣原因、敷設(shè)電力電纜的長(zhǎng)度一般不會(huì)超過100米、最多不會(huì)超過150米，如要進(jìn)行長(zhǎng)距離電力電纜敷設(shè)則面臨大成本并需特殊生產(chǎn)電纜。因此電力電纜保護(hù)管定向鉆井技術(shù)穿越間距大多都較短，這樣成本不會(huì)太高。

其次的特點(diǎn)是回拖終孔孔徑較大。電力電纜保護(hù)管的數(shù)量一般都需有電纜數(shù)來決定，多根電力電纜保護(hù)管都會(huì)采用一次回拖的方式進(jìn)行敷設(shè)，一般回拖管道的數(shù)量都在五根以上。據(jù)現(xiàn)有國家相關(guān)規(guī)定，一般采用定向鉆進(jìn)敷設(shè)管道。定向鉆進(jìn)的鉆孔尺寸一般在鋪設(shè)管道外徑的1.2倍左右，所以電纜工程的回托終孔孔徑多為600毫米、800毫米和1000毫米。電力電纜保護(hù)管定向鉆進(jìn)工程一般都會(huì)位于城市主城區(qū)，而這些城市主城區(qū)一般對(duì)周邊環(huán)境的要求都較高，所以他們的地下結(jié)構(gòu)也會(huì)比較復(fù)雜，而且地下管線或地下構(gòu)建物都分布密集在鉆進(jìn)軌跡周圍，優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)還要與地下管線及構(gòu)建物間的距離進(jìn)行考慮，如因距離太近而造成事故是很危險(xiǎn)的，所以施工的另外一大特點(diǎn)就是交叉穿越情況較為復(fù)雜。

由于交叉穿越情況較為復(fù)雜，所以工程之后的沉降要求也更為嚴(yán)格。電力電纜工程保護(hù)管定向鉆進(jìn)工程多對(duì)地下管線的路面河道泊岸等。所以，一般在施工完成后還會(huì)考慮施工對(duì)周圍地形的影響，當(dāng)施工導(dǎo)致周圍地形變形時(shí)，還應(yīng)考慮如何合理檢修施工后的成果，并將施工對(duì)周邊環(huán)境的影響降到最低且控制在允許的范圍內(nèi)。綜上所述，電力電纜保護(hù)管工程共有五大特點(diǎn)，分別為采用特定材料、穿越間距較短、回拖終孔孔較大、交叉穿越情況復(fù)雜、工程作業(yè)以后沉降要求嚴(yán)格。

1.2 規(guī)定

電纜保護(hù)管定向鉆進(jìn)軌道的設(shè)計(jì)方法主要有作圖法和計(jì)算法，可對(duì)供電力電纜定向鉆進(jìn)軌跡進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)，其中有幾個(gè)規(guī)程規(guī)范的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行歸類比較，公式法和計(jì)算法的做法是同一種做法。電力電纜軌跡設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮軌跡本身的可行性和優(yōu)化外，考慮鉆井施工與地下管線構(gòu)建間安全距離的要求，一般距離會(huì)較大，為更直觀的留下這些數(shù)據(jù)并反映這些數(shù)據(jù)采用作圖法是更為合適的。

電力電纜保護(hù)管的名稱有很多種，如又叫電纜管或水泥保護(hù)電纜管，目前已有很多公司開始研究并制作研發(fā)電力電纜保護(hù)管且擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，目前已有很多公司申請(qǐng)了多項(xiàng)專利來保護(hù)自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但仍有很多公司采用電擴(kuò)孔等先進(jìn)工藝，通過一系列打磨工藝從而制造出新的增強(qiáng)版電纜保護(hù)管。在國家規(guī)定中，這些電纜保護(hù)管必須涂上一層石墨乳滑模，這樣才能產(chǎn)生一個(gè)光滑面，從而達(dá)到減少摩擦的作用，這樣可使能源消耗降低到最小。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，A類電纜保護(hù)管適用于城鄉(xiāng)電力電纜建設(shè)，B類適用于人行道和綠化帶，C類則更廣泛應(yīng)用于高速公路、省道及國家一級(jí)公路等。

1.3 要點(diǎn)

一般水平定向鉆井分為三個(gè)方面，分別為鉆井施工、擴(kuò)孔加工、清孔施工。鉆井施工時(shí)須進(jìn)行試用轉(zhuǎn)，軌跡偏差不能大于終孔直徑，避免因誤差而造成退回，第一根鉆桿鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)慢轉(zhuǎn)，入土段和出土段為直線鉆進(jìn)，長(zhǎng)度應(yīng)控制在20米左右。而在擴(kuò)孔時(shí)，更應(yīng)根據(jù)中控的孔徑圖層條件等進(jìn)行一次或多次進(jìn)行施工；分次擴(kuò)孔誤差范圍一般應(yīng)控制在100至150毫米之間，而終孔孔頸應(yīng)控制，在回拖管徑外徑1.2至1.5倍。擴(kuò)孔應(yīng)嚴(yán)格控制回泥量，轉(zhuǎn)速，泥漿流量等各種重要參數(shù)。進(jìn)行一次，或者多次清空?？偠灾ㄏ蜚@井施工的要點(diǎn)就是首先要進(jìn)行試用轉(zhuǎn)，然后在勻速慢慢鉆進(jìn)，小角度偏差，必須要及時(shí)糾正偏差，也不能大于出口直徑，超出誤差的范圍應(yīng)退回進(jìn)行糾偏，第一根鉆桿鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，入土出土的地段都應(yīng)該直線鉆進(jìn)，長(zhǎng)度最好控制在20米左右。

