一種電纜穿越障礙物的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電纜穿越障礙物的施工方法，依次包括如下步驟：先確定管孔路徑得出電纜套管的總長度及規(guī)格，分段預制電纜套管并預穿入鋼絲引繩，逐根進行內(nèi)壁清理，試壓合格后防腐補口；然后進行模擬試驗，得出套管的滑動摩擦系數(shù)，計算出最大滑動牽引阻力并判斷是否大于電纜的許可拉力，如大于則安裝滾輪抱箍再次試驗得出套管的滾動摩擦系數(shù)，求出電纜穿越的最大滾動牽引阻力，確定主鋼絲繩等牽引設施的規(guī)格；然后進行鉆管孔及套管穿越，利用絞磨機牽引，挖掘機輔助送進，安裝一批滾輪抱箍送進一段，直至整根電纜穿越完成，對套管的兩端口進行封堵后對穿越電纜進行性能測試。該電纜穿越障礙物的施工方法可以使電纜的穿越阻力大幅降低，安全可靠。
【專利說明】一種電纜穿越障礙物的施工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜施工方法，特別涉及一種電纜穿越障礙物的施工方法。

【背景技術】
[0002]目前在電纜穿越施工中經(jīng)常遇到短距離穿越，在電纜敷設線路上遇到小距離河面、溝渠或建筑物時，通常會采用電纜外加套管保護從障礙物底部穿越的方式。由于穿越距離短、電纜牽引阻力較小、電纜穿越套管過程中的磨損情況不太嚴重。穿越距離在500米以下時，電纜不加保護直接穿越套管的成功案例較多。
[0003]當穿越距離達到500米以上時，傳統(tǒng)的直接穿越套管的施工方法大多不能適用。首先因為穿越距離越長，電纜穿越套管受到的阻力越大，需要的牽引力也越大。當牽引力大于電纜的許可拉力時，電纜將會塑性變形，載流面積減小，絕緣層被破壞，甚至被拉斷；為了提高電纜的抗拉性能，往往需要定制高強度抗拉電纜，電纜套管內(nèi)進行內(nèi)防腐保護處理，代價相當高昂。其次，電纜外護層不作保護直接穿越長距離套管會使電纜的外護層磨損非常嚴重，降低其絕緣、防水性能。此外，目前電纜與套管的兩端封堵方法通常是單一的防火膠泥或浙青馬蹄脂等封堵，在野外套管埋設在高水位地表下，由于出套管端電纜要制作大型電纜頭及上塔敷設等后期施工易擾動封堵層，傳統(tǒng)封堵層防水性能與強度都不能滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種電纜穿越障礙物的施工方法，可以使電纜的穿越阻力大幅降低，并保護電纜外護層。
[0005]為解決以上技術問題，本發(fā)明的一種電纜穿越障礙物的施工方法，依次包括如下步驟:⑴確定電纜穿越管孔的入土點、出土點坐標及穿越出入土角度α，得出電纜套管的總長度，電纜套管的內(nèi)徑為電纜外徑的1.5^2倍；(2)分段預制電纜套管，套管組對焊接時預穿入鋼絲引繩，且電纜套管預制過程中逐根進行套管內(nèi)壁清理；⑶對電纜套管進行試壓檢查，試壓合格后，對套管焊口處分別進行防腐補口 ；⑷將電纜套管放置在水平面內(nèi)且各部位的彎曲弧線與管孔的弧形相同進行模擬試驗，先單獨牽引所述鋼絲引繩測得最大拉力F1，再將試驗電纜的首端連接在套管內(nèi)鋼絲引繩的末端，將試驗電纜牽引進入電纜套管內(nèi)并測得最大拉力F2，求出所述電纜套管對于試驗電纜的滑動摩擦系數(shù)μ C1; μ f (F2- Fl)/G0,其中Gtl為試驗電纜的重量，所述試驗電纜的規(guī)格與穿越電纜相同；(5)計算出穿越電纜穿過電纜套管的最大滑動牽引阻力F0，比較最大滑動牽引阻力H)與穿越電纜的許可拉力F許的大小，確認H) > F許；(6)將試驗電纜退出電纜套管，在試驗電纜上均勻安裝滾輪抱箍，滾輪抱箍的間隔保證試驗電纜在前進時不會碰到電纜套管的內(nèi)壁；(7)通過鋼絲引繩再次將試驗電纜牽引進入電纜套管內(nèi)并測得最大拉力F3，求出所述電纜套管對于試驗電纜的滾動摩擦系數(shù)μ ；μ= (F3- Fl)/Gtl ;(8)計算穿越電纜穿過電纜套管的最大滾動牽引阻力Fmax，根據(jù)最大滾動牽引阻力Fmax選取牽引穿越電纜的主鋼絲繩，所述主鋼絲繩的安全許可拉力為最大滾動牽引阻力Fmax的1.5^2倍；(9)退出所述試驗電纜，將所述電纜套管的兩端口用盲板封閉，所述鋼絲引繩置于所述電纜套管內(nèi)，且鋼絲引繩的兩端分別與所述盲板的背面相連接；(1Φ采用單邊定向鉆鉆取電纜套管的穿越管孔并進行擴孔、洗孔，管孔依次包括入土段、水平段和出土段，管孔擴孔后的孔徑為電纜套管外徑的1.5?2.0倍；(11)將所述電纜套管穿入所述管孔中，完成從障礙物下方的穿越，然后割除電纜套管兩端的盲板，露出鋼絲引繩；(12)在電纜套管的入土端端口的正前方敷設地面導軌，在地面導軌的正前方安裝電纜放設架，在電纜放設架上安裝電纜盤，挖掘機位于電纜盤與地面導軌之間；在電纜套管的出土端端口的后方安裝絞磨機，所述絞磨機的后部通過錨繩與地錨連接；(13)所述絞磨機通過鋼絲引繩將主鋼絲繩引入并穿越所述電纜套管，所述主鋼絲繩的牽引端與穿越電纜的自由端相連接；(M)所述絞磨機牽引主鋼絲繩并通過主鋼絲繩將穿越電纜逐步引入所述電纜套管中，挖掘機吊起電纜盤至地面導軌之間的懸垂電纜，人工安裝所述滾輪抱箍，所述滾輪抱箍的安裝間隔與步驟(6)相同；各滾輪抱箍先落在地面導軌上再進入電纜套管的端口，所述滾輪抱箍安裝一批，穿越電纜被牽引進入電纜套管一段，挖掘機同步輔助輸送，直至整根電纜穿越完成；(15)對所述電纜套管的兩端口進行封堵，然后對穿越電纜進行性能測試并確認合格。
[0006]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明取得了以下有益效果:①由于本發(fā)明可用于長距離穿越，在電纜套管分段預制電纜套管時穿入鋼絲引繩，便于引入主鋼絲繩，分段預制時逐根進行套管內(nèi)壁清理可以去除內(nèi)壁的毛刺、銹蝕物及凸起，防止電纜行進被卡或阻力過大。②電纜套管預制完成后先進行試壓、防腐補口，在保證電纜套管質量合格的情況下先進行模擬試驗，模擬試驗時一方面取一定長度的與穿越電纜相同的電纜作為試驗電纜，試驗電纜可以取3(Γ50米，另一方面電纜套管的彎曲弧線與管孔的弧形相同，盡可能模擬穿越電纜的實際工況測得摩擦系數(shù)。③測得滑動摩擦系數(shù)μ C1和滾動摩擦系數(shù)μ時，都減去了單獨鋼絲引繩的拉力，減小了測量誤差，在電纜剛啟動時拉力最大，用最大拉力計算摩擦系數(shù)，考慮了施工中的最不利工況，保證施工方案的科學性。④在最大滑動牽引阻力H)小于穿越電纜的許可拉力F許的情況下，可以考證傳統(tǒng)直接穿越施工方案的可行性；在確認最大滑動牽引阻力H)大于等于穿越電纜的許可拉力F許的情況下，直接采用本發(fā)明的施工方法，使施工方法的選擇更為科學，有利于節(jié)約成本和節(jié)省施工時間。⑤在電纜上安裝滾輪抱箍，變滑動摩擦為滾動摩擦，大大降低了摩擦阻力，而且避免了電纜外護層與電纜套管的內(nèi)壁接觸，不會發(fā)生外護層磨損，提高了電纜的安全性；套管內(nèi)壁可以不做內(nèi)防腐，降低了施工成本。
⑥利用試驗電纜測出滾動摩擦系數(shù)μ，再利用滾動摩擦系數(shù)μ推算穿越電纜穿過電纜套管的最大滾動牽引阻力Fmax，根據(jù)最大滾動牽引阻力Fmax進行主鋼絲繩的選型，使得選型比較合理，避免選型過大增加成本和重量，或者選型過小發(fā)生斷裂等施工事故。⑦最大滾動牽引阻力Fmax —旦確定，其余設備選型也可以確定，本發(fā)明采用施工方案論證確定后再進行鉆孔、管道穿越，避免因施工方案調整影響套管穿越施工進度，造成成型孔等待時間過長引起坍陷、縮孔等。⑧電纜盤安裝在電纜放設架上，一邊滾動一邊釋放電纜，挖掘機吊起電纜盤至地面導軌之間的懸垂電纜，便于人工安裝滾輪抱箍，且可以輔助送進；地面導軌可以起到過渡作用使穿越電纜順利滑入電纜套管內(nèi)，絞磨機牽引主鋼絲繩帶動穿越電纜前進，如此反復數(shù)次即可完成整根電纜的穿越。⑨穿越完成后對電纜套管的兩端口進行封堵杜絕水進入電纜套管內(nèi)弓I起對套管或電纜的侵蝕。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(5)中所述最大滑動牽引阻力R)= F4+F5+F6,其中F4為電纜盤阻力，F(xiàn)5為電纜盤至電纜套管入口端的阻力，F(xiàn)6為滑行前進的穿越電纜在電纜套管中的最大行進阻力，F(xiàn)6= μ OG1+ μ 0G2cos a +G2Sin α，其中G1為穿越電纜下坡段和水平段的重量和,G2為穿越電纜爬坡段的重量。