一種電纜地下穿越的施工系統的制作方法

一種電纜地下穿越的施工系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種電纜地下穿越的施工系統，包括位于障礙物一側的電纜放設架，電纜放設架上安裝有電纜盤，電纜盤上纏繞有穿越電纜，障礙物另一側設有絞磨機，絞磨機上纏繞有牽引用的主鋼絲繩，絞磨機的后部通過錨繩與地錨連接，電纜盤與絞磨機之間設有從障礙物下方穿越的電纜套管，電纜套管包括入土段、水平段和出土段，電纜套管的內徑為電纜外徑的1.5~2倍，主鋼絲繩的牽引端從電纜套管中穿過且與穿越電纜的自由端相連接。穿越電纜上按相同的間隔均勻安裝有多個滾輪抱箍，間隔保證穿越電纜在前進時不會碰到電纜套管的內壁；電纜放設架與電纜套管的入口端之間設有地面導軌。該電纜地下穿越的施工系統可以使電纜的穿越阻力大幅降低，安全可靠。
【專利說明】—種電纜地下穿越的施工系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電纜施工系統，特別涉及一種電纜地下穿越的施工系統。

【背景技術】
[0002]目前在電纜穿越施工中經常遇到短距離穿越，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，傳統的直接穿越套管的施工系統大多不能適用。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，電纜套管內進行內防腐保護處理，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，傳統封堵層防水性能與強度都不能滿足要求。


【發明內容】

[0004]本發明的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種電纜地下穿越的施工系統，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，本發明的一種電纜地下穿越的施工系統，包括位于障礙物一側的電纜放設架，所述電纜放設架上安裝有電纜盤，所述電纜盤上纏繞有穿越電纜，障礙物另一側設有絞磨機，所述絞磨機上纏繞有牽引用的主鋼絲繩，所述絞磨機的后部通過錨繩與地錨連接，所述電纜盤與所述絞磨機之間設有從障礙物下方穿越的電纜套管，所述電纜套管包括入土段、水平段和出土段，所述電纜套管的內徑為電纜外徑的1.5?2倍，所述主鋼絲繩的牽引端從所述電纜套管中穿過且與所述穿越電纜的自由端相連接。
[0006]相對于現有技術，本發明取得了如下技術效果:電纜盤架在電纜放設架上，一邊滾動一邊釋放穿越電纜，絞磨機啟動使主鋼絲繩逐步收縮，主鋼絲繩的牽引端帶動穿越電纜的自由端前進，慢慢穿過電纜套管，電纜套管的中部從障礙物的下方穿過，使電纜成功穿越障礙物。
[0007]作為本發明的優選方案，所述穿越電纜上按相同的間隔均勻安裝有多個滾輪抱箍，所述滾輪抱箍的間隔保證穿越電纜在前進時不會碰到電纜套管的內壁；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徑相適配。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壁接觸，不會發生外護層磨損，提高了電纜的安全性；套管內壁可以不做內防腐，降低了施工成本；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壁發生摩擦引起破損；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徑小8mm為佳。
[0008]作為本發明的優選方案，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壁，又不至于設置過密，增加成本及重量。
[0009]作為本發明的優選方案，所述電纜放設架與所述電纜套管的入口端之間設有地面導軌，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徑與所述電纜套管的內徑相同，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，又有利于滾輪抱箍順利滾動行進進入電纜套管。
[0010]作為本發明的優選方案，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并與電纜套管的管口平齊。喇叭口可以使滾輪抱箍更順利地從地面導軌進入電纜套管。
[0011]作為本發明的優選方案，所述地面導軌與所述電纜放設架之間設有挖掘機，所述挖掘機的吊臂吊起電纜盤至地面導軌之間的懸垂電纜供人工安裝所述滾輪抱箍，各所述滾輪抱箍先落在地面導軌上再進入所述電纜套管的端口，所述滾輪抱箍安裝一批，所述絞磨機通過所述主鋼絲繩將所述穿越電纜牽引進入電纜套管一段，所述挖掘機同步輔助輸送，直至整根電纜穿越完成。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，絞磨機牽引主鋼絲繩帶動穿越電纜前進，如此反復數次即可完成整根電纜的穿越。
[0012]作為本發明的優選方案，所述主鋼絲繩的安全許可拉力為穿越電纜在電纜套管中前進的最大滾動牽引阻力Fmax的1.5^2倍,所述最大滾動牽引阻力Fmax= F4+F5+F7,其中F4為電纜盤阻力，F5為電纜盤至電纜套管入口端的阻力，F7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，Fi=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，μ為電纜套管對于安裝滾輪抱箍后穿越電纜的滾動摩擦系數。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生沿坡面向下的分力，由于穿越電纜在靜止狀態啟動時，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UG1 ;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UG2C0sa，爬坡段的重力產生的沿坡面的分力SG2Sina，μ G2Cos a +G2Sin a即為爬坡段的滑行前進綜合阻力。
[0013]作為本發明的優選方案，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。
