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

電力電纜保護管在城市供電網(wǎng)絡中起著重要的作用。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、定向鉆進敷設(shè)等方案，但在大型工程中這些應用都不是特別廣泛，定向鉆進敷設(shè)是最科學的一種辦法是首選的施工方法。

1 電力電纜保護管定向鉆進

1.1 特點

市政管網(wǎng)定向?qū)^(qū)施工時一般會采用鋼管或PVP或CPVC這樣的塑料，一般電力工程多采用MPP管進行加固，都是因受電纜的影響而對保護管道的要求。而電力電纜保護管定向鉆進還有一個特點是穿越間距較短，在保護管鋪設(shè)完成后一般會進行一次敷設(shè)電力電纜，而又受各種天氣原因、敷設(shè)電力電纜的長度一般不會超過100米、最多不會超過150米，如要進行長距離電力電纜敷設(shè)則面臨大成本并需特殊生產(chǎn)電纜。因此電力電纜保護管定向鉆井技術(shù)穿越間距大多都較短，這樣成本不會太高。

其次的特點是回拖終孔孔徑較大。電力電纜保護管的數(shù)量一般都需有電纜數(shù)來決定，多根電力電纜保護管都會采用一次回拖的方式進行敷設(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，一般采用定向鉆進敷設(shè)管道。定向鉆進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。電力電纜保護管定向鉆進工程一般都會位于城市主城區(qū)，而這些城市主城區(qū)一般對周邊環(huán)境的要求都較高，所以他們的地下結(jié)構(gòu)也會比較復雜，而且地下管線或地下構(gòu)建物都分布密集在鉆進軌跡周圍，優(yōu)化設(shè)計的同時還要與地下管線及構(gòu)建物間的距離進行考慮，如因距離太近而造成事故是很危險的，所以施工的另外一大特點就是交叉穿越情況較為復雜。

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

1.2 規(guī)定

電纜保護管定向鉆進軌道的設(shè)計方法主要有作圖法和計算法，可對供電力電纜定向鉆進軌跡進行進一步設(shè)計，其中有幾個規(guī)程規(guī)范的設(shè)計方法進行歸類比較，公式法和計算法的做法是同一種做法。電力電纜軌跡設(shè)計時，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。

電力電纜保護管的名稱有很多種，如又叫電纜管或水泥保護電纜管，目前已有很多公司開始研究并制作研發(fā)電力電纜保護管且擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，目前已有很多公司申請了多項專利來保護自己的知識產(chǎn)權(quán)，但仍有很多公司采用電擴孔等先進工藝，通過一系列打磨工藝從而制造出新的增強版電纜保護管。在國家規(guī)定中，這些電纜保護管必須涂上一層石墨乳滑模，這樣才能產(chǎn)生一個光滑面，從而達到減少摩擦的作用，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類則更廣泛應用于高速公路、省道及國家一級公路等。

1.3 要點

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

2 回拖力計算

在回脫離計算中一般有幾個常量：穿越管段的長度、摩擦系數(shù)、管子直徑、泥漿密度，管子壁厚和粘滯系數(shù)，計算公式FT=πL2f[0.25D2γn-7.85δ1(D-δ1)]+kπDL2。例，遼 河 穿 越 中 穿越管段長度為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，帶入公式計算得回拉力為191.53噸。計算回拖力時一般需注意管道的受力，需對管道進行受力分析，從而進一步比較和分析計算結(jié)果。從計算公式及計算結(jié)果可看出，計算電力電纜保護管回拖力一般有四種方法。

摩擦力法。是通過實踐摸索和工程的總結(jié)而得出的經(jīng)驗公式?；赝狭χ饕獊碓从诠芡獗谧鳛橹髁蛿U孔鉆頭迎面阻力，而這個方法的不足之處在于整個管壁完全與管孔接觸，從而造成能源損耗；凈浮力計算法。現(xiàn)在應用較為廣泛，其測量數(shù)據(jù)簡單且計算步驟不太復雜。不足之處是需考慮的力有很多，如泥漿壓力及外壁對軌道的壓力等。這種計算的優(yōu)點是采集數(shù)據(jù)較少、缺點是計算量過大；土壓力計算法。曹蘇軍最先提出，他對土壓力計算法進行了簡化，并發(fā)表《多管組合穿越回脫離計算方法分析》，更廣泛地應用于孔洞處有隧道塌方或積水嚴重的情況下來計算；ATSM計算法。這種方法是參考美國ASTM標準，在美國得到了進一步優(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行作業(yè)安排，還有一個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，以確保交通暢通，這樣才能取得地貌恢復證。如果政府相關(guān)部門驗收沒通過，則必須要指出問題及時進行整改。

3 進行機械選型

3.1 分析

設(shè)計機械首先要依據(jù)工藝要求來進一步擬定物件的形式，功率范圍來進一步選出比較合適的機構(gòu)類型、動力方式以及功率等，從而進行一些新機械或新機器的設(shè)計。同時還可分析其運動的精確性、實用性及安全性和可靠性等。進行機械選型一般要遵循以下步驟：

選擇時應從多方面進行考慮，要在形式結(jié)構(gòu)等方面進行多項指數(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)。機構(gòu)的運動規(guī)律有位移速度及加速度的變化特點，一個構(gòu)件間的相對尺寸有較為密切的關(guān)系，選用時要充分考慮到或必須按照要求進行詳細分析和細致的計算。從生產(chǎn)工藝對動件的運動特性功能等方面的具體要求選取極佳的機械構(gòu)型，以實現(xiàn)生產(chǎn)中的聯(lián)系或說間歇運動。這樣才能保證選出的產(chǎn)品具有足夠長的壽命。

結(jié)構(gòu)要簡單、尺寸要適度。在整體布局上所占空間要很小，并要達到布局緊湊的效果，這樣節(jié)省下一部分原材料選擇結(jié)構(gòu)的同時，還考慮到結(jié)構(gòu)的標準化和系列化，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雜。首先可滿足構(gòu)建加工上的各項要求，以及滿足構(gòu)建的加工細致程度和表面粗糙程度的具體要求；其次更應多思考機器在維修時必須要拆裝方便、不能太過繁瑣，這樣機器可在工作時穩(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)件在運轉(zhuǎn)中如出現(xiàn)輕微震顫會不會有較大影響，最后還要保證噪音不能太大、小噪音才更環(huán)保。局部機械機構(gòu)的選型還應與動力機的運動方式、功率及特性能夠進一步匹配和協(xié)調(diào)，這樣相鄰的幾個機器結(jié)構(gòu)才能銜接正常、正常運轉(zhuǎn)，他們間才能傳遞運動和力。運動的誤差要控制在允許的范圍內(nèi)。絕對不能讓機器在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生運動的干涉，這樣后果是很嚴重的，所以一定要以安全為首要原則、環(huán)保為第二原則、實用性排在其后。還要具有較高的生產(chǎn)率和機械效率，以便于上市場進一步競爭。在經(jīng)濟上也具有一定的競爭能力，而不至于被社會所淘汰。