拉管在通信工程中的應(yīng)用

1、水平定向鉆技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用 李志強(qiáng) 劉立意東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,哈爾濱 150030【摘要】 :通過(guò)工程實(shí)例分析了水平定向鉆技術(shù)在通信管道及光纜 建設(shè)中的若干應(yīng)用,并對(duì)水平 定向鉆的施工要求及注意事項(xiàng)做了闡述?！娟P(guān)鍵詞】 :水平定向鉆 通信工程 施工要求 注意事項(xiàng)Application of horizontal directional drilling technology in communication engineeringLi Zhiqiang LiuLiyiNortheast agricultural university college of engineering., H

2、arbin 150030,ChinaAbstract: Through the analysis of engineering application of the horizontal directional drilling technology in the communication pipeline and cable construction, and the construction of horizontal directional drilling requirements and precautions described.Key words:Horizontal dire

3、ctional drilling Communication engineering Construction requirements Precautions1引言水平定向鉆技術(shù)最早出現(xiàn)在 70年代,是一種非開(kāi)挖施工技術(shù),由于它不需要開(kāi) 挖路面,能穿越地面構(gòu)筑物和地下管線及公路、鐵路、河道。具有施工不污染環(huán)境、 無(wú)嚴(yán)重噪音污染、不影響交通、對(duì)地層結(jié)構(gòu)破壞小、成本低等特點(diǎn),使其成為廣受 歡迎的施工方法。近年來(lái)在通信工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。2水平定向鉆在通信管道建設(shè)中的應(yīng)用隨著現(xiàn)代文明意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的逐漸加強(qiáng),開(kāi)挖路面進(jìn)行各類(lèi)地下管線施工導(dǎo) 致的社會(huì)問(wèn)題,交通問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題已越來(lái)越受人民的關(guān)注

4、,城市限制開(kāi)挖施 工的法規(guī)的陸續(xù)出臺(tái),對(duì)通信管道的施工也產(chǎn)生了極大的影響。而采用水平定向鉆 穿越技術(shù)進(jìn)行管線穿越施工,是解決上述問(wèn)題的一種較佳方案。下面就通信管道施 工中出現(xiàn)的以下幾種情況闡述水平定向鉆的應(yīng)用。2.1通信管道穿越禁止開(kāi)挖路段由于在市區(qū)很多路段交通繁忙,所以是禁止開(kāi)挖或限制開(kāi)挖的,所以當(dāng)通信管 道穿越這些路段時(shí),就可以采用水平定向鉆方式施工?？稍诓蛔璧K交通及影響人們 出行的情況下,通過(guò)此類(lèi)路段,使通信管道施工對(duì)人們生活的影響降到最低。例如:當(dāng)通信管道穿越西大直街、學(xué)府路等哈爾濱市區(qū)內(nèi)的重要交通干道時(shí)就是采用此方 式施工,收到良好的效果。2.2通信管道穿越商業(yè)區(qū)由于混凝土包封通信管

5、道在包封后需進(jìn)行養(yǎng)生,管道溝不能夠即時(shí)回填。當(dāng)通 信管道穿越繁華商業(yè)區(qū)時(shí),由于人流量大,若采用普通開(kāi)挖方式進(jìn)行通信管道施工, 必需采用分段施工的方式,不但會(huì)影響商家的運(yùn)營(yíng),而且容易造成安全隱患,這樣 增加了管道建設(shè)周期及建設(shè)成本。而采用水平定向鉆施工,不需開(kāi)挖路面,只在繁 華商業(yè)區(qū)選擇合適的水平定向鉆作業(yè)坑地點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)管道的穿越。2.3通信管道穿越河流由于河流地況復(fù)雜,且承擔(dān)防汛任務(wù),有防汛要求,所以穿越河流歷來(lái)是通信 管道施工中的難點(diǎn)。在出現(xiàn)水平定向鉆技術(shù)前,大部分采用頂鋼管或掛橋箱方式通 過(guò),不但施工難度大,而且費(fèi)用高。而采用水平定向鉆不但簡(jiǎn)化了施工方案,而且 降低了施工成本,對(duì)周?chē)h(huán)境

