京珠高速頂管穿越施工方案

PAGEPAGE12編號：LZC-JS-01蘭鄭長成品油管道22標(biāo)段頂套管穿越京珠高速施工方案（長沙支線CSA077～CSA078）編制：李飛鵬審核：張秀批準(zhǔn)：唐彬管道一公司蘭鄭長第二項(xiàng)目部二OO九年四月三十日1、編制依據(jù)1.1設(shè)計(jì)圖紙1.1.1CSA077—CSA078號樁京珠高速公路頂管穿越施工圖線—L5571.1.2單管頂混凝土套管穿越公、鐵路通用圖線—L1991.2國家現(xiàn)行的法令、法規(guī)，地區(qū)行業(yè)頒發(fā)的安全、消防、環(huán)保、文物等管理規(guī)定1.3施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收規(guī)范1.3.1蘭鄭長成品油管道工程第22標(biāo)段線路工程施工組織設(shè)計(jì)1.3.2《石油天然氣管道穿越工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SY/T4079-951.3.3《輸油輸氣管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SY0401-981.3.4《油氣長輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB503691.3.5《長輸管道陰極保護(hù)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SYJ4006-901.3.6《鋼質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收》SY/T4103-20061.3.7《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50235-971.3.8《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50236-981.3.9《石油天然氣鋼制管道無損檢測》SY/T4109-20052、套管穿越管道埋深及位置斷面圖3、工程概況3.1概況蘭鄭長成品油管道22標(biāo)段在長沙支線CSA077～CSA078樁之間(里程:12.115～12.185Km)穿越京珠高速公路，頂管長度60m。采用鋼承口混凝土套管D1200mm，單節(jié)長度2000mm，厚度150mm的III級鋼筋混凝土套管，穿越道路管材選用Φ406×6.4mm，設(shè)計(jì)壓力4.0MPa，L360直縫電阻焊鋼管，采用三層PE加強(qiáng)級防腐。穿越點(diǎn)高速公路里程為169Km+600m。3.2地質(zhì)條件第一層素填土，主要成分為粉質(zhì)粘土，為人工填筑而成，層厚1.0m。第二層耕土，厚度0.6m，第三層粉質(zhì)粘土，硬塑，局部可塑，局部含有石英礫巖角礫，粒徑一般為2～5mm，含量約2～3%，局部含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，場地均有分布，層厚8.6～9.0m。套管設(shè)計(jì)在第三層粉質(zhì)粘土中穿過。3.3地下水地下水埋深2.0～3.0m，場區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水。3.4穿越方式采用鋼筋混凝土套管頂管方式穿越，頂管穿越套管長度為60m，穿越層位為粘土，套管底標(biāo)高52.4m，采用F型鋼承插口鋼筋混土套管III1200×2000×150。4、工程技術(shù)要求管道采用φ406×6.4L360MB直縫電阻焊鋼管。管道外防腐采用三層聚乙烯加強(qiáng)級防腐，補(bǔ)口采用普通聚乙烯三層結(jié)構(gòu)熱收縮套補(bǔ)口。