“管材一上牽引機就花,拉一次廢一半。”不少頂管施工隊都被這句話戳痛過。PE拖拉管外表看似堅韌,實際在定向穿越或頂推過程中,只要拉力或防護不到位,一圈圈劃痕就會像刀口一樣把管材的環(huán)向強度悄悄吃掉,后期通水受壓,隱患瞬間爆發(fā)。想把損耗降到零,先得把“力”算準,再把“護”做細。
一、先算拉力:別讓管子“硬扛”
1. 基本公式
頂管牽引拉力F=μ·q·L+ΔP·A+Fs
μ——綜合摩擦系數(shù)(黏土0.25~0.35,濕沙0.20~0.30,卵石0.40~0.55)
q——管材單位長度重量(kg/m),PE100級SDR11管dn315×28.6mm約26 kg/m
L——單次穿越長度(m)
ΔP——泥漿與地下水壓力差(MPa)
A——管外截面積(m2)
Fs——彎曲段附加阻力,經(jīng)驗值取直段拉力的15%~25%
2. 實戰(zhàn)速算
以dn315管穿越350 m黏土為例:
μ取0.30,q取0.26 kN/m,F(xiàn)s按20%估算
F=0.30×0.26×350×(1+0.2)≈32.8 kN
對照管材短期抗拉(PE100為25 MPa),管壁截面積0.0286×π×0.315≈0.0283 m2
理論極限拉力=25×0.0283×1000≈707 kN
32.8 kN僅占4.6%,看似安全,但別忘了這是“純理論”。一旦外壁劃傷深度超過壁厚10%,剩余強度會呈指數(shù)級下跌,所以拉力富裕量要≥3倍,現(xiàn)場最大允許拉力建議控制在220 kN以內(nèi)。
3. 動態(tài)監(jiān)控
在回拖頭與管尾各裝一只無線拉力計,數(shù)據(jù)5 s上傳一次,發(fā)現(xiàn)拉力陡升先停鉆,排查塌孔或縮徑,而不是硬拉。
二、再防劃傷:給管子穿“軟猬甲”
1. 孔內(nèi)“護膚”
① 膨潤土+聚合物泥漿,馬氏漏斗黏度≥45 s,形成致密泥皮,降低μ值10%以上。
② 每20 m加5%玻璃微珠,降低比重,減少浮力導致的上壁摩擦。
2. 管外“護甲”
① 專用HDPE保護墊層:2 mm厚,邵氏硬度60 A,一次性熱熔纏繞,外表面做微紋導泥,摩擦系數(shù)可再降15%。
② 玻璃鋼滾輪支架:間距1.2 m,滾輪外覆聚氨酯包膠,硬度80 A,避免鋼管支架直接磕傷。
③ 防劃傷纏繞帶:以PE為基材,內(nèi)含芳綸短纖,厚度僅0.3 mm,斷裂伸長率≥300%,可隨管彎曲,成本每米不到3元,卻能擋住90%以上尖銳顆粒。
3. 接口“護頸”
電熱熔套筒兩端各留10 cm不做保護,方便焊接;焊完立即用補口帶包覆,防止臺階處形成“啃邊”。
三、施工“三檢”口訣
開機前“查孔”:測孔徑、清孔時間≥20 min;
回拖前“查護”:手摸管壁無裸露,滾輪轉(zhuǎn)動無異響;
結(jié)束后“查傷”:劃痕深度>0.3 mm必須拍照記錄,并用熱風槍+PE焊條補焊,確保平滑過渡。
四、常見誤區(qū)
誤區(qū)1:拉力小就能裸拖
真相:μ值受地下水影響波動可達50%,小拉力也會因突增阻力瞬間劃傷。
誤區(qū)2:管壁厚不怕劃
真相:PE屬黏彈性材料,劃痕底部會產(chǎn)生應力集中,厚壁管反而更易出現(xiàn)“銀紋”擴展。
誤區(qū)3:保護墊層越硬越好
真相:過硬失去緩沖,砂粒在硬面與管壁間“研磨”,劃傷更深。
五、小結(jié)
把拉力算準,讓管子永遠工作在30%極限值以下;把防護做細,讓每一次回拖都像“穿新衣”。PE拖拉管頂管施工,沒有“差不多”,只有“零劃傷”。記住:省一米保護,可能廢整條管線;多一步計算,才能多十年壽命。
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