6、沒(méi)有影響,不破壞地貌和環(huán)境,適應(yīng)了各項(xiàng)要求。例 如哈爾濱移動(dòng)通信管道穿越哈爾濱市內(nèi)的馬家溝河時(shí),采用水平定向鉆技術(shù),不但 避免了對(duì)河道的損壞,而且也滿足了防汛要求。另外,天津移動(dòng)通信管道穿越海河 時(shí)也是采用水平定向鉆方式(管材采用的是 33/40mm硅心管實(shí)現(xiàn)了 300多米的 大長(zhǎng)度穿越,這在以往的施工方式中是很難達(dá)到的。2.4通信管道穿越大跨度鐵路天津某運(yùn)營(yíng)商的通信管道在穿越京津鐵路時(shí),由于此段鐵路密集,密度大,達(dá) 到 500多米,采用常規(guī)施工方法很難通過(guò),在施工過(guò)程中采用水平定向鉆拉硅心管 方式不但成功穿越鐵路,且長(zhǎng)度達(dá)到 660米,管道人孔離開(kāi)鐵路控制區(qū),消除了管 道施工對(duì)鐵路路基的影響

7、,也為日后管道維護(hù)提供極大便利。2.5通信管道穿越管線復(fù)雜地段由于市區(qū)地下障礙物較多,各種管線縱橫交錯(cuò),給通信管道施工帶來(lái)極大的困 擾。例如,某市經(jīng)緯街(西十六道街-霞曼街段作為市區(qū)的交通干道,不僅車(chē)流 量大,而且地下埋有各種管線,包括排水、供水、供熱、煤氣、照明、交通、電力 等各種管線,并且由于敷設(shè)時(shí)間較早,很多管線資料不全,尤其是地下的高壓電纜 有多條,已無(wú)可供開(kāi)挖的通信管道線位,基于上述現(xiàn)狀,移、聯(lián)、鐵、電、廣電合 建經(jīng)緯街通信管道采用水平定向鉆方式進(jìn)行施工。具體方式為:在經(jīng)緯街上幾處管 線相對(duì)較少地段選取水平定向鉆鉆機(jī)作業(yè)地點(diǎn),利用水平定向鉆穿越精度高,易于 調(diào)整敷設(shè)方向和埋深(城市管

8、網(wǎng)埋深一般達(dá)到三米以下,管線弧形敷設(shè)距離長(zhǎng)、 并且可以使管線繞過(guò)地下的障礙物的特點(diǎn),使此段通信管道順利貫通,滿足了各運(yùn) 營(yíng)商的建設(shè)要求。另外,伴隨數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在通信中占有的比重不斷上升,數(shù)據(jù)接入點(diǎn)的逐年遞增, 對(duì)通信管道的建設(shè)就提出了更高的要求(最后 20米現(xiàn)象,由于很多接入點(diǎn)位于繁 華地段,接入點(diǎn)附近的路面(包括綠地等不允許開(kāi)挖,且附近地下管線復(fù)雜,而且有的接入點(diǎn)位于狹窄街道上,施工空間很小,采用普通頂鋼管方式很難將通信管 道建設(shè)到位。而小型鉆機(jī)和微型鉆機(jī)的就可以在繁華市區(qū)的狹窄街道施工,解決最 后 20米現(xiàn)象。例如現(xiàn)有可以在地下室進(jìn)行鋪管的微型定向鉆機(jī)。3水平定向鉆在直埋光纜敷設(shè)中的應(yīng)用3.1