[0014]作為本發明的優選方案，所述滾動摩擦系數μ按以下方法測得:在分段預制所述電纜套管時預穿入鋼絲引繩，電纜套管預制完畢后被放置在水平面內且各部位的彎曲弧線與穿越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，在試驗電纜上均勻安裝與正式穿越相同間隔且規格相同的滾輪抱箍，通過鋼絲引繩再次將試驗電纜牽引進入電纜套管內并測得最大拉力F3，求出所述電纜套管對于試驗電纜的滾動摩擦系數μ ；y = (F3- FlVGtl，其中Gtl為試驗電纜的重量，所述試驗電纜的規格與穿越電纜相同。利用試驗電纜測出滾動摩擦系數μ，再利用滾動摩擦系數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，或者選型過小發生斷裂等施工事故。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。
[0015]作為本發明的優選方案，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；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。可以使絞磨機的受力狀況最佳，用較小的牽拉力使電纜前進。
[0016]作為本發明的優選方案，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，有時達到數十噸，當絞磨機的牽引停止時，在慣性作用下電纜盤會繼續轉動，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]作為本發明的優選方案，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]作為本發明的優選方案，所述電纜套管的兩端口分別設有防水封堵，所述防水封堵包括對夾在所述穿越電纜上的兩塊半圓形堵板，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聚氨酯發泡段，所述聚氨酯發泡段的外側套裝有將穿越電纜與電纜套管端口封閉的電纜防水帽。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引起對套管或電纜的侵蝕；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]作為本發明的優選方案，所述電纜套管由多根套管組對焊接而成，預制過程中逐根進行套管內壁清理，套管內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OlOmm圓鋼上，所述鋼制圓盤的外徑小于所述電纜套管的內徑5mnT8mm，人工拉動所述圓鋼的兩端使鋼制圓盤在電纜套管內來回摩擦去除內壁的毛刺、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，及時得以發現并處理。
[0020]作為本發明的優選方案，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顯拉力計。數顯拉力計可以時刻顯示穿越電纜承受的拉力，便于記錄及監控穿越過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本發明。
[0022]圖1為本發明電纜從地下穿越的施工示意圖。
[0023]圖2為電纜套管某個截面的示意圖。
[0024]圖3為剎車裝置的結構示意圖。
[0025]圖4為爬坡端電纜的受力狀態分析圖。
[0026]圖5為電纜套管端口的防水示意圖。
[0027]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.數顯拉力計；13.地錨；14a.軟質防水填充料段；14b.聚氨酯發泡段；14c.電纜防水帽；14d.半圓形堵板。

【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，本發明的電纜地下穿越的施工系統，包括位于障礙物一側的電纜放設架1，電纜放設架I上安裝有電纜盤3，電纜盤3上纏繞有穿越電纜7，障礙物另一側設有絞磨機10，絞磨機10上纏繞有牽引用的主鋼絲繩9，絞磨機10的后部通過錨繩11與地錨13連接，電纜盤3與絞磨機10之間設有從障礙物下方穿越的電纜套管6，電纜套管6包括入土段、水平段和出土段，電纜套管6的內徑為電纜外徑的1.5^2倍，主鋼絲繩9的牽引端從電纜套管6中穿過且與穿越電纜7的自由端相連接。
[0029]電纜放設架I與電纜套管6的入口端之間設有地面導軌5，地面導軌5為水平放置且開口向上的半圓形管道，半圓形管道的內徑與電纜套管6的內徑相同，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，又有利于順利進入電纜套管6。
[0030]電纜套管6的入口端設有前大后小的喇叭口 6a，喇叭口 6a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 6a內并與電纜套管的管口平齊，可以使滾輪抱箍更順利地從地面導軌5進入電纜套管6。
[0031]如圖2所示，穿越電纜7上按相同的間隔均勻安裝有多個滾輪抱箍，滾輪抱箍的間隔保證穿越電纜7在前進時不會碰到電纜套管6的內壁；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8b，滾輪支架Sb上分別設有形狀大小相同的滾輪Sc，四個滾輪Sc的外接圓直徑與電纜套管6的內徑相適配。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的內壁接觸，由于滾輪Sc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壁發生摩擦引起破損。可以使四個滾輪8c的外接圓直徑比電纜套管6的內徑小8mm為佳。
[0032]相鄰的滾輪抱箍之間的間隔距離為穿越電纜外徑的1(Γ20倍，保證電纜在前進時不會碰到電纜套管6的內壁，又不至于設置太密，增加成本及重量。
[0033]地面導軌5與電纜放設架I之間設有挖掘機4，挖掘機4的吊臂吊起電纜盤3至地面導軌5之間的懸垂電纜供人工安裝滾輪抱箍，各滾輪抱箍先落在地面導軌5上再進入電纜套管6的端口，滾輪抱箍安裝一批，絞磨機10通過主鋼絲繩9將穿越電纜7牽引進入電纜套管6—段，挖掘機4同步輔助輸送，直至整根電纜穿越完成。
