拉管施工在电力工程中的应用

李 江

（中铁十九局集团第一工程有限公司 辽宁辽阳 111000）



拉管施工在电力工程中的应用

李 江

（中铁十九局集团第一工程有限公司 辽宁辽阳 111000）

摘要：详细介绍北京市2013年一期市政工程10标段电力管线敷设工程中，采用拉管施工非开挖法的技术特点、施工步骤、施工工艺流程和拉管施工的具体方法。

关键词：拉管施工 电力管线敷设 导向孔钻进 回拉扩孔

随着社会的不断进步和发展，城市中往往需要在道路两边增加敷设各种管线。以往的施工方法大多是开沟挖槽，这种工程做得多了常常被老百姓戏称“应该给道路按上拉锁”。用拉管法敷设电力管线是非开挖法施工，可以除去对城市道路开膛破肚的弊病，尤其是当管线需要穿越不能开挖的区域（如铁路、河流等）时，这种施工方法更能体现出它的优越性。

1　工程概况

北京市2013年一期市政工程10标段地处亦庄经济技术开发区，工程包括暗挖段长521延m，PP-R拉管1300延m。其中PP-R拉管工程地处南海子公园南环路K0+000～K1+300左侧人行道下，由东向西进行敷设。1300 m拉管工程按电力检查井位置的分割分段进行施工。各段的施工长度约为50～70m，最长段118 m。每个拉管段的起点工作坑和终点工作坑都在后期电力检查井的位置上，拉管施工完成以后用内部净空为3 m×2.3 m×2 m（长×宽×高）的钢筋混凝土电力检查井连接。拉管工程所穿越的地层是沙性土、粉细砂、粉质粘土。最大埋深约8m。

2　拉管施工技术特点

拉管施工是在不开挖地表道路的情况下，利用水平定向钻机进行的一种中小直径地下管线敷设的施工技术。水平定向钻机能够利用钻头在地层中钻进，利用钻头上的导向系统控制钻孔的轨迹，按照设计要求的路径直达管线的出口，然后进行回拉扩孔，再把待铺的管道由孔内拉过去，管道就位后穿入电缆，完成电缆的敷设任务。拉管施工的过程如图1所示。

图1　拉管施工示意图

拉管施工具有以下的特点：（1）不影响地面交通。传统的电缆敷设施工需要按设计线路进行电缆沟土方开挖，对原有的道路有较大的破坏，会严重影响交通。用拉管施工敷设电缆用的是非开挖施工技术，不需要对道路进行开挖，不会影响地面的交通。（2）对环境影响小。拉管施工场地占用面积小，除了两个工作坑以外，不需要进行其它开挖作业，有利于保护管线所经地区的环境。（3）安全性好。拉管施工过程中不需要使用大型设备进行土方开挖，避免了土方机械伤人和深挖沟槽坍塌等安全事故发生的可能。

3　拉管施工技术的施工步骤和施工工艺流程

拉管施工有导向孔钻进、回拉扩孔、回拖管线、穿电缆等几个施工步骤。

拉管施工工艺流程：施工准备→测量放线→钻机就位→泥浆制备→导向孔钻进→回拉扩孔→管材焊接→回拖管线→回填注浆→穿电缆。

4　 拉管施工方法

（1）调查既有的地下管线情况。施工准备工作中，除了常规的准备工作以外，调查既有的地下管线情况是一项非常重要的工作。开工前必须非常明白地掌握拉管线路两侧各5m宽的范围内，所有的既有地下管线的属性、材质、直径、空间位置、走向、埋设深度以及管线的业主等。探测程序包括搜集资料、现场踏勘、实地调查（仪器探察、人工探察）、绘制地下管线图、编写成果报告。

实地调查中要找出所有可能涉及到的管道井，下井观察管线的大致情况和走向，然后用管线仪发射器连接所要查的管线，地面用管线接收机接收信号来确定管线的位置、走向及埋深，同时要作好记录并画出管线位置图备用。