由于鋼絲繩的重量遠遠小于電纜，電纜在穿越過程中需要的牽拉力小于電纜完全穿越時需要的牽拉力，因此以電纜完全穿越時的狀態(tài)計算最大滑動牽引阻力；處于下坡段的電纜雖然其重力會產(chǎn)生沿坡面向下的分力，由于穿越電纜在靜止狀態(tài)啟動時，實踐證明該段向下的分力對阻力的降低影響有限，因此為了簡化計算，將下坡段和水平段同樣看待，此兩段的滑動前進阻力為UtlG1 ;而爬坡段重力的分力對阻力的影響比較明顯，爬坡段的滑動摩擦阻力為UciG2C0sa，爬坡段的重力產(chǎn)生的沿坡面的分力為G2Sin α , μ 0G2cos a +G2Sin α即為爬坡段的滑行前進綜合阻力。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(8)中所述最大滾動牽引阻力Fmax= F4+F5+F7，其中F4為電纜盤阻力，F(xiàn)5為電纜盤至電纜套管入口端的阻力，F(xiàn)7為安裝滾輪抱箍后的穿越電纜在電纜套管中的最大行進阻力，F(xiàn)i=UG1+μ G2Cosa+G2Sina，其中G1為穿越電纜下坡段和水平段的重量和，G2為穿越電纜爬坡段的重量。同上，下坡段和水平段的滾動前進阻力為UG1 ;爬坡段的滑動摩擦阻力為UG2C0sa，爬坡段的重力產(chǎn)生的沿坡面的分力SG2Sina，μ G2Cos a +G2Sin a即為爬坡段的滾動前進綜合阻力。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述電纜盤阻力F4取100KG，電纜盤至電纜套管入口端的阻力F5取200KG。實踐證明，取上述數(shù)值比較符合施工中的實際情況，有利于簡化計算，且對計算結果的影響很小。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述滾輪抱箍包括兩個對稱且相向的半圓形卡箍，兩半圓形卡箍的對接處設有翻邊且通過螺栓相互連接，兩個半圓形卡箍合圍后的內(nèi)徑與所述穿越電纜的外徑相等，兩個半圓形卡箍合圍后的外周呈放射狀對稱設有四個滾輪支架，所述滾輪支架上分別設有形狀大小相同的滾輪，四個滾輪的外接圓直徑與所述電纜套管的內(nèi)徑相適配。滾輪抱箍采用兩個對稱且相向的半圓形卡箍，制作簡單成本低，可以很方便快速地抱在電纜上，前進時四個滾輪分別與電纜套管的內(nèi)壁接觸，由于滾輪滾動時的阻力很小，大大降低了電纜前進時的阻力；此外電纜被固定在電纜套管的中心可以保護電纜，避免外護層與套管內(nèi)壁發(fā)生摩擦引起破損；理論上四個滾輪的外接圓直徑可以與電纜套管的內(nèi)徑相等，實踐中為了順暢滑行，可以使四個滾輪的外接圓直徑比電纜套管的內(nèi)徑小8mm為佳。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，相鄰的所述滾輪抱箍之間的間隔距離為所述穿越電纜外徑的1(Γ20倍。這樣的間隔既可以保證電纜在前進時不會碰到電纜套管的內(nèi)壁，又不至于設置過密，增加成本及重量。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟⑵所述套管內(nèi)壁清理按如下方法進行:采用多個厚度為8mm的鋼制圓盤,各所述鋼制圓盤的中心按相同的間隔分別連接在ΦΙΟι?πι圓鋼上,所述鋼制圓盤的外徑小于所述電纜套管的內(nèi)徑5mnT8mm，人工拉動所述圓鋼的兩端使鋼制圓盤在電纜套管內(nèi)來回摩擦去除內(nèi)壁的毛刺、銹蝕物及凸起。利用鋼制圓盤的外圓周來回摩擦將電纜套管內(nèi)壁的毛刺、銹蝕物及凸起磨平，如不能順利通行，則說明此段套管不符合要求，及時得以發(fā)現(xiàn)并處理。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述地面導軌為水平放置且開口向上的半圓形管道，所述半圓形管道的內(nèi)徑與所述電纜套管的內(nèi)徑相同，所述半圓形管道的后端與所述電纜套管的入口端光滑過渡連接。地面導軌采用與電纜套管規(guī)格相同的半圓形管道，既有利于滾輪抱箍落入地面導軌的凹槽內(nèi)，又有利于滾輪抱箍順利滾動行進進入電纜套管。