[0034]主鋼絲繩9的安全許可拉力為穿越電纜7在電纜套管6中前進的最大滾動牽引阻力Fmax的1.5^2倍，最大滾動牽引阻力Fmax= F4+F5+F7，其中F4為電纜盤阻力，F5為電纜盤3至電纜套管入口端的阻力，F7為安裝滾輪抱箍后的穿越電纜7在電纜套管6中的最大行進阻力，F7=y GAyG2C0sa+G2Sin α，其中G1為穿越電纜下坡段和水平段的重量和。圖4為爬坡端電纜的受力狀態分析圖，G2為穿越電纜爬坡段的重量，μ為電纜套管6對于安裝滾輪抱箍后穿越電纜的滾動摩擦系數。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，爬坡段的重力產生的沿坡面的分力SG2Sina，μ G2Cosa+G2Sina即為爬坡段的滾動前進綜合阻力。電纜盤阻力F4取100KG，電纜盤3至電纜套管入口端的阻力F5取200KG。
[0035]滾動摩擦系數μ按以下方法測得:在分段預制電纜套管6時預穿入鋼絲引繩，電纜套管預制完畢后被放置在水平面內且各部位的彎曲弧線與穿越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，在試驗電纜上均勻安裝與正式穿越相同間隔且規格相同的滾輪抱箍，通過鋼絲引繩再次將試驗電纜牽引進入電纜套管內并測得最大拉力F3，求出電纜套管對于試驗電纜的滾動摩擦系數μ ;μ = (F3- Fl VGtl，其中Gtl為試驗電纜的重量，試驗電纜的規格與穿越電纜7相同。
[0036]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；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。
[0037]如圖3所示，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，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。
[0038]絞磨機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。
[0039]如圖5所示，電纜套管的兩端口分別設有防水封堵，防水封堵包括對夾在穿越電纜7上的兩塊半圓形堵板14d，半圓形堵板14d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14a和500mm聚氨酯發泡段14b，聚氨酯發泡段14b的外側套裝有將穿越電纜7與電纜套管端口封閉的電纜防水帽14c。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。
[0040]電纜套管由多根套管組對焊接而成，預制過程中逐根進行套管內壁清理，套管內壁清理按如下方法進行:采用多個厚度為8_的鋼制圓盤，各鋼制圓盤的中心按相同的間隔分別連接在OlOmm圓鋼上，鋼制圓盤的外徑小于電纜套管的內徑5mnT8mm，人工拉動圓鋼的兩端使鋼制圓盤在電纜套管內來回摩擦去除內壁的毛刺、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，及時得以發現并處理。
[0041]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，便于記錄及監控穿越過程。
[0042]施工步驟依次包括如下步驟:
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的內徑為電纜外徑的1.5^2倍。
[0043]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壁清理。
[0044]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。
[0045]⑷將電纜套管6放置在水平面內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鋼絲引繩的末端，將試驗電纜牽引進入電纜套管6內并測得最大拉力F2，求出電纜套管6對于試驗電纜的滑動摩擦系數μ。； μ。= (F2- Fl) /Gtl，其中Gtl為試驗電纜的重量，試驗電纜的規格與穿越電纜7相同，試驗電纜可以取3(Γ50米。
[0046](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。
[0047]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，F5為電纜盤3至電纜套管入口端的阻力，F6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，F6= 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。
[0048](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。
[0049](7)通過鋼絲引繩再次將試驗電纜牽引進入電纜套管6內并測得最大拉力F3，求出電纜套管6對于試驗電纜的滾動摩擦系數μ ;μ = (F3- FDAV
[0050](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。
[0051]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，F5為電纜盤3至電纜套管入口端的阻力，F7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，F7= μ Gjy G2COS 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。
[0052](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，且鋼絲引繩的兩端分別與盲板的背面相連接。
[0053](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。
[0054](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。
[0055](12)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。
[0056](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。
