機械頂管施工在送電線路工程的應用探討

[摘 要] 送電線路工程在城市地區施工面對各種走廊困難，利用機械頂管施工的原理及方法使城市內電網改造得以實施。經多次試驗后，在部分工程嘗試后證明，送電線路工程利用機械頂管施工非常省時、省力，減少了不必要的經濟開支，有效地縮短了施工工期，占地面積小，極大限度地減少了對城市的影響。

[關 鍵 詞] 送電線路；機械頂管施工；城市電網改造；電纜施工

[中圖分類號] TU990.3 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）18-0176-02

近年來城市飛速發展，許多市區內的電網需要進行改造，但因缺少理想的施工走廊而一再擱置，給城市發展造成了阻力。機械頂管施工，即在地表不挖下溝槽，在線路兩段開挖豎井，再以液壓為動力將鋼管或混凝土管從線路的一端沿直線頂向另一端的施工工藝。該施工工藝過去多用于污水管道或綜合性管道的施工，由于占地面積小，不影響城市建筑的使用，故可以極大地減少施工過程中不必要的開支及糾紛，使城市電網改造成為可能。

一、機械頂管施工的相關參數

（一）機械頂管施工的特點

機械頂管土方開挖量小，施工周期短，對周圍環境影響小，安全問題易控制，施工周期短。路下頂管，路上暢通，建筑物下頂管，不影響建筑物使用功能，降低工程造價顯著，設備簡單便于操作。

（二）機械頂管施工與電纜溝道敷設電纜的比較

電纜溝道敷設電纜，需要將電纜走徑全線挖開，這樣施工會產生大量的廢土，而且沿線會產生大量塵土，造成環境污染，治理起來代價昂貴。且完成了電纜溝道敷設后，溝道走廊需要進行道路恢復，為恢復整齊美觀的道路外貌，會需要重新鋪設大面積的地磚、修復路面原有設施，有時甚至于溝道附近未涉及的路面也會因外貌不一而被要求重新鋪設。

機械頂管施工不需要進行大面積的道路破壞，在施工成本上，節約了很大一部分開支，土方開挖產生的塵土也僅僅被控制在豎井周圍，不會對附近居民產生傷害，減少了不必要的沖突，減輕了施工阻力。

（三）機械頂管施工的有關參數

1.頂管長度：2000～4000 mm；

2.頂管外徑：1800 mm；

3.頂管內徑：1440 mm；

4.頂管長度：2000 mm；

5.千斤頂噸位：200～500 t.

二、機械頂管施工的原理及施工程序

（一）施工原理

機械頂管施工即是在地表不挖下溝槽，在線路兩段（若線路長度過長，可在中間挖豎井，向兩端施工）開挖豎井，再以液壓為動力將鋼管或混凝土管從線路的一端沿直線頂向另一端的施工工藝。后在涵道內架設展放電纜用的金屬框架，再將電纜分相安置在對應位置即可。

（二）施工程序

1.首先需要和公路、市政的有關部門取得聯系，獲得相關部門的施工許可，并得到確切的該地區地下管道分分布情況，以防止頂管施工過程中傷及其他管道，規劃好機械頂管施工的施工深度及方向。

2.進行線路復測，在需要施工的線路兩端架設經緯儀取頂線路施工方向。

3.在線路兩側開挖豎井，豎井需帶一定坡度，以防止坑邊落物下落傷人，工作坑，坑的長度要求沿線路方向足以放下一節頂管以及千斤頂。

4.鋪設導軌，導軌由4根鋼軌和若干枕木組成，枕木設置在工作坑底1/2枕木高的基土上，枕木間隔800～1000 mm，鋼軌的長度等于工作坑底面的長度減去鋼軌樁所占的位置，鋼軌的間隔要視管節的外徑而定，一般要保證管節安放后，與管節的橫截面有最大的接觸面，鋼軌安裝要平直，前端抬頭要有0.5%～1.0%的坡度。

5.使用液壓泵和千斤頂進行頂管作業時，需要有堅固的后背進行反作用力。后背由后背樁及后背粱，后背樁后面夯實的土所組成，后背樁一般以鋼軌代替，埋入坑底一下1.5 m左右，樁后填土分層夯實，后背樁平面垂直于頂進方向的軸線，鋼制后背粱放在樁前的導軌上。

6.根據頂管的噸位不同，采用一臺高壓油泵配合一臺至兩臺200～500 t千斤頂組成頂進設備。千斤頂安裝在后背粱與管節之間，管節后端和千斤頂之間用專用鋼護圈及麻辮或橡膠墊對混凝土管端進行保護，管外壁涂石蠟做潤滑劑，減少頂進摩擦阻力，千斤頂通過傳力柱將管節頂入路基。接口橡膠圈采用滑動橡膠圈，接口處襯墊材料選擇與管材配套的橡膠墊或膠合板，施工時固定在管端。