[0014]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述電纜套管的入口端設有前大后小的喇叭口，所述喇叭口的后端與所述電纜套管光滑過渡連接，所述地面導軌的后端伸入所述喇叭口內(nèi)并與電纜套管的管口平齊。喇叭口可以使?jié)L輪抱箍更順利地從地面導軌進入電纜套管。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述地面導軌的軸線、所述電纜套管的中心線和所述主鋼絲繩位于同一個豎直平面內(nèi)；所述絞磨機與所述電纜套管出口端之間的主鋼絲繩與電纜套管出口端的中心線相切?？梢允菇g磨機的受力狀況最佳，用較小的牽拉力使電纜前進。
[0016]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述電纜放設架的兩側至少設有一個對電纜盤進行制動的剎車裝置，所述剎車裝置包括與所述電纜盤的盤片下圓周形狀相吻合的剎車弧形板，所述剎車弧形板的下端連接在剎車底盤上，所述剎車底盤的下端通過杠桿連接板與剎車杠桿的阻力臂端部相鉸接，所述剎車杠桿的支點鉸接在杠桿底盤上，所述杠桿底盤固定在電纜放設架的底盤上。由于跨越距離長，電纜盤的重量很大，有時達到數(shù)十噸，當絞磨機的牽引停止時，在慣性作用下電纜盤會繼續(xù)轉動，造成電纜卷松弛、電纜亂盤的狀況，需要剎車時，踩下剎車杠桿的動力臂，剎車杠桿的阻力臂上升使剎車弧形板貼住電纜盤的盤片下圓周，電纜盤得以制動。
[0017]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述絞磨機的極限牽引力等于所述穿越電纜的許可抗拉力。當牽引阻力過大超過穿越電纜的許可抗拉力時，絞磨機自動失去牽引作用，有利于保護電纜不受瞬間大拉力的沖擊。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(15)所述的封堵按以下方法進行:靠近所述電纜套管端口的穿越電纜上對夾有兩塊半圓形堵板，在所述半圓形堵板面向電纜套管端口的一側依次填充有500mm軟質防水填充料段和500mm聚氨酯發(fā)泡段，所述聚氨酯發(fā)泡段的外側套裝有電纜防水帽將穿越電纜與電纜套管端口封閉。兩半圓形堵板對夾合成圓形將封堵段的底部封閉，便于軟質防水填充料搗實，避免軟質防水填充料滑人電纜套管的深處，中間的聚氨酯發(fā)泡段可以起到固定電纜作用，又可以增強防水性能；管口最外端的電纜防水帽具有熱縮性，牢牢固定并封閉電纜與套管口之間的縫隙，強化防水效果及將電纜固定在套管中心。
[0019]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述絞磨機的底部支撐在滑座上并可沿滑座前后移動，所述滑座固定在地面上，所述錨繩與所述地錨之間安裝有數(shù)顯拉力計。數(shù)顯拉力計可以時刻顯示穿越電纜承受的拉力，便于記錄及監(jiān)控穿越過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本發(fā)明。
[0021]圖1為本發(fā)明電纜穿越障礙物的施工示意圖。
[0022]圖2為電纜套管某個截面的示意圖。
[0023]圖3為剎車裝置的結構示意圖。
[0024]圖4為爬坡端電纜的受力狀態(tài)分析圖。
[0025]圖5為電纜套管端口的防水示意圖。
[0026]圖中:1.電纜放設架；2a.剎車弧形板；2b.剎車底盤；2c.杠桿連接板；2d.剎車杠桿；2e.杠桿底盤；3.電纜盤；4.挖掘機；5.地面導軌；6.電纜套管；6a.喇叭口 ；7.穿越電纜；8a.半圓形卡箍；8b.滾輪支架；8c.滾輪；9.主鋼絲繩；10.絞磨機；11.錨繩；12.數(shù)顯拉力計；13.地錨；14a.軟質防水填充料段；14b.聚氨酯發(fā)泡段；14c.電纜防水帽；14d.半圓形堵板。

【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明的電纜穿越障礙物的施工方法，依次包括如下步驟:
⑴確定電纜穿越管孔的入土點、出土點坐標及穿越出入土角度α ,得出電纜套管6的總長度，電纜套管6的內(nèi)徑為電纜外徑的1.5^2倍。
[0028]⑵分段預制電纜套管，套管組對焊接時預穿入鋼絲引繩，且電纜套管預制過程中逐根進行套管內(nèi)壁清理。
