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：唐彬管道一公司蘭鄭長第二項目部二OO九年四月三十日1、編制依據1.1設計圖紙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施工技術標準及驗收規(guī)范1.3.1蘭鄭長成品油管道工程第22標段線路工程施工組織設計1.3.2《石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規(guī)范》SY/T4079-951.3.3《輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規(guī)范》SY0401-981.3.4《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》GB503691.3.5《長輸管道陰極保護工程施工及驗收規(guī)范》SYJ4006-901.3.6《鋼質管道焊接及驗收》SY/T4103-20061.3.7《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235-971.3.8《現場設備、工業(yè)管道焊接施工及驗收規(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，設計壓力4.0MPa，L360直縫電阻焊鋼管，采用三層PE加強級防腐。穿越點高速公路里程為169Km+600m。3.2地質條件第一層素填土，主要成分為粉質粘土，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%，局部含少量鐵錳質結核，場地均有分布，層厚8.6～9.0m。套管設計在第三層粉質粘土中穿過。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級防腐，補口采用普通聚乙烯三層結構熱收縮套補口。頂管穿越段管道應單獨試壓，以清水作為試壓介質，先進行強度試壓，試驗壓力6.0MPa，穩(wěn)壓4h，合格后降到嚴密性試驗壓力4.0MPa，穩(wěn)壓24h，壓降不大于1%試驗壓力值且不大于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行清管，確保將管道內的污物清除干凈。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備主要包括千斤頂、高壓液壓站、工具管、頂鐵及運土設備等。施工前開挖工作坑，將設備安裝就位，吊裝套管、安裝頂環(huán)，利用液壓千斤頂頂推套管，每頂進一定行程，退回頂缸，操作人員進入套管內挖土外運，然后加入頂鐵或套管繼續(xù)頂進,循環(huán)作業(yè)，直至套管頂至對面接收坑；拆除設備，清理套管內余土，進行主管穿越。5.2頂力計算工程施工采用1200×2000×150－Ⅲ鋼筋混凝土管。根據總頂力經驗計算公式F=n·G·L其中n——土質粘住系數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根據以上計算，結合我公司設備情況，本穿越地段穿越采用2臺200噸電動液壓千斤頂進行施工。6、施工工藝流程圖施工準備施工準備測量放線作業(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)軌道及設備安裝頂進頂進退程加頂鐵管內運土土方提升棄土 7、主要工序施工方法及措施7.1施工準備1）組織施工人員熟悉施工圖，進行技術交底，探討施工質量保證措施。2）開工前預先與公路主管部門聯系，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置相應的警示標志。3）應向路政等有關部門了解清楚穿越地段內地下是否有通訊線路，管道等設施，對于此類設施應請主管部門的有關人員現場指定位置，人工開挖，使之暴露，保護方案應得到主管部門認可。4）頂管設備、配套設備及各種機具材料準備齊全。7.2修施工便道根據現場情況，頂管作業(yè)坑設置在高速西側，在穿越點修筑一條施工便道，便道寬度4m，長度150m，拉運山皮土鋪墊300mm厚，用推土機碾壓平整。