（2）开挖工作坑。拉管施工需要在管线的进、出口位置各开挖一个进口工作坑和一个终点工作坑。进口工作坑是为了确定管线的起始位置，安装水平定向钻机，为其进行导向孔的钻进、泥浆供应、回拉扩孔、拉管就位、泥浆回收等而设置的工作坑。终点工作坑是为了确定管线的出口位置，回收、存储钻机施工中排出的泥浆而设置的工作坑。

表1　泥浆配合比

表2　泥浆的性能指标

（3）泥浆制备 。泥浆是由水、膨润土、添加剂（有时还需加入某些处理剂）等混合搅拌而成的。在拉管施工过程中，泥浆能在成孔时起到降温、护壁、润滑和携带钻渣的作用，因此泥浆必须具有吸附、悬浮和凝聚的特性。所谓吸附性是指泥浆要能够吸附钻孔和扩孔过程中产生的钻渣--泥沙，通过泥浆的循环将泥沙带出孔外。所谓悬浮性是指泥浆要能够使泥沙悬浮在泥浆中，不会迅速沉淀，以免堵塞已经扩好的孔道。所谓凝聚性是指泥浆要能够被很快吸附并凝结在孔道的洞壁上，迅速结硬，形成坚固的孔道护壁。配制良好的泥浆能够确保拉管施工的顺利进行，能够大大提高拉管施工的工作效率。

本工程所用的泥浆配合比见表1。泥浆的性能指标见表2。为了不对环境造成污染，泥浆随拌随用，需要遗弃的用泥浆车运至指定弃土场。

（4）导向孔钻进和控制。导向孔钻进是整个拉管施工工艺中的关键环节，导向孔的中心线即为所需铺设管道的中心线。导向孔是一条直径约为100mm的圆形孔道，我们用（江苏谷登机械装备有限公司生产的）GD38型非开挖水平定向钻机进行钻孔。钻孔刚开始时要轻压慢钻，待钻孔正常进行以后再提高钻速，钻进过程中必须保持钻具的导向性和稳定性，时刻关注扭矩有没有发生变化、钻进速度有没有发生突变、泥浆是不是有泄漏的情况等。发现问题要立即停机，查明原因，采取相应措施进行处置。

导向孔钻进过程中，要由专人使用（宁波金地电子有限公司生产的）GL300型手持式非开挖导向仪（最大导向深度18m），不断地对安装在导向钻头中的信号发射器进行跟踪检查，持续测出钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等钻孔参数，并将这些参数反馈到起点工作坑钻机操作台上的远程同步监视器中，钻机司机可以据此掌握导向孔钻进的轨迹状态，如有偏差好及时纠正。

（5）回拉扩孔。导向孔钻完以后，卸下起始杆和导向钻头，换上回扩孔钻头进行回拉扩孔。回扩过程中要始终保持合适的泥浆供应量，对泥浆性能参数进行不定期检测，要保证泥浆性能指标始终处于良好状态。

根据地质状况合理地控制回扩钻进速度，以利于排渣。回拉扩孔需要分3～5次才能完成，最后一次回扩需要采用相应的挤扩式钻头，若回拖力和回扩扭矩较大，则需多回扩1次，以利于孔壁成形和孔洞的稳定。在回拉扩孔阶段，要求严格按照扩孔级别进行扩孔，不允许越级扩孔，扩出来的孔直径应为将要安装管径的1.2～1.5倍。

（6）电缆管道的接长。拉管施工中因为相邻的工作井之间距离都比较长，所以必须对管材进行焊接接长。本工程使用的是PP-R管材，采用热熔对接方式进行接长。管材接长的接口质量好坏直接影响穿电缆工作是否顺利，假如中间发生断裂，会给穿缆工作带来很大的麻烦。因此焊接以后的管材必须具有足够的强度和平顺性。

管材焊接接长工作具体操作步骤如下：在PP-R管材接长工作中，使用双柱式手摇热熔对接机（加热板功率1.2 kw，铣刀功率1.1 kw）进行热熔对接，施工步骤为：清洁管口→对接管口→铣削管口→检查待焊管材的同轴度→通电加热、加压→焊缝检查。