[0029]步驟⑵套管內(nèi)壁清理按如下方法進行:采用多個厚度為8mm的鋼制圓盤，各鋼制圓盤的中心按相同的間隔分別連接在Φ 1mm圓鋼上，鋼制圓盤的外徑小于電纜套管6的內(nèi)徑5mnT8mm，人工拉動圓鋼的兩端使鋼制圓盤在電纜套管6內(nèi)來回摩擦去除內(nèi)壁的毛刺、銹蝕物及凸起。如不能順利通行，則說明此段套管不符合要求，及時得以發(fā)現(xiàn)并處理。
[0030]⑶對電纜套管6進行試壓檢查，試壓合格后，對套管焊口處分別進行防腐補口。
[0031]⑷將電纜套管6放置在水平面內(nèi)且各部位的彎曲弧線與管孔的弧形相同進行模擬試驗，先單獨牽引鋼絲引繩測得最大拉力F1，再將試驗電纜的首端連接在套管內(nèi)鋼絲引繩的末端，將試驗電纜牽引進入電纜套管6內(nèi)并測得最大拉力F2，求出電纜套管6對于試驗電纜的滑動摩擦系數(shù)μ。； μ。= (F2- Fl) /Gtl，其中Gtl為試驗電纜的重量，試驗電纜的規(guī)格與穿越電纜7相同，試驗電纜可以取3(Γ50米。
[0032](5)計算出穿越電纜7穿過電纜套管6的最大滑動牽引阻力F0，比較最大滑動牽引阻力H)與穿越電纜7的許可拉力F許的大小，確認H) > F許。
[0033]步驟(5)中最大滑動牽引阻力R)= F4+F5+F6，其中F4為電纜盤阻力，F(xiàn)5為電纜盤3至電纜套管入口端的阻力，F(xiàn)6為滑行前進的穿越電纜7在電纜套管6中的最大行進阻力，F(xiàn)6= μ C1G1+μ C1G2COS a +G2Sina，其中G1為穿越電纜下坡段和水平段的重量和,G2為穿越電纜爬坡段的重量。爬坡段的重力分解圖如圖4所示。
[0034]電纜盤阻力F4可以取100KG，電纜盤3至電纜套管入口端的阻力F5可以取200KG。
[0035](6)將試驗電纜退出電纜套管6，在試驗電纜上均勻安裝滾輪抱箍，滾輪抱箍的間隔保證試驗電纜在前進時不會碰到電纜套管6的內(nèi)壁。在電纜上安裝滾輪抱箍后，變滑動摩擦為滾動摩擦，大大降低了摩擦阻力，而且避免了電纜外護層與電纜套管6的內(nèi)壁接觸，不會發(fā)生外護層磨損，提高了電纜的安全性；套管內(nèi)壁可以不做內(nèi)防腐，降低了施工成本。
[0036]如圖2所示,滾輪抱箍包括兩個對稱且相向的半圓形卡箍8a,兩半圓形卡箍8a的對接處設有翻邊且通過螺栓相互連接，兩個半圓形卡箍8a合圍后的內(nèi)徑與穿越電纜7的外徑相等，兩個半圓形卡箍8a合圍后的外周呈放射狀對稱設有四個滾輪支架Sb，滾輪支架Sb上分別設有形狀大小相同的滾輪8c，四個滾輪Sc的外接圓直徑與電纜套管6的內(nèi)徑相適配。滾輪抱箍可以很方便快速地抱在電纜上，前進時四個滾輪8c分別與電纜套管6的內(nèi)壁接觸，由于滾輪8c滾動時的阻力很小，大大降低了電纜前進時的阻力。此外電纜被固定在電纜套管6的中心可以保護電纜，避免外護層與套管內(nèi)壁發(fā)生摩擦引起破損。可以使四個滾輪8c的外接圓直徑比電纜套管6的內(nèi)徑小8mm為佳。
[0037]相鄰的滾輪抱箍之間的間隔距離優(yōu)選為穿越電纜外徑的1(Γ20倍，保證電纜在前進時不會碰到電纜套管6的內(nèi)壁，又不至于設置太密，增加成本及重量。
[0038](7)通過鋼絲引繩再次將試驗電纜牽引進入電纜套管6內(nèi)并測得最大拉力F3，求出電纜套管6對于試驗電纜的滾動摩擦系數(shù)μ ;μ = (F3- FDAV
[0039](8)計算穿越電纜7穿過電纜套管6的最大滾動牽引阻力Fmax，根據(jù)最大滾動牽引阻力Fmax選取牽引穿越電纜7的主鋼絲繩9，主鋼絲繩9的安全許可拉力為最大滾動牽引阻力Fmax的1.5^2倍。
[0040]步驟⑶中最大滾動牽引阻力Fmax= F4+F5+F7，其中F4為電纜盤阻力，F(xiàn)5為電纜盤3至電纜套管入口端的阻力，F(xiàn)7為安裝滾輪抱箍后的穿越電纜在電纜套管6中的最大行進阻力，F(xiàn)T=UGjyG2COSC^G2Sina，其中G1為穿越電纜下坡段和水平段的重量和，G2為穿越電纜爬坡段的重量。下坡段和水平段的滾動前進阻力為μ G1;圖4為爬坡端電纜的受力狀態(tài)分析圖，爬坡段的滑動摩擦阻力為UG2C0sa，爬坡段的重力產(chǎn)生的沿坡面的分力為G2Sin α , μ G2Cos a +G2Sin a即為爬坡段的滾動前進綜合阻力。
[0041](9)退出試驗電纜，將電纜套管6的兩端口用盲板封閉，鋼絲引繩置于電纜套管6內(nèi)，且鋼絲引繩的兩端分別與盲板的背面相連接。
