非开挖顶管的设计总结.pdf

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1、电力电缆线路水平定向钻铺设方式的简要介绍摘要：在大中城市的输变电工程中，由于出线走廊的限制及市政规划的要求，输电线路采用电缆入地已成为越来越普遍的选择。在电力电缆线路设计中，水平定向钻铺设方式往往成为设计过程中的技术难点，如何进行合理的设计，才能有效保障后续施工的顺利进行。现根据个人的一些设计工作经验，对水平定向钻敷设方式的简要介绍。（一）水平定向钻铺设的概念水平定向钻铺设：使用水平定向钻设备通过定位仪器导向，从地表定向钻孔、扩孔和拉管在不同的深度和地层铺设管线的铺设方式。图-01水平定向钻施工示意图图-02

2、水平定向钻施工示意图主要施工步骤为：导向钻孔（泥浆护壁）—管道扩孔—回拉布管（水泥注浆）。1图-03水平定向钻施工步骤示意图（二）水平定向施工机械介绍水平定向钻机械主要采用非开挖导向钻机，按照其回拉力大小可分为小型、中型、大型三类，具体机械性能可参阅表-01，非开挖导向钻机可根据实际工程计算结果合理选用。表-01非开挖导向钻机分类及其技术性能分类小型中型大型回拉力（t）<1010～45>45扭距（kN.m）<33～30>30回转速度(r/min)>130100～130<130功率（kW）≤100100～180

3、≥180钻杆长度（m）1.50～3.003.00～9.009.00～12.00给进机构钢绳和链条链条或齿轮齿条齿轮齿条铺管直径（mm）<350350～600600～1200铺管长度（m）<300300～600600～1500铺管深度（m）<66～15>15导向测量系统手持式导向仪手持式导向仪或随钻测量仪随钻测量仪2图-04中型水平定向钻钻机示意图表-02水平定向钻钻机参数简表水平定向钻铺设主要适用于小管径（一般小于1m）、短距离（小于2km）、对高程控制要求不高的管道；而我们经常说的非开挖顶管主要用于大管径、

4、长距离、对高程控制要求较高的管道，这是两者的区别。3图-05水平定向钻施工现场图-06顶管施工现场（三）水平定向钻管材类型由于材料科学技术的飞速发展，市场上可供选择的顶管管材越来越多，主要有传统的混凝土预制管、钢管、PVC(氯化聚氯乙烯)电缆导管，新型的HDPE（双臂波纹管）电缆导管、MPP（改性聚丙烯）电缆导管、玻璃钢电缆导管等。与传统材料相比较新型材料具有耐热绝缘性高、耐拉耐压、耐低温、重量轻、性价比高等优点，其中HDPE（双臂波纹管）电缆导管常用于110kV以下电缆线路，MPP（改性聚丙烯）电缆导管常用

5、于110kV及以上电缆线路，玻璃钢用于对管材强度要求较高的情况下（具体根据实际工程计算结果确定）。（四）水平定向钻钻孔轨迹的绘制4图-07水平定向钻钻孔轨迹（1）允许最小转弯半径R、单杆倾角允许改变量当采用管材采用HDPE、MPP管时，R1、R2由钻杆最小允许弯曲半径来确定，下表根据杆长得出相对应的最小转弯半径及单杆允许倾角，可供参考使用：表-03水平定向钻杆主要参数简表杆长（m）钻杆最小转弯半径(m)单杆倾角允许改变量（%）1.521635454.5706当管材采用钢管、玻璃钢时，R1、R2由电缆管材最小允

6、许弯曲半径来确定。计算公式：SR=206DK2R-最小曲率半径（m）、206-系数（MPa）、D-钢管外径（mm）、S-安全系数（1~2）、K2-钢管屈服极限（MPa）。（2）造斜段水平长度L1、造斜段水平长度L2在设计过程中要保证实际水平段距离≥最短造斜段水平距离。计算公式：L=H(2R−H)L=H(2R−H)11112222（3）入土角A、出土角B入土角、出土角应根据机具设备性能、施工场地条件、地下管线分布情况、埋深等情况确定，且一般小于20°为宜。计算公式：5H1H2A=2arctgB=2arctg2R

7、−H2R−H1122（4）埋深H埋深的应充分考虑以下几点：1）地面、地下障碍物的状况（进行管线物探）；2）地层特点（地质勘测）；3）规划要求（向涉及的相关单位发函进行意见咨询和报建）。4）符合规范要求（电力规范和其他行业规范存在差异的情况下，必须发函给涉及的相关单位例如：公路、铁路、河流、桥梁、地面构筑物、管线等等，都需要进行咨询，协商后确定埋深。如果在无明确的要求的情况下，建议最小覆土深度大于管径的5~6倍为宜）。（五）实例分析计算现根据工程实例情况进行简单的分析说明，佛山市顺德区某110kV工程需顶管过潭

8、洲水道，本工程使用电缆为YJLW03-64/1101×500交联聚乙烯绝缘电缆，两侧河堤宽度240m,顶深H=13m,具体情况如下图-07所示：图-08单回路电缆水平定向钻敷设剖面图（1）回拉力计算及定向钻机选择计算的拉力FL，顶管长度L=320m，摩擦系数f=0.2，生产管型号：4根225×15mm+1根11033×8mm,泥浆密度rn=1.15t/m,保护管密度rg=0.95t/m。生产管径D1