十天高速公路顶管方案.doc

汉阴县天然气城市气化工程汉阴县天然气城市气化工程 十天高速公路顶管穿越十天高速公路顶管穿越 施施 工工 方方 案案 编制编制李小育 审核审核苏兴锋 施工单位：陕西建工集团设备安装工程有施工单位：陕西建工集团设备安装工程有 限公司项目经理部限公司项目经理部 编制单位编制单位陕建安项目经理部质量技术部 审批审批郑高鹏 日期日期2013 年 3 月 26 日 目目 录录 1、编制依据 1 1.1 施工技术标准及验收规范 1 1.2 设计图纸 1 1.3 现场踏勘 1 2、工程概况 1 2.1 顶管情况简介 1 2.2 地形地貌2 2.3 气候条件 2 2.4 地下水情况2 2.5 地质条件2 2.6 施工难点施工难点 3 3、顶管穿越施工方案及技术措 施3 3.1 施工工艺流程施工工艺流程3 3.2 施工工艺描述4 4、施工部署 8 4.1、施工人员安排 9 4.2、施工设备安排施工设备安排 9 4.3、施工计划安排 10 5、QHSE 管理10 5.1 质量保证措施 10 5.2 HSE 保证措施 11 6、施工手段用料 11 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 1 页 本穿越为汉阴县天然气城市气化工程本穿越为汉阴县天然气城市气化工程 十天高速顶管穿越施工方案十天高速顶管穿越施工方案 1 1、编制依据、编制依据 1.11.1、施工技术标准及验收规范、施工技术标准及验收规范 1） 输气管道工程设计规范 （GB50251-2003） ； 2） 油气输送管道穿越工程设计规范 （GB50423-2007） ； 3） 石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2 部分：B 级钢管 （GB/T9711.2-1999） ； 4） 油气输送管道线路工程抗震规范 （GB50 50470-2008） ； 5） 中国地震动参数区划图 （GB180362001） ； 6） 建筑抗震设计规范 （GB500112001） ； 7） 油气长输管道工程施工及验收规范 （GB 50369-2006） ； 8） 油气输送管道穿越工程施工规范 （GB50424-2007） ； 9） 顶进施工法用钢筋混凝土排水管 （JC/T 640-1996） ； 1.21.2 设计图纸设计图纸 1.2.1 本穿越为汉阴县天然气城市气化工程十天高速公路顶管穿越 高速公路顶管穿越 1.2.2 顶管混凝土套管穿越公路通用图 1.31.3 现场踏勘现场踏勘 组织施工、技术和征地部门人员，现场踏勘，了解十天高速公路顶管穿越位置的地 理环境、车辆流量和地质条件。 2.2.工程概况工程概况 2.1 穿越情况简介 本穿越为汉阴县天然气城市气化工程十天高速公路顶管穿越。穿越处管线近东 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 2 页 西走向，采用顶管方式穿越。本次顶管套管长度约为 120m。套管管径 DN=1000mm。 2.22.2 地形地貌地形地貌 勘察场地为汉江北部丘陵斜坡地貌，地势南高北低，地势开阔，地面高程介于 410.77433.64m 之间，相对高差 22.87m。 2.32.3 气候条件气候条件 汉阴县属亚热带丘陵山是季风湿润气候，具有冬春阴冷，夏热秋燥，初夏多雨，伏 秋干旱，云系多，光照少，无霜期长等特点。全市年平均气温 18.3，最高气温 40.2， 最低气温-8，七月为最热月，历年平均气温 29.4，一月为最冷月，历年平均气温 6.1，年平均降水量 1459.8mm，年平均降水日数 156 天，年最大降水量 1970mm，最小 降水量 985mm；无霜期 285 天。 2.42.4 场区地下水情况场区地下水情况 据调查，场地地下水类型为第四系松散堆积层孔隙潜水，其补给方式为大气降水， 排泄方式为蒸发、人工开采及地表径流。勘察结果为顶管深度无地下水。 2.52.5 工程地质条件工程地质条件 地层可划分四层： 耕植土：黄褐色，粘性土质、含植物根须，有机质，层厚 0.30-0.50m。 粉质粘土（Q4 el+dl ）：褐红色,结构致密，偶见乱石，可塑,硬塑状态，最大 揭露深度 9.70m。土石工程分级为 II 级。 卵石层（Q4 el+dl）：主要由石英、板岩、辉绿岩碎块组成，亚圆形，粒径在 20- 60mm 的含量 50%左右花岗岩碎块组成，最大粒径为 160mm，碎块坚硬，该层厚 0.6m，中 密-密实状态。土石工程分级为 III 级。 -1 强风化泥质砂岩层（E）：紫红棕色,泥砂质结构,中厚层构造，岩石已风华成土 状，岩体整性差，风化层厚度在 1.40-1.80m。土石工程分级为 V 级。 -2 弱风化泥质粉砂岩（E）：紫红棕色,泥砂质结构,中厚层状构造, 岩体整性差， 该层最大厚度在 6.20m。土石工程分级为 V。 勘察期间，未见地下水。 2.62.6 施工难点施工难点 顶管深度：十天高速顶管穿越最大深度距离山丘顶部约 25m。 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 3 页 顶管地质：穿越位置为岩石层，十分坚硬，顶管穿越进度较缓慢； 顶管长度：约为 120m，掘石工作量大；穿越长度过长，管材承受不住过大的顶力， 每隔 50 米需加一个中继间。 顶管场地：地势陡峭，无可通大型运输车的便道，增加了机具、设备、管材运输 的困难。 3.3. 顶管穿越施工方案及技术措施顶管穿越施工方案及技术措施 高速公路顶管穿越基本形式示意图如下： 高速公路 接收 坑 工作 坑 混凝土套管 DRC10002000 G A 120m 浆砌石截水墙 高速公路顶管穿越基本形式高速公路顶管穿越基本形式 工作管 2376.5 高速公路顶管穿越施工的关键工序为：顶管作业坑开挖，顶管系统安装，水泥套管 顶进，土石方人工掘进外运，穿越工作管就位。 3.1 施工工艺流程 4.24.2 施工工艺描施工工艺描 3.2 施工工艺描述 3.2.1 施工准备 施工准备测量放线作业带清扫发送坑、接受坑开挖顶进系统安装 顶管作业工作管焊接探伤工作管穿越 高速公路 接 收 坑 工 作 坑 混凝土套管 DRC10002000 G A 120m 浆砌石截水墙 高高速速公公路路顶顶管管穿穿越越基基本本形形式式 工作管2376.5 一般段管道敷设连头地貌恢复附属工程施工 资料整理 监理、业主检查验收 套管封堵 数字化测量 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 4 页 现场踏勘，了解穿越点的地质情况和地形地貌特点，掌握穿越结构、穿越深度；向 地方相关部门或当地老百姓了解穿越位置是否存在地下障碍物，如有则应明确其类型和 具体位置。 熟悉施工图纸、标准规范，进行技术、质量交底。 与地方交通等部门联系，办理穿越施工许可证，并办理其它各项手续，包括征占地 和超占地手续。 准备施工设备、机具，检查其性能是否良好；准备好工程用料和手段用料，合理组 织施工人员。 准备现场用各种标志牌及安全防护措施。 平整线路作业带，修筑进场道路，平整施工场地。 与相关专业的施工单位取得联系，保证工程施工顺利进行。 3.2.2 测量放线 根据设计中线成果表给出的数据，使用全站仪定位工作坑和接收坑桩的准确位置， 放出管道中心线，打出加密桩，撒上白灰，并确定顶管穿越的进、出口坐标和高程，同 时应将两设计桩位引出作业带并加以保护。 3.2.3 作业带清扫 先用人工将作业带内的树木砍伐运出，再用推土机、单斗挖掘机进行作业带的清理， 推平穿越位置的沟坎，以满足管线组焊、预制等施工的需要。 为保证施工材料、设备、机具等顺利进出施工现场，利用挖掘机平整原线路施工带， 形成施工便道。 穿越位置作业带清扫平面示意图如下： 3.2.4 发送坑、接收坑开挖 由于公路两侧为高出高速路面的山丘，且距离高速路面很高，开挖顶管操作坑前， 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 5 页 需将两侧的山体挖去，再挖顶管操作坑。 （此操作产生的土石方量巨大）（此操作产生的土石方量巨大） 根据液压千斤顶和水泥套管的尺寸，本次穿越发送坑底部尺寸应为 6.0m5.0m，其 深度应比设计管底标高深 0.8m；接收坑底部尺寸应为：4.04.0m，其深度应比设计管底 标高深 0.2m。穿越作业坑开挖时，坑壁边坡比依据土质情况而定，一般为 1：0.5；石方 地质可适当减小。当坑深在 5m 以上时，采用复式断面开挖，中间设 0.5m1.0m 的平台。 在开挖发送坑时，承受顶进反力的后背墙是顶进套管设备的支撑面，其原土层不得 破坏，且厚度不应小于 7m，墙面应处理成垂直状。误差小于5。为保证顶力均匀传递 给后背墙，应在其原土层表面浇注 500mm 厚，1800mm 高,5000mm 宽钢筋砼靠背挡板。发 送坑底需要精细找平，找平后浇注 300mm 钢筋砼，最终抄平的高差不应超过 50mm。 为保证顶管穿越施工的顺利进行，在发送坑底的合适位置设置一个 0.5m1.0m1.0m 的积水坑积水，施工期间可采用潜水泵随时排放积水。 