頂管穿越段管道應(yīng)單獨(dú)試壓，以清水作為試壓介質(zhì)，先進(jìn)行強(qiáng)度試壓，試驗(yàn)壓力6.0MPa，穩(wěn)壓4h，合格后降到嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力4.0MPa，穩(wěn)壓24h，壓降不大于1%試驗(yàn)壓力值且不大于0.1MPa且管道無異常變形、無滲漏為合格。管道試壓前必須采用清管器進(jìn)行清管，確保將管道內(nèi)的污物清除干凈。清管過程中，開口端不再排出雜物為清管合格，停止清管。5、施工方法采用頂管的方法施工，頂管作業(yè)不阻斷交通。5.1方法簡介頂管穿越施工設(shè)備主要包括千斤頂、高壓液壓站、工具管、頂鐵及運(yùn)土設(shè)備等。施工前開挖工作坑，將設(shè)備安裝就位，吊裝套管、安裝頂環(huán)，利用液壓千斤頂頂推套管，每頂進(jìn)一定行程，退回頂缸，操作人員進(jìn)入套管內(nèi)挖土外運(yùn)，然后加入頂鐵或套管繼續(xù)頂進(jìn),循環(huán)作業(yè)，直至套管頂至對面接收坑；拆除設(shè)備，清理套管內(nèi)余土，進(jìn)行主管穿越。5.2頂力計(jì)算工程施工采用1200×2000×150－Ⅲ鋼筋混凝土管。根據(jù)總頂力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式F=n·G·L其中n——土質(zhì)粘住系數(shù)G——每米套管自重L——頂管長度每米套管自重=材料密度×每米套管體積=2.45×103kg/m3×π×1.35×0.15=1.56t頂管長度60m總頂力=n·G·L=2.5×1.56×60=234t根據(jù)以上計(jì)算，結(jié)合我公司設(shè)備情況，本穿越地段穿越采用2臺(tái)200噸電動(dòng)液壓千斤頂進(jìn)行施工。6、施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備測量放線作業(yè)坑開挖作業(yè)坑處理工作面挖土挖土地測量糾偏放線安裝管節(jié)軌道及設(shè)備安裝頂進(jìn)頂進(jìn)退程加頂鐵管內(nèi)運(yùn)土土方提升棄土 7、主要工序施工方法及措施7.1施工準(zhǔn)備1）組織施工人員熟悉施工圖，進(jìn)行技術(shù)交底，探討施工質(zhì)量保證措施。2）開工前預(yù)先與公路主管部門聯(lián)系，按照路政部門的要求辦理穿越施工手續(xù)，按照路政部門的要求設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志。3）應(yīng)向路政等有關(guān)部門了解清楚穿越地段內(nèi)地下是否有通訊線路，管道等設(shè)施，對于此類設(shè)施應(yīng)請主管部門的有關(guān)人員現(xiàn)場指定位置，人工開挖，使之暴露，保護(hù)方案應(yīng)得到主管部門認(rèn)可。4）頂管設(shè)備、配套設(shè)備及各種機(jī)具材料準(zhǔn)備齊全。7.2修施工便道根據(jù)現(xiàn)場情況，頂管作業(yè)坑設(shè)置在高速西側(cè)，在穿越點(diǎn)修筑一條施工便道，便道寬度4m，長度150m，拉運(yùn)山皮土鋪墊300mm厚，用推土機(jī)碾壓平整。7.3場地平整、測量放線1）根據(jù)現(xiàn)場情況，在工作坑一側(cè)平整出一塊寬30m，長32）測量放線a根據(jù)設(shè)計(jì)給定的控制樁位，用全站儀放出穿越中心軸線，并定穿越中心樁，施工帶邊線樁，撒上白灰線。b放線同時(shí)放出操作坑與接管坑的位置和開挖邊線。c保護(hù)好公路兩側(cè)中心線上的標(biāo)志木樁，以便按該樁測量、審核操作坑開挖深度和穿越準(zhǔn)確度。7.4作業(yè)坑開挖1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在穿越道路兩端各開挖一個(gè)工作坑，一個(gè)作為作業(yè)頂進(jìn)工作坑，另一個(gè)為接收工作坑。2）操作坑寬度為4米，長度為7m。3）工作坑的深度3.0m，工作坑的開挖以機(jī)械為主，人工配合進(jìn)行。