非开挖技术在电力管道工程中的应用 4页

2011年第4期上海电力非开挖技术在电力管道工程中的应用李少华，徐文进(上海市电力公司浦东供电公司，上海201203)摘要：非开挖技术是指用于市政施工通过导向、定向钻进等手段，在地面极少部分开挖的情况下，铺设、更换和修复地下管线的施工新技术。介绍了非开挖技术的发展历史、工艺规范、优缺点，描述了220kV农园变电站配套电力排管工程(非开挖铺管)及2009年非开挖技术在迎世博600天架空线入地行动计划、电力管道工程及其他线路工程中应用。关键词：非开挖技术；工艺规范；电力；管道工程中图分类号：TU990．3文献标志码：B输送机出土。同时，已采用了液压纠偏系统，并且0引言纠偏油缸伸出的长度用数字显示。1978年前后，当前国民经济飞速发展，供电需求日益增长，上海又研制成功适用于软粘土和淤泥质粘土的挤在建设电力通道过程中，不免遇到无法按传统开压法非开挖，这种方法要求的覆土厚度较大(大于挖工艺穿越的节点如各类市政管线交叉点、公路、2倍的管外径)，但施工效率比普通手掘式非开挖铁路、桥梁、河道和地面建筑物等。随着科技的进提高1倍以上。上世纪80年代以来发展更为迅步，近年来一项新兴技术——非开挖技术在电力速，非开挖施工技术无论在理论上，还是在施工工管道工程中得到了越来越广泛的应用，为解决上艺方面，都有了长足的发展。1984年前后，北京、述难点提供了保障。上海、南京等地先后开始引进国外先进的机械式非开挖施工是继盾构施工之后而发展起来的非开挖设备，使我国的非开挖技术上了一个新台一种地下管道施工方法，非开挖施工借助于主顶阶。尤其是在上海市政公司引进了日本伊势机油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进(ISEKI)公司的800mm直径的Telemale非开挖机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。掘进机之后，国外的非开挖理论、施工技术和管理与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道经验也进人中国，如土压平衡理论、泥水平非开挖埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的各种试验和相关的一些理论研究。当时，口径的施工方法。在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达120m，后在1988和1992年研制成功我国第一台多1非开挖技术的发展历史刀盘土压平衡掘进机(DN2720mm)和第一台加世界上第一个有据可查的关于非开挖技术的泥式土压平衡式掘进机(DN1440mm)均取得了记录是在1892年，最初的非开挖施工作业是在较令人满意的效果。与此同时，对非开挖技术的1896～1900年间由美国北太平洋铁路公司完成。理论研究的关注逐年增强，开始出现了比较专业我国非开挖施工技术起步较晚，自从1954年的技术人员。2000年后，同济大学等高校对非开在北京进行的第一例非开挖施工以来，我国从国挖技术方面进行了不少专项课题研究，也取到了外引进非开挖技术已经超过了半个世纪，早期发不少成果。在1998年，中国非开挖技术协会成展较慢，是以人工手掘式为主，设备非常简陋，也立，标志着我国的非开挖行业开始进入规范化发无专门的从业人员。1967年前后，上海研制成功展。2002年中国非开挖技术协会批准成立北京、人不必进入管子的小口径遥控土压式机械非开挖上海、广州和武汉四个非开挖技术研究中心，非开机，口径7001050mm多种规格。在的施工实挖管线技术列入科技的研究进一步深入。例中，有穿过铁路、公路的，也有在一般道路下施2004年9月浦东供电公司在上川路泵站供工的。这些掘进机，全部是全断面切削，采用皮带电工程中第一次引入了非开挖技术，在该工程中，一309—\n上海电力2011年第4期利用非开挖穿越了浦东川沙路，规模为1孔16O穿越A4公路、望园路、金海路铺设MPP管21孔管共计72m。虽然工程量并不大，但在电力系统2OO共计695m。施工工艺上却是意义非凡。此后，非开挖技术便经现场勘查及收集资料，该工程施工地段地在浦东电力工程中大量应用。质条件较为简单，表层为回填土，往下依次为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土，穿越工作主2非开挖技术规范要在粉质粘土和淤泥质粉质粘土中进行。