3.2.5 顶进系统安装 （1）靠背挡板的安装 穿越发送坑处理完后，用吊车将后靠背挡板就位在发送坑后背墙上，并用水准仪测 量、校正作业面垂直度和平整度。后靠背挡板用 1800mm200mm200mm 枕木和 =20mm 厚钢板做成，尺寸为 2.0m2.0m。具体做法见下图： 2000mm 2000mm 钢板（厚20mm） 枕木（1800200mm） 240mm A A A-A 后 靠 背 挡 板 制 造 图 （2）导轨安装 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 6 页 1、由于工作井底板浇筑了 30cm 砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。 2、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。 3、导轨采用浇筑砼予以固定，导轨长度采用 34m，间距设置为 60cm。 4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。 （3）液压千斤顶和套管就位 使用吊车将套管节轻放在导轨上，并用水准仪测量其中心线与前后两端高程，保证 套管中心线与设计中心相吻合，管节端面垂直于顶管中轴线，顶进对中度的偏差不大于 2%。 水泥套管吊装就位前应进行外观检查，包括套管端面平直度、管壁表面光洁度、管体有 无纵向裂纹等，合格后方能就位使用。 再用吊车将 400t 液压千斤顶就位，测量、校正其安装位置，保证液压缸按顶管中轴 线对称布置，顶管中必须保持两轴线重合。为防止与千斤顶接触的套管端面受力不均而 被顶坏，应在在液压缸顶进面与被顶套管之间放置一块盲板顶环，顶环用 =20mm 厚钢 板制成。 因千斤顶液压缸的行程有限，在顶进施工中均通过安装纵向顶铁来完成顶进施工。 纵向顶铁用200mm100mm16mm重型工字钢制作，根据水泥套管长度和液压缸顶进行 程，现场制作1500mm、2000mm长的顶铁各一个。 顶管系统就位安装如下图： 高速公路顶管穿越安装示意图 3.2.6 顶管作业 （1）顶管工艺描述 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 7 页 启动液压千斤顶开始顶管施工，开始的顶进速度要缓慢，第一节套管的对中度（水 平度和垂直度）必须控制好。每个液压顶进行程完成后，液压缸退回原位；由人工排尽 管内淤土，对于石方地质，采用风镐破石后人工出渣；然后更换顶铁，继续顶管，直到 顶进行程达到第一节混凝土套管的长度时，吊装下一节套管，将第二管节与首节连接， 再依次顶进；循环进行，直至水泥套管顶入设计长度，抵达接收坑，顶管作业完成。经 监理检查验收合格后，拆除顶管设备，拉运出施工现场。 （2）顶管施工技术要求 采用在套管前端先用人工掏土或风镐破石出渣后再顶入的方法进行施工，以减少套 管端部贯入阻力。 每顶进400mm左右，就应对顶进套管的中线、高程进行观测，使用经纬仪进行指 引；在每次顶进前和顶进过程中均要对套管进土的对中度进行监测，一旦发现有偏移趋 势，要立即停止顶进，使用螺旋式千斤顶等进行人工校正。 对顶入的套管节应做最后检查，保证其端面的平直度、椭圆度，以及管外壁任一侧 母线直线度等。 顶进施工必须连续作业，防止因顶进间隔时间过长而土拱下塌，造成顶进阻力增 大。 顶进操作时应注意压力泵的油压变化，如果发现不正常，则应立即停止顶进，并检 查原因；千斤顶顶进系统的伸长应控制在设备允许范围内，防止损坏千斤顶结构。 水泥套管顶进施工时，在两节套管对接处，按设计要求用 1:2 的防渗水泥砂浆和沥 青麻辫填充密封。施工时可以从水泥套管外壁塞填沥青麻绳至两套管接触端面，然后开 始正常顶进，两套管端面将塞填的沥青麻绳压实，达到防渗目的。 本次顶管穿越长度较长，为了避免顶力太大导致管材顶坏，必须要在管材承受的安为了避免顶力太大导致管材顶坏，必须要在管材承受的安 全顶力下进行施工，把顶力控制在安全范围内全顶力下进行施工，把顶力控制在安全范围内，需每隔 50m 加设一个中继间。 （3）顶进工作面的风镐破石和出渣 套管顶进方向和高度的控制，主要取决于对顶进工作面（套管端面）的风镐破石操 作。 套管每顶进 200300mm，边顶进边用人工在套管端面掏挖风镐破石，并用手推车装 土或渣，人工牵引送到操作坑料斗内，再用吊车吊出并运至指定地点。 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 8 页 工作面掏挖或风镐破石必须在规定的范围内进行，不得超挖，特别是套管底石基 120135弧度范围内，一定要保持套管壁与土、石基表面吻合。 