作業(yè)坑開挖后，采用鋼板樁圍護(hù)操作坑四壁，并配合井點(diǎn)和明排水等措施可有效的防止地下水的涌入和塌方對作業(yè)的影響。拉線及鋼樁拉線及鋼樁千斤頂及軌道A向鋼板及鋼樁A向基礎(chǔ)和墊層井管井點(diǎn)基礎(chǔ)降水示意圖注：水井選用當(dāng)?shù)劂@井設(shè)備和材料進(jìn)行施工。當(dāng)施工現(xiàn)場無地下水時(shí)不采用降水措施。4）在挖作業(yè)坑時(shí)，后背墻的原土層不得破壞，為避免由于頂進(jìn)力量大7.5頂管設(shè)備安裝就位1）設(shè)備下坑前，要對已挖好的坑基進(jìn)行測量找平，符合技術(shù)要求。2）作業(yè)坑處理完畢，用吊車安裝后靠背鋼擋板，支撐托架及推進(jìn)軌道等，測量校正導(dǎo)軌面，保證套管中心線與設(shè)計(jì)中心相吻合，保證施工精確度。3）安裝刃腳刃腳裝于首節(jié)管端部，刃腳由遮板、尾板、環(huán)梁和肋板四部分組成，刃腳遮板長度30cm,遮板端部呈20°～30°角，尾板寬度15～20cm。1—遮板2—尾板3—套管壁4—環(huán)梁5—筋板4）安裝管節(jié)管節(jié)安裝下坑前應(yīng)先進(jìn)行外觀檢查包括管端面的平直度，管壁表面的光潔度及端面上有無縱向裂縫，檢查合格的管子用吊車吊到頂管工作導(dǎo)軌上，準(zhǔn)備連接頂進(jìn)。詳見頂管穿越示意簡圖.5）千斤頂著力點(diǎn)被頂管端面上的部位是離管底1/3管徑處。故千斤頂下面需要搭臺(tái)，千斤頂采用2只，但要按管中線對稱布置。管道前端面安裝刃角，起切土的功能，減小頂進(jìn)阻力，控制塌方。管道頂進(jìn)時(shí)所用頂鐵包括環(huán)形頂鐵，方頂鐵和橫鐵。環(huán)形頂鐵安放在管端面處，它的內(nèi)、外徑尺寸要與管端面尺寸相適應(yīng)，厚度300～500毫米。它的作用是使方頂鐵傳來的頂力較均勻地分布到被頂管端面上，以免管端面頂壞。方頂鐵是在頂管過程中調(diào)節(jié)間距的墊鐵，因此方頂鐵的長度要根據(jù)千斤頂?shù)臎_程、管節(jié)長度而確定。方頂鐵的兩頂端面嚴(yán)格要求平整與平行，若達(dá)不到這一要求時(shí)不可使用。因?yàn)轫敹碎g不平行，在作業(yè)時(shí)容易發(fā)生頂鐵外彈。頂管橫鐵安在千斤頂與方頂鐵之間，將兩只千斤頂?shù)捻斖屏鬟f到兩側(cè)的方頂鐵上。橫鐵斷面尺寸300×300毫米，長度為1.8米。制做時(shí)，要求工作面要平行和平整。1.邊坡2.套管3.環(huán)向頂鐵4.縱向頂鐵5.橫向頂鐵6.千斤頂7.集水坑8.鋼靠背墻9.基礎(chǔ)7.6頂管作業(yè)1）頂進(jìn)操作要堅(jiān)持“先頂后挖，隨頂隨挖”的施工原則。千斤頂頂進(jìn)一個(gè)沖程后，千斤頂復(fù)位，在橫鐵和環(huán)形頂鐵間裝進(jìn)合適的頂鐵，然后繼續(xù)頂進(jìn)。頂鐵安裝應(yīng)平直，頂進(jìn)時(shí)嚴(yán)防偏心，以免使頂鐵崩出傷人。頂進(jìn)時(shí)注意油壓變化，發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)立即停止頂進(jìn)，并檢查原因。千斤頂活塞伸展長度應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，以免損壞千斤頂結(jié)構(gòu)。在整個(gè)頂進(jìn)操作中應(yīng)堅(jiān)持連續(xù)作業(yè)，若頂進(jìn)間隔時(shí)間過長，土拱容易下塌，使頂力增大。2）挖土頂進(jìn)管節(jié)的方向和高程的控制，主要取決于挖土操作，對挖土嚴(yán)格要求如下：a必須在規(guī)定的范圍內(nèi)開挖，不得超挖，管底土基弧度在120°～135°范圍內(nèi)一定要保持管壁與原土層表面吻合，不得攪動(dòng)管底下部的地基土。