上海市电力公司吸取了非开挖的成熟先进技施工工艺流程见图1。术，结合电力管道的特殊要求，通过对管材的一系列实验，参照国内有关标准于2004年编写制定了《水平定向钻进铺设电力管道工程技术规程(试行本)》并于当年发布实施。规程规定了应用水平定向钻进方法建设的电力管道工程应符合的主要技术要求，适用于上海地区220kV及以下电压等级电力管道的穿越铺设工程(包括新建、改建及扩建工程)。规程中引入了非开挖技术中的各类术语，如：水平定向钻孔(HorizontalDirectionalDrilling～HDD)、穿越(Crossing)、钻进液／泥浆(DrillingFluid／Mud)、导向孔(PilotHole)、入口／出口角图1农园站配套电力排管工程施工工艺流程(Entry／ExitAngle)、回扩(BackReaming)、回扩1)定向施工方案钻头(BackReamer)、回拉(Pull—back)。定向钻进施工方案主要有：现场勘查情况；定该规程涉及了设计、施工、管材、试验及验收向钻进轨迹的设计；管材排列；泥浆的配置；钻导等方面的内容，并规定了相应的技术要求和方法，向孔；反向扩孔及孔德改善；现场管材检查；回拉是电力管道工程建设规范的重要组成部分。也是铺管；孔德加固处理；工作坑的清理；施工事故及上海市电力公司技术标准体系中的一部分。该规应急措施；配合接管施工。程的实施有利于保证电力管道工程建设的质量，2)施工进度促进非开挖技术的应用和健康发展。施工进度计划见表1。表1220kV农园站配套电力排管工程(每段非开挖)3非开挖的优缺点标识分部分项工程持续号天数，d12345673．1优点1现场踏勘1■■●1)对环境影0R／J,，穿越各类市政管线、公路、地下物探铁路、桥梁、河道和地面建筑物，减少路面开挖，保2预挖工作坑1留历史建筑避免动拆迁。3设备就位、护栏、l施工名牌到位■■_2)缩短工期，降低工程成本。4MPP管焊接l■■●3．2缺点5水平钻进回扩11)造价高，约为普通开槽埋管费用的3倍以上。并进行托管清理现场、拉回2)不易维修，覆土深不易投运后维护。6钻机、修复道3■■-路、管道疏通4非开挖技术在电力管道工程中应用注：施工日期以工程任务书为实际施工日。4．1220kV农园站配套电力排管工程3)水平导向钻进路径图本工程为220kV农园站配套电力排管工(1)穿越A4公路程，根据设计要求，拟在奉浦大道(A4公路一金海穿越A4公路，220kV农园站配套电力排管公路)进行非开挖施工。非开挖沿奉浦大道分别工程导向孔设计轨迹剖面见图2。一3]O一\n2011年第4期上海电力0m15m30m45m6Om75m’Oml05m120m135m150m165m180m(3)穿越望园路4m3m穿越望园路导向孔设计轨迹剖面图见图4。2m0m0m20m30m40m[50m(60m70m80Inl90ml00m【10m120ra【30讪40m1ml6土±Ll4公j各l8入：坑4mOml上。舌撇电力有线l13m．1mI”T’I通Jf2埘．2mf丐I自工晒|1加三入十坑主园苷32A土『1．3m|lf0埘J、蔓I蹯I工叠}灯lJ、，．1mLm亡刀X．I廿．4ml／．2加＼|．5m、|-3ml弱动1．6m＼1．4m|I|．7m＼，．5加t|．8m．6m、，．9m．7m＼／．8脚图2220kV农园站配套电力排管工程水平定向钻进轨迹设计图-9m(2)穿越金海路图4220kV农园站配套电力排管工程水平定向钻进轨迹设计图穿越金海路导向孑L设计轨迹剖面图见图3。4．2迎世博600天行动计划中的非开挖应用统0加1Om20lI130m40Ⅱ50I妇60Il】70Ⅱ8090ⅡI(1o埘l】O皿I20皿I30埘I4on150皿计表4ll】3埘浦东供电公司迎世博600天架空线人地行动2埘l埘4入土L会}路5Oif八：E坑计划项目非开挖统计见表2。此外，浦东供电公0瑚I七话茸I．1mI．J、’障水””l’I司在2009年度其他各类电力工程中因避免道路．2m、／．3m、|开挖，穿越障碍物等各种原因在91个工程中实施-4mf|．5ml|了非开挖128条，共计13960ITI。．6加、，．7m＼／．8m5结语．9m图3220kV农园站配套电力排管工程水平定向钻进轨迹设计图从最近几年非开挖技术的发展和应用来看，表2浦东供电公司迎世博600天架空线入地行动计划项目非开挖统计表序号架空线人地项目名称排管长度／kin非开挖数量／条非开挖长度／m非开挖规模／(孔·m)占排管总长百分比1内环线(南浦杨浦)9230062003．332长清路(成山路一振兴路)2．