人工掏挖时，不得扰动套管底部的地基土，根据地质情况，工作面每向前挖 100200mm 时，顶进一次，挖出的土石方及时外运。 开挖后要及时顶进，可使阻力在最小范围内。 人工外运土石方时，套管内应架设安全照明设施和通风管。 为防止套管底局部位置悬空，顶进施工完成后，可以向套管与地基土石间的缝隙中 灌注水泥浆。 （4）纠偏、校正 在顶管施工中，需控制套管顶进速度不易过快，经常检查顶进套管的水平度、垂直 度，如发现有误差时，必须找出原因，及时纠偏、校正。 挖土纠偏、校正：当套管顶进中心与设计中心偏差在1020mm范围时，采用挖土纠 偏、校正。在套管偏离的一侧适当超挖，在相对的一侧不挖或留坎；使套管在继续顶进 中逐渐回到设计中心线位置，但不得猛纠硬调，防止产生相反的效果。 千斤顶纠偏、校正：当套管顶进中心与设计中心偏差大于20mm时，采用小千斤顶接 一短木头进行纠偏、校正。将木头的一端顶在套管偏移一侧的管壁上，另一端与千斤顶 相接，并将千斤顶安装在垫有钢板或木板的套管前土、石基上，启动千斤顶，利用其顶 力将套管在顶进中顶回原设计中心线位置。 加垫块纠偏、校正：在顶铁与套管的接触位置上支垫一相应厚度的楔形钢板垫块， 使得套管与顶铁间形成一个与偏移方向相反的夹角，顶进时套管可以回到原设计中心线 位置。 施工中根据穿越具体情况可选用一种或几种方法进行套管纠偏、校正工作。 （5）拆除顶管设备 顶管穿越的水泥套管出土长度达到设计要求后停止顶进，经监理检查验收合格后， 利用吊车并由人工配合拆除顶管设备。 因套管穿越完成与工作管穿越可能不连续，存在一定的施工周期，为防止意外，在 外露的套管两端用编织袋装土码砌封堵管口，并做好警示标志。 3.2.7 监理、业主检查验收 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 9 页 整个穿越施工完成后，及时向监理和业主提出申请，进行现场检查验收，合格后办 理相关的签认手续。 4 4、施工部署、施工部署 根据项目部的计划安排，十天高速公路顶管穿越施工分为：混凝土套管顶进施工， 由特种作业机组承担；线路焊接、工作管穿越、单体水压试验、连头施工，由相应的焊 工机组承担。 4.1、施工人员安排 4.1.1 套管顶进人员（不含公路顶管人员） 序号工种人数（个）序号工种人数 1 工长 17 其它操作手 2 2 技术员 18 司机 1 3 质检员 19 测量工 2 4 HSE 监督员 110 电工 1 5 起重工 111 普工 15 6 千斤顶操作手 2 合计 28 4. 2、施工设备安排 序号设备名称型号数量（台）生产厂家备注 一施工机械、机具 18 普通防风棚 2 自制 19 400t液压千斤顶 1 20 10t液压千斤顶 1 4.4. 3 3、施工计划安排、施工计划安排 十天高速穿越计划 60 日完工。 5 5、QHSEQHSE 管理措施管理措施 5.15.1、质量保证措施、质量保证措施 5.1.1 所有参加施工的人员必须持证上岗。 5.1.2 认真做好顶管穿越技术、质量交底工作，项目专业人员及时到场检查、指导施工。 5.1.3 所有施工材料必须有合格证明或质量检测报告单，施工前由监理工程师确认方可 使用；运抵现场的施工材料由质检员和监理同时进行检查验收，杜绝一切不合格材料进 汉阴县城市气化十天高速公路顶管穿越工程 第 10 页 入施工现场。 5.1.4 严格按图施工，认真执行施工标准及规范。 5.1.5 加强教育，提高职工的质量意识和责任心。 5.1.6 施工中坚持质量“三检”制度，上道工序不合格严禁进入下道工序施工，并做好 各项检查记录。 5.1.7 所有隐蔽工程必须由监理检查验收合格后方可进行回填或下道工序施工。 5.1.8 积极接受监理的监督检查，发现问题及时解决。 5.1.9 套管顶进施工的质量控制 （1）套管节口应保证水平； （2）套管所受顶力应在管子轴线上； （3）每顶进 40cm 套管应检测一次，保证顶进偏差控制在标准范围内； （4）顶进作业坑靠墙应平整、垂直，液压千斤顶必须水平、固定牢固，防止移位。 （5）顶管施工时采用全站仪控制穿越中心线和高程，以线路中心桩为基准进行导向监控。 （6）套管顶进作业开工后，一般情况下应连续施工，不准中途随意停止作业；各工序间 的衔接应紧凑，尽量减少停顶时间，避免推进阻力的增大。 5.25.2、HSEHSE 保证措施保证措施 5.2.1 施工前，制定施工方案与安全措施；对全体施工人员进行 HS