7.3場地平整、測量放線1）根據現場情況，在工作坑一側平整出一塊寬30m，長32）測量放線a根據設計給定的控制樁位，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放線同時放出操作坑與接管坑的位置和開挖邊線。c保護好公路兩側中心線上的標志木樁，以便按該樁測量、審核操作坑開挖深度和穿越準確度。7.4作業(yè)坑開挖1）根據設計要求，在穿越道路兩端各開挖一個工作坑，一個作為作業(yè)頂進工作坑，另一個為接收工作坑。2）操作坑寬度為4米，長度為7m。3）工作坑的深度3.0m，工作坑的開挖以機械為主，人工配合進行。作業(yè)坑開挖后，采用鋼板樁圍護操作坑四壁，并配合井點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向基礎和墊層井管井點基礎降水示意圖注：水井選用當地鉆井設備和材料進行施工。當施工現場無地下水時不采用降水措施。4）在挖作業(yè)坑時，后背墻的原土層不得破壞，為避免由于頂進力量大7.5頂管設備安裝就位1）設備下坑前，要對已挖好的坑基進行測量找平，符合技術要求。2）作業(yè)坑處理完畢，用吊車安裝后靠背鋼擋板，支撐托架及推進軌道等，測量校正導軌面，保證套管中心線與設計中心相吻合，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)安裝下坑前應先進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軌上，準備連接頂進。詳見頂管穿越示意簡圖.5）千斤頂著力點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，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，減小頂進阻力，控制塌方。管道頂進時所用頂鐵包括環(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、外徑尺寸要與管端面尺寸相適應，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節(jié)間距的墊鐵，因此方頂鐵的長度要根據千斤頂的沖程、管節(jié)長度而確定。方頂鐵的兩頂端面嚴格要求平整與平行，若達不到這一要求時不可使用。因為頂端間不平行，在作業(yè)時容易發(fā)生頂鐵外彈。頂管橫鐵安在千斤頂與方頂鐵之間，將兩只千斤頂的頂推力傳遞到兩側的方頂鐵上。橫鐵斷面尺寸300×300毫米，長度為1.8米。制做時，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7.6頂管作業(yè)1）頂進操作要堅持“先頂后挖，隨頂隨挖”的施工原則。千斤頂頂進一個沖程后，千斤頂復位，在橫鐵和環(huán)形頂鐵間裝進合適的頂鐵，然后繼續(xù)頂進。頂鐵安裝應平直，頂進時嚴防偏心，以免使頂鐵崩出傷人。頂進時注意油壓變化，發(fā)現不正常時立即停止頂進，并檢查原因。千斤頂活塞伸展長度應在規(guī)定范圍內，以免損壞千斤頂結構。在整個頂進操作中應堅持連續(xù)作業(yè)，若頂進間隔時間過長，土拱容易下塌，使頂力增大。2）挖土頂進管節(jié)的方向和高程的控制，主要取決于挖土操作，對挖土嚴格要求如下：a必須在規(guī)定的范圍內開挖，不得超挖，管底土基弧度在120°～135°范圍內一定要保持管壁與原土層表面吻合，不得攪動管底下部的地基土。b根據土質情況，在套管每頂進0.1～0.2米時，向前挖一次，堅持先頂后挖，避免塌方。c開挖后要及時頂進，及時測量，可使頂力限制在較小的范圍內。d運土采用小車運土，從工作面挖下來的土，要及時通過管內用小推車水平運輸至工作坑內，然后垂直提升至地面。7.7設備吊拆當套管頂進至對面接管坑時，套管穿越完畢，吊拆設備，清除管內余土，進行誤差測量。進行主管穿越施工。滑車滑車套管道木頂管機公、鐵路接收坑滾輪支架安裝圖7.8穿越管預制滾輪支架安裝圖1）在穿越套管之前，根據設計要求，選擇主管，進行布管，然后用外對口器進行組裝，組裝應在穿越一側進行，主管道長度應大于套管長度4m2）組裝焊接技術要求應同一般地段相同，管道對口、焊接、防腐施工技術要求及質量保證措施見《22標段線路施工組織設計》第1.3主要工序施工技術措施。3）4）探傷合格后，按設計要求進行防腐補口。5）按設計和規(guī)范要求，對組焊完的管道進行單獨水壓試驗。