非开挖导向强度分析及其在电力铺管设计中的应用.pdf

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1、探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第7期非开挖导向强度分析及其在电力铺管设计中的应用邱继东，沈浩，童红梅，乌效鸣(1．上海市电力公司市东供电公司，上海201~；2．中国地质大学(武汉)工程学院，湖北武汉430074)摘要：全面分析了非开挖铺管导向钻进轨迹设计的主要决定因素；合理地剖析了钻遇地层的性质及其它施工条件对导向强度的影响；提出导向强度的计算方法，更科学、准确地设计出导向孔轨迹，并应用到实际电力管道铺设导向孔三维轨迹设计中。关键词：非开挖；导向强度；钻孑L轨迹；弯曲曲率；试验中图分类号：P634．

2、7文献标识码：A文章编号：1672—7428(2009)07—0066—03AnalysisonTrenchlessBuild_upStrengthandtheApplicationintheDesignofElectricPowerPipe-laying／Q，ji—dong，SHENHao‘，TONGHong—mei，WUXiao—ming2(1．ShanghaiMunicipalElectricPowerCo．，Ltd．East，Shanghai20120，China；2．ChinaUnivers

3、ityofGeosciences，WuhanHubei43074，China)Abstract：Thispaperroundlyanalyzedthemaindeterminantsofthetrenchlesspipe-layinginthetrack—orienteddesign，andreasonablyanalyzedthestratumpropertiesandotherconstructionconditionswhichimpactonthebuild—upstrength．Calcul

4、atingmethodofbuild-upstrengthWasputforward，whichismorescientificandaccurateindesigningthepilotholetrack，andcouldbeappliedinthethree—dimensionaltrackdesignforelectricpowerpipe—laying．Keywords：trenchlesstechnology；build-upstrength；boreholetrack；bendingcur

5、vature；test0引言性，铺设管道的钻孔弯曲段应尽可能的缓慢过渡，即非开挖铺管水平定向钻进在人土段和出土段以最小弯曲半径应尽可能大。最小弯曲半径可以根据及在钻遇到障碍物等情况时需要改变原有的直线轨相关文献中的公式计算或查表得到⋯。迹来穿越地层。传统的导向孔轨迹设计由第一造斜1．2钻进时的造斜导向能力段、直线段和第二造斜段组成。造斜弯曲段的曲率非开挖施工的地下空间轨迹是存在一定弯曲半径仅由欲铺设管的弯曲极限确定。由于它没有考的。钻具每顶进单位长度时在钻孔弯曲平面内方向虑施工段岩土性质和钻具性状对造

6、斜弯曲的影响，角会发生改变，定义其为“导向强度”。它主要受地因而确定出的轨迹与实际施工所能获得的轨迹往往层性质、钻杆刚度、斜掌面积与斜焊角、顶进速度以难以相符。现场施工人员按照这种“理想化”但未及斜向水力参数的影响，一定条件下具有确定的数兼顾施工能力的设计轨迹去操作，钻头常常会产生值。“跑线”现象，甚至导致施工验收不得通过。1．3对钻孔弯曲的施工需求本文提到的导向强度理论方法能结合现场地层非开挖施工经常需要避开原有地下管线和其他和所用钻具性状来准确地预测钻头的走向。把它与地下障碍物，有时还受到钻机摆放

7、场地的限制，这些传统的设计结合起来，可以设计出既满足管弯限制情况下则往往需要有比较强的弯曲，也就是尽量小条件又更符合实际施工条件的导向钻孔的优化轨的弯曲半径。迹。2对导向强度影响因素的分析1铺管孔弯曲的工程需求与限制2．1斜掌面积和斜焊角1．1被铺管道自身弯曲限制条件]钻具在顶进时能产生弯曲的根本原因在于导向工程项目的施工目的是铺设管材，在轨迹设计钻头的斜焊掌面受到了地层的斜向反作用力。斜掌中首先考虑到的便是管材的允许最小弯曲半径，为面积越大，反作用力越大即导向强度越大，但由于摩了易于铺管并且保证管材

8、在使用中的安全性和长久擦力的存在，斜焊角超过一定数值(约30。)后就会收稿日期：2009—02—20；改回日期：2009一o5—12作者简介：邱继东(1977一)，男(汉族)，上海人，上海市电力公司市东供电公司总工程师助理、工程师，电力系统自动化专业，硕士，从事电网规划及电网建设相关的技术及工程管理工作，上海市浦东新区浦东南路1671号7楼。2009年7月探矿工程(岩土钻掘工程)67产生摩擦自锁而导致钻头无法发生斜向滑移。2．2钻杆刚度钻杆刚度是抵抗弯曲