[0042](1Φ采用單邊定向鉆鉆取電纜套管6的穿越管孔并進行擴孔、洗孔，管孔依次包括入土段、水平段和出土段，管孔擴孔后的孔徑為電纜套管6外徑的1.5?2.0倍。
[0043](11)將電纜套管6穿入管孔中，完成從障礙物下方的穿越，然后割除電纜套管6兩端的盲板，露出鋼絲引繩。
[0044](12)如圖1所示，在電纜套管6的入土端端口的正前方敷設地面導軌5，在地面導軌5的正前方安裝電纜放設架1，在電纜放設架I上安裝電纜盤3，挖掘機4位于電纜盤3與地面導軌5之間。在電纜套管6的出土端端口的后方安裝絞磨機10，絞磨機10的后部通過錨繩11與地錨13連接。
[0045]地面導軌5為水平放置且開口向上的半圓形管道，半圓形管道的內(nèi)徑與電纜套管6的內(nèi)徑相同，半圓形管道的后端與電纜套管6的入口端光滑過渡連接。地面導軌5采用與電纜套管6規(guī)格相同的半圓形管道，既有利于滾輪抱箍落入地面導軌5的凹槽內(nèi)，又有利于順利進入電纜套管6。
[0046]電纜套管6的入口端設有前大后小的喇叭口，喇叭口的后端與電纜套管6光滑過渡連接，地面導軌5的后端伸入喇叭口內(nèi)并與電纜套管的管口平齊，可以使?jié)L輪抱箍更順利地從地面導軌5進入電纜套管6。
[0047]電纜放設架I的兩側至少設有一個對電纜盤3進行制動的剎車裝置，如圖3所示，剎車裝置包括與電纜盤3的盤片下圓周形狀相吻合的剎車弧形板2a，剎車弧形板2a的下端連接在剎車底盤2b上，剎車底盤2b的下端通過杠桿連接板2c與剎車杠桿2d的阻力臂端部相鉸接，剎車杠桿2d的支點鉸接在杠桿底盤2e上，杠桿底盤2e固定在電纜放設架I的底盤上。需要剎車時，踩下剎車杠桿2d的動力臂，剎車杠桿2d的阻力臂上升使剎車弧形板2a貼住電纜盤3的盤片下圓周，電纜盤3得以制動。
[0048]絞磨機10的極限牽引力等于穿越電纜7的許可抗拉力。當牽引阻力過大超過穿越電纜7的許可抗拉力時，絞磨機10自動失去牽引作用，有利于保護電纜不受瞬間大拉力的沖擊。
[0049]絞磨機10的底部支撐在滑座上并可沿滑座前后移動，滑座固定在地面上，錨繩11與地錨13之間安裝有數(shù)顯拉力計12，以時刻顯示穿越電纜7承受的拉力，便于記錄及監(jiān)控穿越過程。
[0050](13)絞磨機10通過鋼絲引繩將主鋼絲繩9引入并穿越電纜套管6，主鋼絲繩9的牽引端與穿越電纜7的自由端相連接。
[0051]地面導軌5的軸線、電纜套管6的中心線和主鋼絲繩9位于同一個豎直平面內(nèi)；絞磨機10與電纜套管6出口端之間的主鋼絲繩9與電纜套管出口端的中心線相切，使絞磨機10的受力狀況最佳，用較小的牽拉力使電纜前進。
[0052](14)絞磨機10牽引主鋼絲繩9并通過主鋼絲繩9將穿越電纜7逐步引入電纜套管6中，電纜盤3安裝在電纜放設架I上，一邊滾動一邊釋放電纜，挖掘機4吊起電纜盤3至地面導軌5之間的懸垂電纜，人工安裝滾輪抱箍，滾輪抱箍的安裝間隔與步驟(6)相同。各滾輪抱箍先落在地面導軌5的凹槽中再進入電纜套管6的端口，滾輪抱箍安裝一批，穿越電纜7被牽引進入電纜套管一段，挖掘機4同步輔助輸送，直至整根電纜穿越完成。
[0053](15)對電纜套管6的兩端口進行封堵，然后對穿越電纜7進行性能測試并確認合格。
[0054]如圖5所示，步驟(15)的封堵按以下方法進行:靠近電纜套管6端口的穿越電纜7上對夾有半圓形堵板14d，在半圓形堵板14d面向電纜套管6端口的一側依次填充有500mm軟質防水填充料段14a和500mm聚氨酯發(fā)泡段14b，聚氨酯發(fā)泡段14b的外側套裝有電纜防水帽14c將穿越電纜7與電纜套管6端口封閉。兩半圓形堵板14d對夾合成圓形將封堵段的底部封閉，便于軟質防水填充料搗實，避免軟質防水填充料漏人電纜套管6的深處，中間的聚氨酯發(fā)泡段14b可以起到固定電纜作用，又可以加固防水；管口最外端的電纜防水帽14c具有熱縮性，牢牢固定并封閉電纜與套管口之間的縫隙，強化防水效果。
[0055]鋼絲引繩可以選用Φ 12mm鋼絲繩。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明之較佳可行實施例而已，非因此局限本發(fā)明的專利保護范圍。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，例如障礙物可以為湖泊、峽谷、河流、建筑物等。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明未經(jīng)描述的技術特征可以通過或采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，在此不再贅述。
