E-Power Pipe®

电缆铺管系统(E-POWER PIPE®)——电缆保护管铺设的创新方法

E-Power Pipe®是海瑞克开发出的一种新工法,可在单次掘进长度超过一公里的距离内快速安全地在地下安装小直径电缆保护管。该项非开挖技术可以进行精确控制并在浅埋深的地层使用,从而为高压电网的建设提供了一种节省用地,可替代传统明挖工法的方案。

 

对新建输电网的高度需求

输电网的扩建和新干线的建设一般通过架空线路来完成。为此,当局和规划者往往必须通过费时费力的流程来计划时间和预算,以满足当地居民和业主的要求。这种情况在德国这样人口稠密的国家和地区尤其突出。

在德国电网扩建计划(2030年电网发展规划,2017年版,第二稿)中,要求新建约 2400 公里的高压直流输电线路(HVDC),其中大部分线路将敷设地下电缆。其主要要求是对电缆进行浅埋敷设,并保持严格规定的较小间距,同时在可能的最大间距(>1km)范围内保持较高的精度。

对于在人员不可进入的直径范围内进行地下电缆敷设施工,至今还没有一种适当的非开挖施工方法,能够在成本效益、安全性, 安保及施工时间等方面满足所有标准要求。通过电缆铺管系统(E-POWER PIPE®)技术,海瑞克研发了一种新型方法来弥补这一不足。

新型机械掘进技术

E-Power Pipe®结合了已经证实的水平定向钻HDD和小型隧道掘进设备AVN或直接铺管Direct Pipe®掘进技术,并开展进一步的研发。其核心为海瑞克研制的新型AVNS350XB隧道掘进机,开挖直径达505毫米。

全面远控的 AVNS350XB 配备了喷射泥浆泵及内置集成液压装置、以及改进的控制和导向系统。使用喷射泵输送物料,意味着小直径设备已能够实现比以前长10倍以上的掘进——这意味着1.5米的浅埋深4时,超过1000米的掘进。设备以高精度沿规划线路掘进,并能够在现有基础设施,如管路、公路、铁路或小型水域下方快速安全地通过。

  • 地下电缆保护套管非开挖施工方法
  • 顶管施工(小型隧道掘进)与水平定向钻的工艺结合
  • 推进长度:1000 米以上
  • 铺设深度:最浅1.5米
  • 新研制的 AVNS350XB 机型配备喷射泵、集成液压装置以及改进的控制与导向系统
  • 对当地环境和居民的影响较小,无需进行费时费力的地面复植。
  • 快速安全的成孔和管道安装
  • 全面远控的隧道掘进机
  • 连接点之间无重型设备
  • 钻孔始终由设备和顶管支撑
  • 可在地下水层以下进行隧道掘进施工

功能原理

1
刀盘
2
导向系统
3
动力单元
4
泥浆泵

两步安装过程

在起始点安装一副顶进架,在进给力的作用下,将顶管与 隧道掘进机沿指定路线向目标点推进。钻孔始终由设备和顶管牢固支撑。在抵达目的地贯通后,机器与顶管分离。随后,将预制电缆保护管连接到仍位于钻孔中的顶管上,并通过顶进架将其送入竖井。保护管安装结束后,E-POWER PIPE®的任务即告完成。第二阶段,由专业公司完成地下电缆的最后穿线施工。

该工法的创新之处在于开发了新型,可加长的顶管系统,使连续掘进具备可行性。海瑞克研发了一种适用于具备10米行程、350吨推力的顶管的顶进架。通过将其在竖井中旋转180°,其还能够帮助解决电缆保护管的回退问题,从而具备了双重功能。

成功的试点项目

E-Power Pipe® 于2016年12月首次向来自建筑行业、工程公司、网络运营商以及政界的客户代表们展示。在 2017年春季,海瑞克协同欧洲领先的输电网运营商 Amprion 公司以及德国亚琛工业大学(RWTH Aachen)在博尔肯(Borken,北莱茵-威斯特法伦州)进行了一个成功的试点项目,向外界展示了E-POWER PIPE®的优良性能。

为在浅埋层处钻三个300米长的平行孔以安装 HDPE 管道, 供后续穿入电缆。鉴于在钻孔期间每天进尺达126米、以及在保护套管回撤时每天进尺达266米的最佳性能,该方法的效率在试点项目期间得到了充分展示。

合作

该方法的开发获得了德国联邦经济事务和能源部(BMWi 研究成果 IBoTec)的资金支持,并在海瑞克公司与 Amprion 公司以及德国亚琛工业大学(RWTH Aachen)的共同合作下完成。

链接

海瑞克创新型E-POWER PIPE®方法荣获环境技术奖:

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E-Power Pipe®荣获2019年宝马工程机械展设备类“创新奖”(bauma Innovation Award)

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Gerhard Goisser 海瑞克美国子公司 首席运营官
Steffen Dubé 海瑞克美国子公司 董事长

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