9、光纜穿越河流在以往的直埋光纜敷設(shè)中,當(dāng)通過(guò)河流、大的溝渠時(shí)通常采用沖槽、架空方式 通過(guò)。但以上方式都有很大的缺點(diǎn),例如,沖槽方式損壞河床結(jié)構(gòu),且施工難度較 大;而架空方式的安全性則較差。采用水平定向鉆機(jī)穿越施工時(shí),不損壞河流兩側(cè)堤壩及河床結(jié)構(gòu),具有施工周 期短人員少、成功率高施工安全可靠等特點(diǎn),并且由于管線埋在地層以下 9 18m , 地層內(nèi)部的氧及其他腐蝕性物質(zhì)很少,所以起到自然防腐和保溫的功用,可以保證 管線運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。光纜的安全性也得到大幅度的提高。3.2 光纜穿越鐵路由于鐵路的特殊要求,采用常用的頂鋼管方式穿越不但施工周期長(zhǎng),而且遇到 落差較大地段及鐵路線路較多時(shí),施工難度更大。采用

10、水平定向鉆拉管穿越鐵路不但可以縮短施工周期,而且在施工地點(diǎn)及管材 的選擇上(即可以選擇 PVC 管材也可選用硅心管也較為靈活,一般選擇避開(kāi)鐵路 控制區(qū)進(jìn)行施工,鉆孔深度也可以加深,不但可以最大限度的減少對(duì)鐵路系統(tǒng)的影 響,也節(jié)省了建設(shè)資金。4對(duì)水平定向鉆施工的技術(shù)要求4.1導(dǎo)向孔施工導(dǎo)向孔施工是成孔的關(guān)鍵,根據(jù)已設(shè)計(jì)軌跡線確定導(dǎo)向孔的入土點(diǎn)和入射點(diǎn)角 度。認(rèn)真測(cè)量和科學(xué)選取穿越軸線的方位角,使鉆孔接近設(shè)計(jì)軌跡線。施工準(zhǔn)備:將導(dǎo)向鉆頭安裝連接,檢查探頭發(fā)射的各個(gè)參數(shù)是否正常,探頭電池容量是否足夠。 開(kāi)孔:為保證入射角的準(zhǔn)確和穩(wěn)定,開(kāi)孔時(shí)須保持連續(xù)鉆進(jìn)至少 2.5m ,同時(shí)宜 采用低鉆速、小泵量、

11、慢進(jìn)尺。造斜鉆進(jìn):調(diào)整鉆頭工具面向角至需要角度,鉆機(jī)頂進(jìn)形成造斜段,導(dǎo)航儀跟 蹤監(jiān)控鉆頭仰角的變化,根據(jù)不同的土層,頂進(jìn)結(jié)合鉆進(jìn),勿使仰角的變化超過(guò)鉆 桿的最小曲率半徑。保直鉆進(jìn):鉆機(jī)勻速回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),給進(jìn)速度盡量快,使導(dǎo)向孔直線段更平直。 設(shè)計(jì)導(dǎo)向鉆進(jìn)參數(shù)表。4.2回拉擴(kuò)孔孔徑設(shè)計(jì):根據(jù)敷設(shè)管道的直徑和根數(shù)計(jì)算需要成孔的最小直徑,既不能過(guò)大, 也不可過(guò)小,成孔直徑過(guò)大,敷設(shè)管道周?chē)翆犹自斐陕访嫦孪?成孔直徑過(guò) 小,會(huì)使拉管阻力增大,引起脫管或管道變形。分級(jí)擴(kuò)孔:各級(jí)擴(kuò)孔分別為一級(jí) 200mm、二級(jí) 250mm、三級(jí) 300mm、四級(jí) 400mm、五級(jí) 500mm等。根據(jù)設(shè)計(jì)的成孔直徑,由小