b根據(jù)土質(zhì)情況，在套管每頂進(jìn)0.1～0.2米時(shí)，向前挖一次，堅(jiān)持先頂后挖，避免塌方。c開挖后要及時(shí)頂進(jìn)，及時(shí)測量，可使頂力限制在較小的范圍內(nèi)。d運(yùn)土采用小車運(yùn)土，從工作面挖下來的土，要及時(shí)通過管內(nèi)用小推車水平運(yùn)輸至工作坑內(nèi)，然后垂直提升至地面。7.7設(shè)備吊拆當(dāng)套管頂進(jìn)至對面接管坑時(shí)，套管穿越完畢，吊拆設(shè)備，清除管內(nèi)余土，進(jìn)行誤差測量。進(jìn)行主管穿越施工?；嚮囂坠艿滥卷敼軝C(jī)公、鐵路接收坑滾輪支架安裝圖7.8穿越管預(yù)制滾輪支架安裝圖1）在穿越套管之前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇主管，進(jìn)行布管，然后用外對口器進(jìn)行組裝，組裝應(yīng)在穿越一側(cè)進(jìn)行，主管道長度應(yīng)大于套管長度4m2）組裝焊接技術(shù)要求應(yīng)同一般地段相同，管道對口、焊接、防腐施工技術(shù)要求及質(zhì)量保證措施見《22標(biāo)段線路施工組織設(shè)計(jì)》第1.3主要工序施工技術(shù)措施。3）4）探傷合格后，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐補(bǔ)口。5）按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，對組焊完的管道進(jìn)行單獨(dú)水壓試驗(yàn)。強(qiáng)度試驗(yàn)壓力6MPa，穩(wěn)壓4小時(shí)，嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力4MPa，穩(wěn)壓24小時(shí)，壓降不大于1%且不大于0.1MPa且管道無異常變形、無滲漏為合格。升壓時(shí)在達(dá)到最高壓力30%和60%時(shí)要分別停泵15分鐘，經(jīng)檢查無泄露后繼續(xù)升壓。7.9主管的穿越1）主管穿越需要開挖一條發(fā)送溝，發(fā)送溝長度72m，底寬1.2m，深度2.6m（與套管底部標(biāo)高相同），坡比1：0.5。2）將已試壓合格的管段用兩臺(tái)吊管機(jī)配合一臺(tái)單斗吊入溝內(nèi)，在管前端安裝滾輪支架，按設(shè)計(jì)圖紙要求安裝好套管與主管之間的支撐塊緩慢地穿入套管中。3）按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行套管與主管之間的封堵工作和陰極保護(hù)工作。7.10回填、恢復(fù)地貌1）在穿越主管工程完畢后，應(yīng)進(jìn)行回填，靠近公路側(cè)的回填土應(yīng)分層夯實(shí)，恢復(fù)邊溝、排水溝等道路設(shè)施。2）將穿越施工中留下的廢鋼鐵、防腐材料、污水、油跡及其它廢棄物等全部清除。8、質(zhì)量控制與誤差校正8.1質(zhì)量控制1）頂管的質(zhì)量要求頂管中心線允許偏差不得超過頂進(jìn)長度的1.5%，頂進(jìn)位移糾偏時(shí)，每次糾偏角度不宜過大，一般在5′～20′之間為宜。2）頂管質(zhì)量的檢測管節(jié)在頂進(jìn)時(shí)，必須對頂進(jìn)管段中線的方位及高程嚴(yán)格控制，以保證頂管的質(zhì)量。頂管時(shí)的中線容易產(chǎn)生方位和高程上的偏差。其原因有以下幾個(gè)方面：a由于兩側(cè)千斤頂?shù)捻斄Σ粚ΨQ，或后背發(fā)生傾斜，造成中線左右偏離。b由于頂力作用點(diǎn)和管中線不一致，造成中線左右偏差。在前方挖土?xí)r，管底超挖而使高程起伏的不均現(xiàn)象。c頂管的端面或后背上下部位的土壤承載力相差較大。d導(dǎo)軌安裝有較大誤差。e頂鐵制造質(zhì)量差，受力后變形。