架空输电线路接地网非开挖施工方法 |
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| 申请号 | CN201410794710.6 | 申请日 | 2014-12-19 | 公开(公告)号 | CN104533289A | 公开(公告)日 | 2015-04-22 |
| 申请人 | 国家电网公司; 国网福建省电力有限公司; 福建省送变电工程有限公司; | 发明人 | 黄海锋; 洪卫东; 王凌; 程天福; 林忠钦; 林韬; 胡如熠; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种架空输电线路接地网非开挖施工方法，该方法通过 水 平定向钻，从入钻前对施工区域和周边环境进行复测工作，到钻入导向、接地射线展放与固定、接地射线回牵等工序完成接地装置的敷设，具有较高的安全性且能够大幅度的提升接地敷设的工作效率。在地质条件允许的情况下，可大幅度的缩短接地装置敷设需要的工期，并且施工过程较为安全，不易发生事故。经济效益上，从目前来看，由于设备的租赁 费用 较高，相比人工开挖的费用高出很多，因此在经济效益方面体现较为一般，但由于施工过程中为非开挖，节省青赔费用，因此，在人工费青赔费逐渐攀升、环保要求不断提高的今天，定向钻机敷设施工仍具有乐观的使用前景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种架空输电线路接地网非开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 架空输电线路接地网非开挖施工方法技术领域[0001] 本发明涉及一种架空输电线路接地网非开挖施工方法。 背景技术[0002] 当前，我国电网发展进入了大规模建设阶段，对施工技术、施工能力、施工装备提出了更大的挑战和更高的要求。提高施工装备机械化、自动化水平，提高科技含量，提高工效、降低人工用量，最大限度保护环境已成为电网线路施工发展的趋势。 [0003] 非开挖水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气等市政和石油管线铺设施工中，适用于沙土、粘土、卵石等地况，我国大部分非硬岩地区都可施工。水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，它具有施工速度快、施工精度高、成本低、不破坏环境等优点。 [0004] 圆钢接地装置为架空输电线路中最常用的接地方式，其敷设施工长期以来一般以人工方式经过接地沟槽开挖、接地线敷设、沟槽回填的施工流程完成。以普通圆钢接地3 6×50方式为例，圆钢总长度约340米，接地开挖方量约81m 。由于每基铁塔接地线均长度大，数量多，要完成线路铁塔接地线敷设施工需要大量劳力进行大范围的地表开挖、敷线、回填。这种施工方式较为落后，劳动强度大、工效低、费用亦较高；同时对地表及植被的破坏不利于环境保护，亦增加青赔费用负担，带来外围协调的难度，不利于工程的顺利进行。 发明内容[0005] 为克服上述问题，本发明的目的是提供一种架空输电线路接地网非开挖施工方法。 [0006] 本发明采用以下方案实现：一种架空输电线路接地网非开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤：S01:入钻前对施工区域和周边环境进行复测工作，并标明在施工平面布置图上，钻孔时应避开以上设施； S02：根据施工平面布置图正确摆放水平定向钻； S03：入钻时，按照施工平面布置图控制好入土点和入土角度，完成后方可安装钻杆进行穿越；穿越位置控向点计算公式如下： S04：穿越时根据钻进的地质情况调整钻机的钻进速度，以保护钻头；钻进方式分为顶进和旋转钻进两种方式，顶进适用于穿越过程中的方向调整，每次调向至少需顶进2~3m； 