12、到大分級(jí)擴(kuò)孔,直至擴(kuò)到工 藝要求的孔徑?？妆诩庸?擴(kuò)孔的同時(shí)通過(guò)擴(kuò)孔鉆頭向孔中注入泥漿,泥漿的濃度根據(jù)不同的 土層條件來(lái)配制。泥漿滲透到孔壁中,通過(guò)擴(kuò)孔鉆頭的擠壓和磨擦,起到對(duì)孔壁的 維護(hù)和穩(wěn)定作用?；乩蠊?拉管過(guò)程中的回拉力要克服管道與孔壁摩擦力,成孔的質(zhì)量與導(dǎo)向 孔的曲線形狀以及擴(kuò)孔工藝有著密切關(guān)系,正常情況下敷設(shè) PVC 或 PE 管的回拉力 不應(yīng)超過(guò) 5kN ,拉力過(guò)大會(huì)造成管材斷裂或變形。使用 PVC 或 PE 管材須提前 24小 時(shí)將管材粘接好,以保證接頭的抗拉強(qiáng)度。下管作業(yè)要根據(jù)不同材質(zhì)的特點(diǎn)做成斜 坡,防止坑下管角度過(guò)大折斷管材。連接管材和鉆桿的分動(dòng)器安裝之前要仔細(xì)檢查, 防

13、止拉管過(guò)程中出現(xiàn)卡鉆。拉管時(shí)孔中須注滿泥漿或水,以減小拉管阻力。4.3 管材的選擇由于水平定向鉆鉆機(jī)的拉管長(zhǎng)度最小可以在 20米,最大可以達(dá)到 2000米,所 以在通信工程施工中應(yīng)根據(jù)拉管的長(zhǎng)度及管材的經(jīng)濟(jì)性采用不同的管材;通常拉管 長(zhǎng)度 50米時(shí)采用 116mmPE塑料管,拉管長(zhǎng)度>50米時(shí)采用 120mmPE塑料管 , 對(duì)于超長(zhǎng)距離拉管管材可采用硅心管(33/40mm或 38/46mm。5水平定向鉆施工中應(yīng)注意的問(wèn)題雖然水平定向鉆技術(shù)施工方便,并且在通信管道建設(shè)及光纜敷設(shè)中得到越來(lái)越大的應(yīng)用，但在具體施工過(guò)程中還要注意以下幾點(diǎn)： 5.1 地下現(xiàn)狀管線勘查 盡管先進(jìn)的水平定向鉆設(shè)備具有

14、在施工過(guò)程中避開(kāi)前進(jìn)路線中其他管線的能 力，但還應(yīng)根據(jù)工程所能提供的工程現(xiàn)場(chǎng)地下管網(wǎng)資料，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地下管網(wǎng)進(jìn)行復(fù)查， 準(zhǔn)確掌握地下各種管線和其他基礎(chǔ)設(shè)施的分布及埋深。防止在施工過(guò)程中對(duì)其他管 線造成損壞，這對(duì)于保證通訊、電力、上水、排水、煤氣等其它管線安全運(yùn)營(yíng)，確 保公眾正常生活仍有很重要的意義。 5.2 地形地貌測(cè)量及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查 根據(jù)市政管理部門(mén)審批的路由，按施工區(qū)域地形及路線定出鉆孔軸線，沿軸線 的地表走向標(biāo)定地面有效標(biāo)定點(diǎn)的距離和方位以及各個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的地面標(biāo)高（或高 差），為導(dǎo)向孔施工時(shí)地面跟蹤監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確依據(jù)。 掌握鉆孔工作區(qū)地層特征，為成孔工藝提供鉆探參數(shù)。一般建議地下有流沙或 石質(zhì)地段不采用鉆孔方式穿越。 5.3 施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)立 施工區(qū)域要安裝防護(hù)圍欄，施工機(jī)械、機(jī)具和材料要按規(guī)范安裝和堆放，需占 用道路或人行道的區(qū)域應(yīng)設(shè)置明顯的施工安全標(biāo)識(shí)，引導(dǎo)車(chē)輛和行人合理分流，夜 間要設(shè)立反光標(biāo)識(shí)