強度試驗壓力6MPa，穩(wěn)壓4小時，嚴密性試驗壓力4MPa，穩(wěn)壓24小時，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。升壓時在達到最高壓力30%和60%時要分別停泵15分鐘，經檢查無泄露后繼續(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（與套管底部標高相同），坡比1：0.5。2）將已試壓合格的管段用兩臺吊管機配合一臺單斗吊入溝內，在管前端安裝滾輪支架，按設計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）按設計要求進行套管與主管之間的封堵工作和陰極保護工作。7.10回填、恢復地貌1）在穿越主管工程完畢后，應進行回填，靠近公路側的回填土應分層夯實，恢復邊溝、排水溝等道路設施。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、質量控制與誤差校正8.1質量控制1）頂管的質量要求頂管中心線允許偏差不得超過頂進長度的1.5%，頂進位移糾偏時，每次糾偏角度不宜過大，一般在5′～20′之間為宜。2）頂管質量的檢測管節(jié)在頂進時，必須對頂進管段中線的方位及高程嚴格控制，以保證頂管的質量。頂管時的中線容易產生方位和高程上的偏差。其原因有以下幾個方面：a由于兩側千斤頂的頂力不對稱，或后背發(fā)生傾斜，造成中線左右偏離。b由于頂力作用點和管中線不一致，造成中線左右偏差。在前方挖土時，管底超挖而使高程起伏的不均現象。c頂管的端面或后背上下部位的土壤承載力相差較大。d導軌安裝有較大誤差。e頂鐵制造質量差，受力后變形。根據設計要求，工作坑的方位、高程、標定管道中心線、設定臨時水準點等，都要進行精心測量，開始頂進的首節(jié)測量非常重要，首節(jié)管頂進好壞、方位是否正確直接關系到頂進的質量。對每節(jié)管吊裝下坑組對時，要及時進行相關的測量，首節(jié)套管每隔0.3m測量一次，頂進正常后（約2根套管）每隔2m測量一次，套管位置發(fā)生頂偏移時，要及時采取校正措施。3）頂管質量的控制頂管高程的控制，可在頂坑中懸空固定水準儀，在頂管首端設立十字架。每次測量時，若十字架在管首端的相對位置不變，水準儀的高程亦固定不變，只要量出十字架交點偏離的垂直距離，就可讀出頂管的高程偏差。頂管時的方位偏差，可在坑上面引出中線，在中線方位的兩點向坑內吊設兩根垂球線，若管首端通過中心點的垂球線和上兩垂球線在一條直線上，則頂管方位是準確的，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量的有力措施，因而在頂管過程中應勤校測，發(fā)現偏差及時校正。校正的方法分坑內和管端面糾偏這兩類方法，具體作法如下：1）挖土校正法：在管子偏向設計中心的一側適當超挖，而在相對的一側不超挖或留坎，使管子在繼續(xù)頂進中，逐漸回到設計位置，校正中不得猛糾硬調，以防產生相反結2）頂木校正法：當偏差大于20毫米或者用挖土法校正無效時，可用圓木或方木一端頂在管子偏離設計中心的一側管壁上，另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后開動千斤頂，利用頂進時頂木斜支管子所產生的分力，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位置墊上一塊相應厚度的楔形鋼板，使頂鐵和管間形成一角度，頂進時可使被頂管得到糾正。9、套管穿越施工機具配置序號名稱規(guī)格數量用途1液壓千斤頂200噸2臺頂管穿越2液壓站-1臺動力3單斗挖掘機PC-2201臺挖土方4汽車吊車8t1臺吊裝5柴油發(fā)電機30kw1臺動力源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臺基坑降排水9空氣壓縮機CV—6/8一臺通風及噴水10、人員配備（不包括管線安裝）序號工種人數序號工種人數1隊長12技術、質量、HSE33測量14機械25管工26電工17起重18電、氣焊19司機110炊事員111操作工12合計26人11、安全保證措施11.1施工現場操作坑比較深，應在坑內設置逃生梯，并嚴密注意溝壁的穩(wěn)定狀況，防止產生塌方傷人。11.2注意現場的安全用電。必須由專業(yè)電工進行電工作業(yè)，要時刻注意線路是否漏電。11.3試壓要有專人負責，嚴格按照試壓方案去做，要做好試壓時安全防護工作。11.4穿越施工要由專業(yè)起重工指揮吊裝，要