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工作坑的方位、高程、標(biāo)定管道中心線、設(shè)定臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)等，都要進(jìn)行精心測量，開始頂進(jìn)的首節(jié)測量非常重要，首節(jié)管頂進(jìn)好壞、方位是否正確直接關(guān)系到頂進(jìn)的質(zhì)量。對每節(jié)管吊裝下坑組對時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行相關(guān)的測量，首節(jié)套管每隔0.3m測量一次，頂進(jìn)正常后（約2根套管）每隔2m測量一次，套管位置發(fā)生頂偏移時(shí)，要及時(shí)采取校正措施。3）頂管質(zhì)量的控制頂管高程的控制，可在頂坑中懸空固定水準(zhǔn)儀，在頂管首端設(shè)立十字架。每次測量時(shí)，若十字架在管首端的相對位置不變，水準(zhǔn)儀的高程亦固定不變，只要量出十字架交點(diǎn)偏離的垂直距離，就可讀出頂管的高程偏差。頂管時(shí)的方位偏差，可在坑上面引出中線，在中線方位的兩點(diǎn)向坑內(nèi)吊設(shè)兩根垂球線，若管首端通過中心點(diǎn)的垂球線和上兩垂球線在一條直線上，則頂管方位是準(zhǔn)確的，否則存在偏差。8.2頂管偏差校正在頂管過程中校正偏差是保證頂管質(zhì)量的有力措施，因而在頂管過程中應(yīng)勤校測，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)校正。校正的方法分坑內(nèi)和管端面糾偏這兩類方法，具體作法如下：1）挖土校正法：在管子偏向設(shè)計(jì)中心的一側(cè)適當(dāng)超挖，而在相對的一側(cè)不超挖或留坎，使管子在繼續(xù)頂進(jìn)中，逐漸回到設(shè)計(jì)位置，校正中不得猛糾硬調(diào)，以防產(chǎn)生相反結(jié)2）頂木校正法：當(dāng)偏差大于20毫米或者用挖土法校正無效時(shí)，可用圓木或方木一端頂在管子偏離設(shè)計(jì)中心的一側(cè)管壁上，另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后開動(dòng)千斤頂，利用頂進(jìn)時(shí)頂木斜支管子所產(chǎn)生的分力，使管子得到校正。3）加墊塊校正法：即在頂管末端與頂鐵間的適當(dāng)位置墊上一塊相應(yīng)厚度的楔形鋼板，使頂鐵和管間形成一角度，頂進(jìn)時(shí)可使被頂管得到糾正。9、套管穿越施工機(jī)具配置序號名稱規(guī)格數(shù)量用途1液壓千斤頂200噸2臺(tái)頂管穿越2液壓站-1臺(tái)動(dòng)力3單斗挖掘機(jī)PC-2201臺(tái)挖土方4汽車吊車8t1臺(tái)吊裝5柴油發(fā)電機(jī)30kw1臺(tái)動(dòng)力源6中巴車16座1輛接送職工7工具房-1座物品堆放8DN50污水泵-2臺(tái)基坑降排水9空氣壓縮機(jī)CV—6/8一臺(tái)通風(fēng)及噴水10、人員配備（不包括管線安裝）序號工種人數(shù)序號工種人數(shù)1隊(duì)長12技術(shù)、質(zhì)量、HSE33測量14機(jī)械25管工26電工17起重18電、氣焊19司機(jī)110炊事員111操作工12合計(jì)26人11、安全保證措施11.1施工現(xiàn)場操作坑比較深，應(yīng)在坑內(nèi)設(shè)置逃生梯，并嚴(yán)密注意溝壁的穩(wěn)定狀況，防止產(chǎn)生塌方傷人。11.2注意現(xiàn)場的安全用電。必須由專業(yè)電工進(jìn)行電工作業(yè)，要時(shí)刻注意線路是否漏電。11.3試壓要有專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照試壓方案去做，要做好試壓時(shí)安全防護(hù)工作。11.4穿越施工要由專業(yè)起重工指揮吊裝，要