42370777015．423高科西路(浦东南路一杨高南路)54105o336021．OO4浦东南路(浦电路一长清路)1O71050220501O．5O5浦建路(浦东南路一龙阳路)3．3OOOo．oo6云台路(雪野路浦东南路)0．3OOO0．oo％7成山路(长清路一杨高南路)41525453817563．638东方路(龙阳路一浦东南路)4115O150O3．759杨高南路(外环线一龙阳路)10．9OOO0．00％1O沪南公路(前程路一川杨河)2．2OOO0．oo1l耀华路(长清路一济阳路)1OOO0．00％12高科西路(沪南公路一杨高南路)434901O29O12．25％13锦绣路(龙阳路罗山路)5OO00．0o14东明路(中环线一成山路)2．8226052009．2915川沙路(华夏路一A1)469501900023．75％16杨高路(港城路一金海路)10．9OOO0．0017东明路(东方路高科西路)0．3OOO0．0018东西通道(即墨路罗山路)4221042005．2519上南路(耀华路一A20)101loo2ooo1．oo％2O浦明路(塘桥路一南浦大桥)11250500025．oo21三林路(长清路一上南路)11175350017．5022昌邑路4．4OOO0．0023中环线(上中路隧道一申江路)36．31424764953O6．82Ao24机场北通道(中环线一A1)279141O352505．2225洲海路(新园路浦东北路)5OO00．00％合计167．8117867．O2\n上海电力2011年第4期10kV中性点经小电阻接地系统电网的架空线路故障指示器整定研究聂鹏晨，罗川，邱永刚(上海市电力公司浦东供电公司，上海201203)摘要：通过研究上海某区域的10kV中性点经小电阻接地系统电网的故障特性，制定出一套适合10kV中性点经小电阻接地系统电网的故障指示器整定原则，并根据该原则对某型号的故障指示器进行RTDS(实时数字仿真)测试。测试验证了整定原则的正确性和精确性。本文对于1OkV中性点经小电阻接地系统电网的故障指示器的选型给出了参考性的结论。关键词：故障指示器；小电阻接地系统；架空线路；整定中图分类号：TM76文献标志码：B110kV中性点经小电阻接地系统电网特0引言占，I'、架空线路故障指示器通过采样线路的电流、上海地区1OkV中性点经小电阻接地系统电压变化来判定故障。早期故障指示器的整定模是通过变压器10kV中性点经5．7Q电阻接地。式是固定的，只有一个特定电流值可选，受电流波动、励磁涌流、高次谐波、分布电容及电磁干扰一般情况下，系统内1OkV架空线的故障类型主要是短路故障、接地故障和断线故障。其特征(EMI)的影响，普遍动作精度不高。上世纪90年如下：代出现了自适应电流整定(adaptivetrip)、固定阶梯型整定(fixedtrip)的故障指示器，即线路负荷1)单相接地故障短路电流在800A～1200A电流增大，故障指示器的整定值也随之调整。并范围内变化，两相接地故障短路电流则在3000A且，通过安装滤波器等硬件，以校验相间角来躲避～6500A范围内变化，并且接地故障时故障相电励磁涌流，以检验波形衰减来躲避高次谐波。伴压下降一般在5O以上；随传感技术和通讯技术的发展，目前采用电流突2)系统重合闸或正常合闸时冲击电流较大，变量、电压突变量和故障信号编码为判据整定也最大可达1600A，冲击电流的大小取决于合闸得以应用。时电源电压的幅值和相角，线路波阻抗以及变压对于电网用户来说，确定适合自身电网的故器的励磁涌流等。冲击电流与稳态电流的比值在障指示器动作原则是技术关键。本文结合上海某3～9范围内；区域10kV中性点经小电阻接地系统的架空线3)系统重合闸或正常合闸时，暂态电流一般路整定原则、故障特点，制定出相应的故障指示器在合闸1个周波后达到最大值，然后迅速衰减，经动作逻辑和整定值，为相同电网结构用户的故障过5个周波后，冲击电流衰减幅度在45～指示器选型在整定原则方面给予参考。7O，这时电流最大也在700A以下；其在电力排管及其他工程中的管道施工上已占据的培训，这样可以用较小的成本获得较大的收益，了举足轻重的地位，以“迎世博600天行动计划”改变目前非开挖技术造价太高的现状。为例平均值超过了7．02。但在工程施工、材料收稿日期：2Ol1-08—06和设备的研究、人员的培训等方面还有很多工作作者简介：李少华(1981一)，男，助理工程师，从事管线规划要做。一方面要加强材料和工程设备的研究，争工作。取早日国产化。另一方面要加强非开挖技术人员(编辑：吕斌)一312一