【權利要求】
1.一種電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于，依次包括如下步驟: ⑴確定電纜穿越管孔的入土點、出土點坐標及穿越出入土角度α，得出電纜套管的總長度，電纜套管的內(nèi)徑為電纜外徑的1.5^2倍； ⑵分段預制電纜套管，套管組對焊接時預穿入鋼絲引繩，且電纜套管預制過程中逐根進行套管內(nèi)壁清理； ⑶對電纜套管進行試壓檢查，試壓合格后，對套管焊口處分別進行防腐補口 ； ⑷將電纜套管放置在水平面內(nèi)且各部位的彎曲弧線與管孔的弧形相同進行模擬試驗，先單獨牽引所述鋼絲引繩測得最大拉力F1，再將試驗電纜的首端連接在套管內(nèi)鋼絲引繩的末端，將試驗電纜牽引進入電纜套管內(nèi)并測得最大拉力F2，求出所述電纜套管對于試驗電纜的滑動摩擦系數(shù)μο;μ。= (F2- Fl)/Gtl，其中Gtl為試驗電纜的重量，所述試驗電纜的規(guī)格與穿越電纜相同； (5)計算出穿越電纜穿過電纜套管的最大滑動牽引阻力F0，比較最大滑動牽引阻力H)與穿越電纜的許可拉力F許的大小，確認H) > F許； (6)將試驗電纜退出電纜套管，在試驗電纜上均勻安裝滾輪抱箍，滾輪抱箍的間隔保證試驗電纜在前進時不會碰到電纜套管的內(nèi)壁； (7)通過鋼絲引繩再次將試驗電纜牽引進入電纜套管內(nèi)并測得最大拉力F3，求出所述電纜套管對于試驗電纜的滾動摩擦系數(shù)μ ;μ = (F3- Fl)/G0 ； ⑶計算穿越電纜穿過電纜套管的最大滾動牽引阻力Fmax，根據(jù)最大滾動牽引阻力Fmax選取牽引穿越電纜的主鋼絲繩，所述主鋼絲繩的安全許可拉力為最大滾動牽引阻力Fmax的1.5?2倍； ⑶退出所述試驗電纜，將所述電纜套管的兩端口用盲板封閉，所述鋼絲引繩置于所述電纜套管內(nèi)，且鋼絲引繩的兩端分別與所述盲板的背面相連接； (10)采用單邊定向鉆鉆取電纜套管的穿越管孔并進行擴孔、洗孔，管孔依次包括入土段、水平段和出土段，管孔擴孔后的孔徑為電纜套管外徑的1.5?2.0倍； (ID將所述電纜套管穿入所述管孔中，完成從障礙物下方的穿越，然后割除電纜套管兩端的盲板，露出鋼絲引繩； (12)在電纜套管的入土端端口的正前方敷設地面導軌，在地面導軌的正前方安裝電纜放設架，在電纜放設架上安裝電纜盤，挖掘機位于電纜盤與地面導軌之間；在電纜套管的出土端端口的后方安裝絞磨機，所述絞磨機的后部通過錨繩與地錨連接； (13)所述絞磨機通過鋼絲引繩將主鋼絲繩引入并穿越所述電纜套管，所述主鋼絲繩的牽引端與芽越電纜的自由端相連接； (M)所述絞磨機牽引主鋼絲繩并通過主鋼絲繩將穿越電纜逐步引入所述電纜套管中，挖掘機吊起電纜盤至地面導軌之間的懸垂電纜，人工安裝所述滾輪抱箍，所述滾輪抱箍的安裝間隔與步驟(6)相同；各滾輪抱箍先落在地面導軌上再進入電纜套管的端口，所述滾輪抱箍安裝一批，穿越電纜被牽引進入電纜套管一段，挖掘機同步輔助輸送，直至整根電纜穿越完成; (15)對所述電纜套管的兩端口進行封堵，然后對穿越電纜進行性能測試并確認合格。
2.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:步驟(5)中所述最大滑動牽引阻力H)= F4+F5+F6，其中F4為電纜盤阻力，F(xiàn)5為電纜盤至電纜套管入口端的阻力，F(xiàn)6為滑行前進的穿越電纜在電纜套管中的最大行進阻力，F(xiàn)6= μ C1G1+μ C1G2COS a +G2Sina，其中G1為穿越電纜下坡段和水平段的重量和,G2為穿越電纜爬坡段的重量。
3.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:步驟⑶中所述最大滾動牽引阻力Fmax= F4+F5+F7，其中F4為電纜盤阻力，F(xiàn)5為電纜盤至電纜套管入口端的阻力，F(xiàn)7為安裝滾輪抱箍后的穿越電纜在電纜套管中的最大行進阻力，F(xiàn)T=UGtyG2COSC^G2Sina，其中G1為穿越電纜下坡段和水平段的重量和，G2為穿越電纜爬坡段的重量。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述電纜盤阻力F4取100KG，電纜盤至電纜套管入口端的阻力F5取200KG。