2 回拖力計(jì)算

在回脫離計(jì)算中一般有幾個(gè)常量：穿越管段的長(zhǎng)度、摩擦系數(shù)、管子直徑、泥漿密度，管子壁厚和粘滯系數(shù)，計(jì)算公式FT=πL2f[0.25D2γn-7.85δ1(D-δ1)]+kπDL2。例，遼 河 穿 越 中 穿越管段長(zhǎng)度為1109米、摩擦系數(shù)0.2、主管規(guī)格Φ1020×16、泥漿密度1.05t每平方米、粘滯系數(shù)0.02，帶入公式計(jì)算得回拉力為191.53噸。計(jì)算回拖力時(shí)一般需注意管道的受力，需對(duì)管道進(jìn)行受力分析，從而進(jìn)一步比較和分析計(jì)算結(jié)果。從計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果可看出，計(jì)算電力電纜保護(hù)管回拖力一般有四種方法。

摩擦力法。是通過實(shí)踐摸索和工程的總結(jié)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式?；赝狭χ饕獊碓从诠芡獗谧鳛橹髁蛿U(kuò)孔鉆頭迎面阻力，而這個(gè)方法的不足之處在于整個(gè)管壁完全與管孔接觸，從而造成能源損耗；凈浮力計(jì)算法?，F(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛，其測(cè)量數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單且計(jì)算步驟不太復(fù)雜。不足之處是需考慮的力有很多，如泥漿壓力及外壁對(duì)軌道的壓力等。這種計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)是采集數(shù)據(jù)較少、缺點(diǎn)是計(jì)算量過大；土壓力計(jì)算法。曹蘇軍最先提出，他對(duì)土壓力計(jì)算法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并發(fā)表《多管組合穿越回脫離計(jì)算方法分析》，更廣泛地應(yīng)用于孔洞處有隧道塌方或積水嚴(yán)重的情況下來計(jì)算；ATSM計(jì)算法。這種方法是參考美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)，在美國得到了進(jìn)一步優(yōu)化，但管道回拖過程中須克服管道與孔壁的摩擦力和彎曲程度，而在管道回拖后則需進(jìn)行作業(yè)安排，還有一個(gè)最重要的步驟是三樁埋設(shè)。最后更要關(guān)注地形地貌的回復(fù)，以確保交通暢通，這樣才能取得地貌恢復(fù)證。如果政府相關(guān)部門驗(yàn)收沒通過，則必須要指出問題及時(shí)進(jìn)行整改。

3 進(jìn)行機(jī)械選型

3.1 分析

設(shè)計(jì)機(jī)械首先要依據(jù)工藝要求來進(jìn)一步擬定物件的形式，功率范圍來進(jìn)一步選出比較合適的機(jī)構(gòu)類型、動(dòng)力方式以及功率等，從而進(jìn)行一些新機(jī)械或新機(jī)器的設(shè)計(jì)。同時(shí)還可分析其運(yùn)動(dòng)的精確性、實(shí)用性及安全性和可靠性等。進(jìn)行機(jī)械選型一般要遵循以下步驟：

選擇時(shí)應(yīng)從多方面進(jìn)行考慮，要在形式結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行多項(xiàng)指數(shù)的參考，形式結(jié)構(gòu)又包括連體結(jié)構(gòu)、連桿結(jié)構(gòu)等多種構(gòu)造結(jié)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有位移速度及加速度的變化特點(diǎn)，一個(gè)構(gòu)件間的相對(duì)尺寸有較為密切的關(guān)系，選用時(shí)要充分考慮到或必須按照要求進(jìn)行詳細(xì)分析和細(xì)致的計(jì)算。從生產(chǎn)工藝對(duì)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)特性功能等方面的具體要求選取極佳的機(jī)械構(gòu)型，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的聯(lián)系或說間歇運(yùn)動(dòng)。這樣才能保證選出的產(chǎn)品具有足夠長(zhǎng)的壽命。

結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單、尺寸要適度。在整體布局上所占空間要很小，并要達(dá)到布局緊湊的效果，這樣節(jié)省下一部分原材料選擇結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還考慮到結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，這樣才能降低成本。

第三，制造部件的加工流程必須不能太復(fù)雜。首先可滿足構(gòu)建加工上的各項(xiàng)要求，以及滿足構(gòu)建的加工細(xì)致程度和表面粗糙程度的具體要求；其次更應(yīng)多思考機(jī)器在維修時(shí)必須要拆裝方便、不能太過繁瑣，這樣機(jī)器可在工作時(shí)穩(wěn)定可靠。接下來還要保證一系列要求，如使用是否安全以及各構(gòu)件在運(yùn)轉(zhuǎn)中如出現(xiàn)輕微震顫會(huì)不會(huì)有較大影響，最后還要保證噪音不能太大、小噪音才更環(huán)保。局部機(jī)械機(jī)構(gòu)的選型還應(yīng)與動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式、功率及特性能夠進(jìn)一步匹配和協(xié)調(diào)，這樣相鄰的幾個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)才能銜接正常、正常運(yùn)轉(zhuǎn)，他們間才能傳遞運(yùn)動(dòng)和力。運(yùn)動(dòng)的誤差要控制在允許的范圍內(nèi)。絕對(duì)不能讓機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生運(yùn)動(dòng)的干涉，這樣后果是很嚴(yán)重的，所以一定要以安全為首要原則、環(huán)保為第二原則、實(shí)用性排在其后。還要具有較高的生產(chǎn)率和機(jī)械效率，以便于上市場(chǎng)進(jìn)一步競(jìng)爭(zhēng)。在經(jīng)濟(jì)上也具有一定的競(jìng)爭(zhēng)能力，而不至于被社會(huì)所淘汰。