旋转钻进适用于穿越前进，通过两种钻进方式的交替配合直到完成穿越过程； S05：穿越时，每钻进一根钻杆，都应进行钻头地表深度、水平和垂直位置偏移量、钻杆转角等测量数据的记录；当改变钻进方向时，还应对导向板的方向角进行测量并记录； S06：钻头在穿越过程中，如无法钻进时，应停止钻进，抽回部分钻杆，调整方向后再次钻进； S07：在钻进过程中，钻孔轨迹以及出土点应符合施工要求，两根接地射线间距、长度及深度应符合设计要求；其中导向孔曲线的横向偏差为±3m，上下偏差为﹢1～—2m, 出土点的横向偏差为±3m，纵向偏差为﹢9～—3m； S08：钻头穿越长度应大于接地射线长度，以保证回牵后的接地射线全部处在沉淀的泥浆中； S09：为便于接地方框焊接，穿越完成后应对入土点处起1m范围内的接地射线进行开挖并重新敷设。 [0007] 在本发明一实施例中，所述步骤S05前还包括每一根接地射线入钻前，钻机应检查并确保钻机钻头出水情况良好，根据实际地质情况调整钻头出水量以及水压大小。 [0008] 在本发明一实施例中，所述步骤S08中钻头穿越长度应比设计的接地射线长度长5m。 [0009] 在本发明一实施例中，还包括接地射线展放与固定，其中该接地射线的展放包括：S411：接地射线展放前应校核接地射线长度是否符合设计要求，确认无误后方可进行展放施工； S412：接地射线展放应保持一定输入距离，防止在回牵过程中发生弯曲、打扭或是断裂的现象，展放时应设专人看护； 其中接地射线的固定包括： S421：接地射线可固定在钻头导向板处的圆孔位置； S422：固定方式可采取将接地射线端头穿过导向板圆孔后弯回并压紧，弯折长度在 0.5~0.7m范围内，并用铁线捆绑固定，防止在回牵过程中脱落。 [0010] 在本发明一实施例中，所述接地射线回牵包括：S51：接地射线回牵应采用钻杆不旋转的方式直接回牵，且钻头出水口应朝上； S52：回牵过程中应泵入泥浆以覆盖接地射线； S53：制备泥浆； S54：回牵开始前，应检查过滤网罩安装是否正确合理，避免堵管；接地射线回牵时钻机应待钻头出浆后再开始入土； S55：回牵时应避免速度过快导致接地射线打扭。 [0011] 在本发明一实施例中，所述泥浆的制备和处理包括：S61：泥浆制备宜选用膨润土；为控制灌浆时泥浆浓度不至堵管，不同地质状况所需泥浆的粘度值应符合粘土30～40s，亚粘土35～40s，淤泥40～45s，粉砂40～45s，细砂 40～45s，中砂45～50s，粗砂50～55s, 软岩45～50s,并每隔半小时测一次泥浆粘度； S62：根据灌浆的不同需要，可向泥浆中加入增粘剂或润滑剂，用添加剂应保证不腐蚀接地射线并符合环保要求； S63：丢弃的泥浆、沉渣应按环境保护的有关规定排放。 [0012] 本发明的有益效果是：同人工开挖相比，采用水平定向钻机进行接地装置的敷设具有较高的安全性且能够大幅度的提升接地敷设的工作效率。在地质条件允许的情况下，可大幅度的缩短接地装置敷设需要的工期，并且施工过程较为安全，不易发生事故。经济效益上，从目前来看，由于设备的租赁费用较高，相比人工开挖的费用高出很多，因此在经济效益方面体现较为一般，但由于施工过程中为非开挖，节省青赔费用，因此，在人工费青赔费逐渐攀升、环保要求不断提高的今天，定向钻机敷设施工仍具有乐观的使用前景。综上所述，运用水平定向钻机进行接地体敷设施工，具有敷设效率高、受天气及外部环境影响小等优点，能有效解决人工开挖劳动量大、效率低下问题，减小青赔费用，缩短工期，保护环境。附图说明 [0013] 图1是本发明施工方法流程图。 [0014] 图2是导向穿越示意图。 具体实施方式[0015] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。 [0016] 在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。 [0017] 为了让一般技术人员更好的理解本发明，下面对本申请涉及的术语进行相关说明，非开挖技术 Trenchless Technology以最小的地表开挖量进行各种地下管线探查、铺设、更换和修复的施工技术。水平定向钻进 Horizontal Directional Drilling—HDD利用水平定向钻机以可控钻进轨迹的方式，在不同地层和深度进行钻进并通过导航仪导向抵达设计位置而铺设地下管线施工的施工方法。穿越 Crossing在地表下铺设跨越障碍物（河流、建筑物、铁路、高速公路等）管线的非开挖施工。钻进液/泥浆 Drilling Fluid/Mud通常指水和膨润土或聚合物的混合物。导向孔 Pilot Hole水平定向钻进施工时,首先利用导向仪测控钻孔方向钻进的小口径钻孔。入射/出射倾角 Entry/Exit Angle 在进行水平定向钻进时，钻头进入地层或从地层钻出的倾角。回牵 Pull-back水平定向钻完成钻进工序出土后，将钻杆由出土点向入土点回收，同时敷设接地射线的施工工序。导航仪 Locator/Walkover System一种用于确定从发射探头发射出来的电磁波信号位置和强度的电子仪器。随钻测量 Measurement While Drilling—MWD 在钻进的同时连续不断地检测有关钻孔信息的测量技术。 [0018] 如图1所示，本实施例提供一种架空输电线路接地网非开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤：S01:入钻前对施工区域和周边环境进行复测工作，并标明在施工平面布置图上，钻孔时应避开以上设施； S02：根据施工平面布置图正确摆放水平定向钻； S03：入钻时，按照施工平面布置图控制好入土点和入土角度，完成后方可安装钻杆进行穿越；如图2所示，穿越位置控向点计算公式如下： 式中： S04：穿越时根据钻进的地质情况调整钻机的钻进速度，以保护钻头；钻进方式分为顶进和旋转钻进两种方式，顶进适用于穿越过程中的方向调整，每次调向至少需顶进2～3m； 旋转钻进适用于穿越前进，通过两种钻进方式的交替配合直到完成穿越过程； S05：穿越时，每钻进一根钻杆，都应进行钻头地表深度、水平和垂直位置偏移量、钻杆转角等测量数据的记录；当改变钻进方向时，还应对导向板的方向角进行测量并记录； S06：钻头在穿越过程中，如无法钻进时，应停止钻进，抽回部分钻杆，调整方向后再次钻进； S07：在钻进过程中，钻孔轨迹以及出土点应符合施工要求，两根接地射线间距、长度及深度应符合设计要求；其中导向孔曲线的横向偏差为±3m，上下偏差为﹢1～—2m, 出土点的横向偏差为±3m，纵向偏差为﹢9～—3m； S08：钻头穿越长度应大于接地射线长度，以保证回牵后的接地射线全部处在沉淀的泥浆中； S09：为便于接地方框焊接，穿越完成后应对入土点处起1m范围内的接地射线进行开挖并重新敷设。 [0019] 值得一提的是，本发明的施工方法还包括施工准备及现场布置：6.1 人员准备 6.1.1 组织施工人员进行施工规范、技术措施的学习、培训。 [0020] 6.1.2 对施工人员进行钻机使用技能教育、施工作业交底、了解安全操作规程，经考试后合格方允许操作人员持证上岗。 [0021] 6.2 机具准备6.2.1 根据钻孔孔径、钻孔深度、地质土层情况等选择施工机具及施工工艺。 [0022] 6.2.2 根据地质条件、主机功能和接地网设计参数等因素确定钻具和钻杆等的选用，并在钻头处选择安装合适的导向板。 [0023] 6.2.3 施工机具使用前必须进行检查、维护，确保现场的机械、设备应完好。 [0024] 6.2.4 施工阶段使用的计量仪器及量具应确保合格并在校验有效期内。 [0027] b） 地下水水位埋深情况、类型和水位变化幅度，土、水的腐蚀性评价。 [0028] c） 有关地基土湿陷性、膨胀性、冻胀性、可液化地层的评价。 [0029] 6.3.1.2 场地与环境条件有关资料：a） 场地现状，包括建筑、道路、高压架空线、管线的分布等，尤其是场地和邻近区域内的地下管线、地下构筑物、危房等的调查资料。 [0030] b） 场地的气候及季节降雨情况。 [0031] c） 泥浆排放、弃土条件。 [0032] d） 邻近建筑的基础形式、埋置深度、使用现状以及防震、防噪声的要求。 [0033] 6.3.1.3 施工条件有关资料：a） 接地施工图及图纸会审纪要。 [0034] b） 主要施工机械及其配套设备、设施的技术性能资料，包括施工机械设备条件、动力条件、运行条件、施工工艺对地质条件适应性的资料等。 [0035] 6.3.2 施工前应按照接地网敷设要求并根据现场实际情况进行场地规划，并平整道路，按照设计要求规划接地网各射线的位置，并设置好机械及工器具摆放位置，施工过程中应尽量减少作业场地面积。 [0036] 6.3.3 水源与泥浆应根据施工用量及施工计划提前准备；以XZ320型水平定向3 钻机的用量为例：在淤泥地质下，每穿越10m所需供水量约为0.33m，其他土质下应适当加大供水量。 [0038] 6.3.6 施工场地或作业平台的高度应控制在工作期间可能出现的高水位或高潮位0.5m之上。 [0040] 6.4.1.2 起重机的工作场地应平整，作业前应将支腿支在坚实的地面上。 [0041] 6.4.1.3 起重机起吊时应绑扎牢固，起落平稳。 [0042] 6.4.2 车辆运输6.4.2.1 车辆运输应按《中华人民共和国道路交通安全法》及其他实施条例的有关规定执行。 [0043] 6.4.2.2 运输前应确保钻机已可靠绑扎。 [0044] 6.4.2.3 载货汽车严禁人货混装。 [0045] 下面按步骤对具体的施工流程进行说明：7.1 入钻前应对施工区域和周边环境进行复测工作，并标明在施工平面布置图上，钻孔时应避开以上设施。 [0046] 7.2 根据施工平面布置图正确摆放钻机后方可开始入钻操作。 [0047] 7.3 入钻时，应按照施工平面布置图控制好入土点和入土角度，完成后方可安装钻杆进行穿越。穿越位置控向点计算公式:式中： 7.4 每一根接地射线入钻前，钻机应检查并确保钻机钻头出水情况良好，根据实际地质情况调整钻头出水量以及水压大小。 [0048] 7.5 穿越时应根据钻进的地质情况调整钻机的钻进速度。钻进方式分为顶进和旋转钻进两种方式，顶进适用于穿越过程中的方向调整，每次调向至少需顶进2~3m；旋转钻进适用于穿越前进，通过两种钻进方式的交替配合直到完成穿越过程。 [0049] 7.6 穿越时，每钻进一根钻杆，都应进行钻头地表深度、水平和垂直位置偏移量、钻杆转角等测量数据的记录。当改变钻进方向时，还应对导向板的方向角进行测量并记录。 [0050] 7.7 钻头在穿越过程中，如无法钻进时，应停止钻进，抽回部分钻杆，调整方向后再次钻进。 [0051] 7.8 在钻进过程中，钻孔轨迹以及出土点应符合施工要求，导向孔允许偏差见表1。两根接地射线间距、长度及深度应符合设计要求。 [0052] 表1 导向孔允许偏差7.9 钻头穿越长度应大于接地射线长度，一般应比设计的接地射线长度长5m，以保证回牵后的接地射线全部处在沉淀的泥浆中。 [0053] 7.10 为便于接地方框焊接，穿越完成后应对入土点处起1m范围内的接地射线进行开挖并重新敷设。 [0054] 8 接地射线展放与固定8.1 接地射线展放 8.1.1 接地射线展放前应校核接地射线长度是否符合设计要求，确认无误后方可进行展放施工。 [0055] 8.1.2 接地射线展放应保持一定输入距离，防止在回牵过程中发生弯曲、打扭或是断裂的现象，展放时应设专人看护。 [0056] 8.2 接地射线固定8.2.1 接地射线可固定在钻头导向板处的圆孔位置。 [0057] 8.2.2 固定方式可采取将接地射线端头穿过导向板圆孔后弯回并压紧，弯折长度在0.5~0.7m范围内，并用铁线捆绑固定，防止在回牵过程中脱落。 [0058] 9 接地射线回牵9.1 接地射线回牵应采用钻杆不旋转的方式直接回牵，且钻头出水口应朝上。 [0059] 9.2 回牵过程中应泵入泥浆以覆盖接地射线。 [0060] 9.3 泥浆的制备和处理9.3.1 泥浆制备宜选用膨润土。为控制灌浆时泥浆浓度不至堵管，不同地质状况所需泥浆的粘度应符合表2要求，并每隔半小时测一次泥浆粘度。 [0061] 表2 泥浆粘度值表地质状况 粘土 亚粘土 淤泥 粉砂 细砂 中砂 粗砂 软岩石 粘度值（s）30～40 35～40 40～45 40～45 40～45 45～50 50～55 45～50 9.3.2 根据灌浆的不同需要，可向泥浆中加入增粘剂、润滑剂等泥浆添加剂。所用添加剂应保证不腐蚀接地射线并符合环保要求。 [0062] 9.3.3 丢弃的泥浆、沉渣应按环境保护的有关规定排放。 [0063] 9.4 回牵开始前，应检查过滤网罩安装是否正确合理，避免堵管；接地射线回牵时钻机应待钻头出浆后再开始入土。 [0064] 9.5 回牵时应避免速度过快导致接地射线打扭。 [0065] 此外，值得一提的是，本发明的方法还包括质量保证措施以及施工安全与环境保护：质量保证措施： 10.1 接地射线的敷设应平直且两接地射线间的平行距离不应小于5m，接地射线与地面距离应满足设计要求。 [0066] 10.2 当附近有电力线路时，应了解原线路的接地射线走向，避免两线路间的接地射线相连。 [0067] 10.3 在接地体回填后，应进行工频电阻的测试，其测得的值乘以季节系数后，不应大于设计规定值。 [0068] 10.4 采用接地摇表测量接地电阻时，须将引下线与杆塔断开，且应避免在雨雪天气测量。 [0069] 10.5 钻进时应做好随钻测量各数据的跟踪和记录。 [0070] 10.6 质检员与监理施工时必须在场，监督整个施工全过程，并做好签证工作。 [0071] 10.7 接地体连接应符合GB 50233的要求。 [0072] 10.8 工艺关键控制点控制见表3。 [0073] 表3工艺关键控制点控制施工安全与环境保护 11.1 施工安全 11.1.1 严格执行《电力建设安全工作规程 第2部分：架空电力线路》、《国家电网公司基建安全管理规定》、《国家电网公司电力安全工作规程（电力线路部分）》等安全生产方面的有关规定。施工前必须对施工措施进行认真的技术交底。施工中严禁违章作业。 [0074] 11.1.2 施工时，泥浆池四周应设防护栏杆。 [0075] 11.1.3 施工机械的使用应符合JGJ 33的规定。 [0076] 11.1.4 施工临时用电应符合JGJ 46的规定。 [0077] 11.1.5 施工过程的安全检查应符合JGJ 59的有关规定。 [0078] 11.2 环境保护11.2.1 加强环保的检查和监控工作，采取合理措施，保护工地及周围的环境，减少空气污染、水源污染、噪声污染。 [0079] 11.2.2 钻头出头后应及时关闭水泵停止钻头出水，避免水量浪费以及造成水土流失。 [0080] 11.2.3 施工过程中，注意保护土地植被，余土、弃渣妥善处理。 [0081] 11.2.4 施工现场应采取排水措施，废水废浆应经沉淀过滤后方可排放。 [0082] 11.2.5 泥浆池的内壁与底部应设置防水布防止泥浆渗如土壤。 [0083] 11.2.6 泥浆应循环利用。废弃泥浆应进行处理，不得污染环境。 [0084] 11.2.7 施工现场环境应符合JGJ 146的有关规定。 [0085] 11.2.8 施工完毕后，派专人进行清理，包括施工驻地、临时工程，做到工完料尽场地清理并恢复地貌。 |
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