5.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述滾輪抱箍包括兩個對稱且相向的半圓形卡箍，兩半圓形卡箍的對接處設有翻邊且通過螺栓相互連接，兩個半圓形卡箍合圍后的內(nèi)徑與所述穿越電纜的外徑相等，兩個半圓形卡箍合圍后的外周呈放射狀對稱設有四個滾輪支架，所述滾輪支架上分別設有形狀大小相同的滾輪，四個滾輪的外接圓直徑與所述電纜套管的內(nèi)徑相適配。
6.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:相鄰的所述滾輪抱箍之間的間隔距離為所述穿越電纜外徑的1(Γ20倍。
7.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:步驟⑵所述套管內(nèi)壁清理按如下方法進行:采用多個厚度為8mm的鋼制圓盤，各所述鋼制圓盤的中心按相同的間隔分別連接在ΦΙΟπιπι圓鋼上，所述鋼制圓盤的外徑小于所述電纜套管的內(nèi)徑5mnT8mm，人工拉動所述圓鋼的兩端使鋼制圓盤在電纜套管內(nèi)來回摩擦去除內(nèi)壁的毛刺、銹蝕物及凸起。
8.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述地面導軌為水平放置且開口向上的半圓形管道，所述半圓形管道的內(nèi)徑與所述電纜套管的內(nèi)徑相同，所述半圓形管道的后端與所述電纜套管的入口端光滑過渡連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述電纜套管的入口端設有前大后小的喇叭口，所述喇叭口的后端與所述電纜套管光滑過渡連接，所述地面導軌的后端伸入所述喇叭口內(nèi)并與電纜套管的管口平齊。
10.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述地面導軌的軸線、所述電纜套管的中心線和所述主鋼絲繩位于同一個豎直平面內(nèi)；所述絞磨機與所述電纜套管出口端之間的主鋼絲繩與電纜套管出口端的中心線相切。
11.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述電纜放設架的兩側至少設有一個對電纜盤進行制動的剎車裝置，所述剎車裝置包括與所述電纜盤的盤片下圓周形狀相吻合的剎車弧形板，所述剎車弧形板的下端連接在剎車底盤上，所述剎車底盤的下端通過杠桿連接板與剎車杠桿的阻力臂端部相鉸接，所述剎車杠桿的支點鉸接在杠桿底盤上，所述杠桿底盤固定在電纜放設架的底盤上。
12.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述絞磨機的極限牽弓I力等于所述穿越電纜的許可抗拉力。
13.根據(jù)權利要求1所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:步驟(15)所述的封堵按以下方法進行:靠近所述電纜套管端口的穿越電纜上對夾有兩塊半圓形堵板，在所述半圓形堵板面向電纜套管端口的一側依次填充有500mm軟質防水填充料段和500mm聚氨酯發(fā)泡段，所述聚氨酯發(fā)泡段的外側套裝有電纜防水帽將穿越電纜與電纜套管端口封閉。
14.根據(jù)權利要求1或2或3或5至13中任一項所述的電纜穿越障礙物的施工方法，其特征在于:所述絞磨機的底部支撐在滑座上并可沿滑座前后移動，所述滑座固定在地面上，所述錨繩與所述地錨之間安裝有數(shù)顯拉力計。
【文檔編號】H02G1/08GK104332903SQ201410692439
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權日:2014年11月26日
【發(fā)明者】王明強, 王健愷, 李建紅, 胡勇, 李俊 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中石化江蘇油建工程有限公司