7.安裝完畢后經試運行無異常后即可開始掏土頂進，掏土視土質及管頂上部覆土厚度而掌握進尺深度，土質較密且覆土較厚，有利于形成卸力拱，可以適當多挖，土質較松或覆土厚度較小，則要少挖，勤挖勤頂，挖土直徑不可超過管節的外徑。將土運出管節可根據管內徑的大小而選取小車進行運輸，運出工作坑時采用吊車或電動葫蘆即可。

8.頂進過程要時刻測量，每一頂程過后，要對管的高程及左右偏差測量一次，發現問題及時糾偏，糾正左右偏差及抬頭扎頭的措施，可以在管的前端設一斜撐至于管前的土壁上，結合一側的超挖土方，隨頂隨糾偏。前兩節的銜接處，用鋼板焊制的鋼脹圈加固，作為防止偏差一項措施。鋼管頂端距離地面1500～2000 mm。

9.涵道內壁采用1：2.5防水砂漿粉面加5%防水劑，粉刷層厚度為20毫米。

三、電纜敷設的操作工程

1.施工前必須核對每條電纜長度，否則不能施工。

2.當機械頂管施工完畢后，在涵道內每隔3米放至一電纜滾輪，采用人力拖拽的方式將電纜拖過頂管部分。電纜的彎曲半徑必須要大于規定值，否則會對電纜造成不可逆轉的損傷。

3.在涵道內部每相隔1.5米處，安裝一個鋼管內脹圈。將電纜、光纜角鋼支架焊在鋼管內脹圈上，鋼管內脹圈均熱浸鍍鋅。

4.將電纜逐根水平放置在托架上，光纜在最上端，接下來逐一托放電纜，并用防渦流固定夾固定好。在涵管內施工時，若長度超過了70米，必須設置換氣裝置，以保證氧氣充足。照明采用礦燈等施工照明設置。

5.每隔200 m必須設置一道防火隔墻1道。防火隔墻采用防火板封堵，電纜貫穿處應滿足易擴容要求，防火墻中間預埋安裝鋼制防火埋件，防火門兩側電纜涂刷防火涂料，長度各3 m，電纜用Φ200 mm的HDPE管穿防火墻，并用耐火土封堵空隙。

6.電纜溝道內每隔50米設接地極1根，接地極采用Φ50鋼管或角鋼，長度為2.5m，接地極Φ50鋼管與電纜主架用-5*50扁鋼焊接牢固，接地極設置在檢查井和接頭井中。

7.安裝完畢后，即可測試電纜的相序問題。若測試無問題，則開始回填豎井，改造成電纜井方便日后進行檢查使用。

四、機械頂管施工應用中的效果

在咸陽北網電源斷開過程中的，長亭線、羅亭線改接入亭北變110 kV線路工程中，需要從線路12#終端塔處雙回電纜入地，敷設至亭口鎮中亭北村的亭北110 kV變電站內，電纜路徑長度20.771 km，走廊內經過一條國道，一條礦區路，一處花壇和數家汽車修理店門面。若采用電纜溝道開挖的方法，不僅會阻礙數家汽修店，需要賠償其經濟損失，由于線路走廊內的礦區路是該礦區唯一可進行運輸的公路，故挖開公路還會嚴重阻礙礦區的大型運輸車輛，對礦區和電廠造成雙重損失，且這個損失無法預計，很可能遠高于工程自身的造價。經與設計單位商量后，采用結合電纜溝道開挖和機械頂管施工的方案，在青賠難度大、影響嚴重的區域選擇使用機械頂管施工，其余地方采用溝道開挖的方法，且在勘察了路徑之后，于三處挖出豎井設置了機械，同時開始頂管施工。這樣的方案縮短了近2個多月的施工周期，趕上了工程的停電計劃，最后順利完成線路改造。施工工程中，施工對頂管走廊上方的建筑物毫無影響，汽修店照常運營，汽車照常通行，即使是大型運輸車輛來往通行，地下也可正常施工。通過此工程，我們足以證明，在施工條件允許，青苗阻力大的情況下，可以考慮采用機械頂管施工的方案來降低施工阻力，減少施工費用，提高施工周期。

由于當下城市經濟發展迅速，到處高樓聳立讓架空線路難以在城市里繼續得到應用，各類造價昂貴的建筑以及車水馬龍的道路情況，讓電纜溝道開挖在城里也難以得到繼續使用。使用機械頂管施工的方式，不影響城市建筑的使用，也可以極大地減少施工過程中不必要的開支及糾紛，使城市電網改造能夠跟得上城市發展的速度，使城市供電項目不再是無法克服的難題。

參考文獻：

韓選江.大型地下頂管施工技術原理及應用[M].中國建筑工業出版社，2008.