[0057](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。
[0058](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。
[0059]鋼絲引繩可以選用Φ 12mm鋼絲繩。
[0060]以上所述僅為本發明之較佳可行實施例而已，非因此局限本發明的專利保護范圍。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，障礙物可以為湖泊、峽谷、河流或建筑物等。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍內。本發明未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述。
【權利要求】
1.一種電纜地下穿越的施工系統，包括位于障礙物一側的電纜放設架，所述電纜放設架上安裝有電纜盤，所述電纜盤上纏繞有穿越電纜，障礙物另一側設有絞磨機，所述絞磨機上纏繞有牽引用的主鋼絲繩，所述絞磨機的后部通過錨繩與地錨連接，其特征在于，所述電纜盤與所述絞磨機之間設有從障礙物下方穿越的電纜套管，所述電纜套管包括入土段、水平段和出土段，所述電纜套管的內徑為電纜外徑的1.5?2倍，所述主鋼絲繩的牽引端從所述電纜套管中穿過且與所述穿越電纜的自由端相連接。
2.根據權利要求1所述的電纜地下穿越的施工系統，其特征在于:所述穿越電纜上按相同的間隔均勻安裝有多個滾輪抱箍，所述滾輪抱箍的間隔保證穿越電纜在前進時不會碰到電纜套管的內壁；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徑相適配。
3.根據權利要求2所述的電纜地下穿越的施工系統，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。
4.根據權利要求2所述的電纜地下穿越的施工系統，其特征在于:所述電纜放設架與所述電纜套管的入口端之間設有地面導軌，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徑與所述電纜套管的內徑相同，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。
5.根據權利要求4所述的電纜地下穿越的施工系統，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并與電纜套管的管口平齊。
6.根據權利要求4所述的電纜地下穿越的施工系統，其特征在于:所述地面導軌與所述電纜放設架之間設有挖掘機，所述挖掘機的吊臂吊起電纜盤至地面導軌之間的懸垂電纜供人工安裝所述滾輪抱箍，各所述滾輪抱箍先落在地面導軌上再進入所述電纜套管的端口，所述滾輪抱箍安裝一批，所述絞磨機通過所述主鋼絲繩將所述穿越電纜牽引進入電纜套管一段，所述挖掘機同步輔助輸送，直至整根電纜穿越完成。
7.根據權利要求2所述的電纜地下穿越的施工系統，其特征在于:所述主鋼絲繩的安全許可拉力為穿越電纜在電纜套管中前進的最大滾動牽引阻力Fmax的1.5?2倍，所述最大滾動牽引阻力Fmax= F4+F5+F7，其中F4為電纜盤阻力，F5為電纜盤至電纜套管入口端的阻力，F7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，FT=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，μ為電纜套管對于安裝滾輪抱箍后穿越電纜的滾動摩擦系數。
8.根據權利要求7所述的電纜地下穿越的施工系統，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。
9.根據權利要求7所述的電纜地下穿越的施工系統，其特征在于:所述滾動摩擦系數μ按以下方法測得:在分段預制所述電纜套管時預穿入鋼絲引繩，電纜套管預制完畢后被放置在水平面內且各部位的彎曲弧線與穿越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，在試驗電纜上均勻安裝與正式穿越相同間隔且規格相同的滾輪抱箍，通過鋼絲引繩再次將試驗電纜牽引進入電纜套管內并測得最大拉力F3，求出所述電纜套管對于試驗電纜的滾動摩擦系數μ ;μ = (F3- Fl)/Gci，其中Gci為試驗電纜的重量，所述試驗電纜的規格與穿越電纜相同。
10.根據權利要求4所述的電纜地下穿越的施工系統，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；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.根據權利要求1所述的電纜地下穿越的施工系統，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.根據權利要求1所述的電纜地下穿越的施工系統，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.根據權利要求1所述的電纜地下穿越的施工系統，其特征在于:所述電纜套管的兩端口分別設有防水封堵，所述防水封堵包括對夾在所述穿越電纜上的兩塊半圓形堵板，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聚氨酯發泡段，所述聚氨酯發泡段的外側套裝有將穿越電纜與電纜套管端口封閉的電纜防水帽。
14.根據權利要求1所述的電纜地下穿越的施工系統，其特征在于:所述電纜套管由多根套管組對焊接而成，預制過程中逐根進行套管內壁清理，套管內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徑5mnT8mm，人工拉動所述圓鋼的兩端使鋼制圓盤在電纜套管內來回摩擦去除內壁的毛刺、銹蝕物及凸起。
15.根據權利要求1至14中任一項所述的電纜地下穿越的施工系統，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顯拉力計。
【文檔編號】H02G9/06GK104362572SQ201410689846
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】孫繼飛, 李熙巖, 劉道禮, 王昆, 陳廣武 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