将经过清洁管口的两根PP-R管放入热熔对接机固定管材的机架上，关好卡具，装上铣刀，对两根管子的端口同时进行铣削，直至出现连续切削屑时为止，检查和调整两根待焊管材的同轴度。两根待焊管材的轴线必须重合在同一轴线上，错台≯0.10b（管材壁厚）。

管材进行热熔焊接时先接通电源，对热熔对接机上的加热板进行加热，为使整个加热板温度均匀，在加热板的温度达到220±10℃后再保持10分钟。将加热板插入两根待焊管材的端口，待达到规定的吸热时间后抽出加热板，迅速合拢待焊的管材端口，从两边对管材平稳加压，管材端口冷却后卸压，打开卡具，取下焊好的管子。

焊缝焊好以后要检查焊缝的质量，一要检查焊缝处管材圆周上是否有向两边翻卷的翻边，翻边是否连续，翻边的形状和大小是否均匀，二要检查焊缝处有无气孔、鼓泡和裂纹等缺陷，三要检查两个翻边之间缝隙根部的外径，确保焊缝处两根管材的焊接断面积≮管材的设计断面积。

（7）回拖管线。在完成清孔和一切检查工作以后，将已经焊接好的、经过检查合格的管道进行封堵后放入回拖孔内。将管道和钻杆可靠连接，仔细检查分动器的活动性和相关钻具的牢固性，确认全部合乎要求后方可进行回拖作业。

回拖管道施工应连续进行。防止因中途停工时间过长，造成成孔的坍塌。回拖管道时，进、出口两个工作坑中的施工人员要通过对讲机加强通讯联系，协调配合，将管道回拖到设计位置。

（8）施工后回填注浆。在拉管的同时预埋φ32聚乙烯注浆管，待拉管施工完毕以后，对PP-R管外围的空隙注入1︰1︰1=水︰水泥︰粉煤灰（重量比）浆液进行注浆加固，确保扩出来的孔洞内被浆液密实填筑，防止孔道上方的土体沉降。注浆过程中应严格控制注浆压力，防止压力过大对地面及附近的管线造成损坏，压力太小浆液填充不密实，地面会发生沉降。注浆压力控制在0.5 MPa左右为宜。

注浆工作结束以后，对工作坑除了今后电力检查井需要占用的部分以外进行回填。回填时要分层夯实，以免日后发生沉降。

（9）穿电缆。拉管施工完毕、验收合格后即可进行穿电缆工作。PP-R管管材内壁光滑，孔径合理，电缆可以很轻松地穿过管道。

5　结语

本工程的电缆敷采用了非开挖的拉管施工技术，不用在道路上开挖土方，避免了对地面设施的破坏和道路交通的影响，有效的保护了环境。拉管施工将在今后成为非开挖法地下电缆敷设的主要施工方式。本工程的拉管施工敷设电缆工程于2014年7月1日开工，于2014年10月1日完工，前后用时93天，顺利地完成了施工任务，施工质量符合设计要求，没有发生任何安全事故。成功的经验可供同类工程参考。

参考文献：

［1］DBJ13-102-2008.水平定向钻进管线铺设工程技术规程［S］.福建省建设厅,2008

［2］李鲁.曲线拉管在220KV电缆穿越河流中应用［J］. 华电技术,2011（9）

［3］李祖祥.浅谈非开挖水平定向钻机拉管施工技术［J］. 云南水电技术,2009（2）

Application of Drawing Pipe Construction in Power Engineering

LI Jiang
（No.1 Engineering Corporation Limited of China Railway 19th Bureau Group Co. Ltd Liaoyang Liaoning 111000 China）

Abstract：This paper introduces in details the technology of trenchless drawing pipe construction, construction procedure, construction process and specific methods of drawing pipe construction in the project of laying power line for the 10th bidding section of a municipal engineering in Beijing in 2013.

Key words：drawing pipe construction laying of power line drilling of guidance hole pull back to enlarge holes

文献标识码：中国分类号：TG355A

文章编号：1673-1816（2016）01-0081-04

收稿日期：2015-11-14

作者简介：李江，男，项目部副经理，工程师（中级），研究方向建筑工程。