《北庄燃气专项方案》PPT课件.ppt

专项施工方案,大唐煤制天然气管道北京段工程 京承高速引道（北庄）穿越,汇 报 内 容,一、编制依据,二、工程概况,三、施工布署,四、主要施工方案,五、监测方案,一、编制依据,1、设计文件 大唐煤制天然气管道北京段（古北口高丽营）工程 线路工程第二标段高速引道北庄穿越施工图纸 大唐煤制天然气管道北京段（古北口高丽营）工程通用设计文件号：DL1-0101线02 大唐煤制天然气管道北京段（古北口高丽营）工程通用设计文件号：DL1-0101结01 2、相关规范、规程和标准 北京市市政工程施工安全操作规程 DBJ01-56-2001 油气输送管道穿越工程施工规范 GB50424-2007； 油气输送管道工程施工及验收规范 GB50369-2006； 钢筋焊接及验收规程 （JGJ18-2003） 建筑机械使用安全技术规程 （JGJ33-2001） 施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ46-2005） 其他现行国家、行业、地方相关规范、规程、标准。 3、工程施工现场实地勘察情况。,二、工程概况,1.工程简介 工程名称：大唐煤制天然气管道北京段（古北口高丽营）公路穿越施工工程 建设单位：中石油北京天然气管道有限公司 设计单位：中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司 建设地点：北京市密云县 本标段主要在北京市密云县等区（县）界内施工，新建管线穿越京承高速路北庄出口处，采用机械顶管顶进混凝土套管方式通过。 计划工期：共计44日历天,管线平面示意图,管线纵断示意图,二、工程概况,2.工程周边环境条件 穿越处场区位于北京市密云县北庄镇京承高速公路北庄站出口的高速引道，在地貌单元上属于山间谷地，地形较起伏。拟穿越高速引道为沥青路面，宽约30.0m，路面高出地面约2.0m，高速引道两侧有边沟，穿越处两侧为林地和农田区。穿越处道路较多，大型车辆可直接到达穿越点位，交通条件非常好。 顶管工作竖井及接收竖井位于道路两侧绿地内，地面较有起伏，现况高速引道宽28m，为沥青混凝土路面结构形式，路面较顶管竖井所在位置高出约2m左右。引道北侧为山，山上种植树木，山脚为林地，设计顶管工作坑位于山脚林地内； 引道南侧为农田，地势较路面低1.5米，接收坑位于农田内。,二、工程概况,3.工程地质及水文地质条件 根据钻探，结合工程物探，勘察深度范围内场区底层主要分为7层 1）填土：黄褐色，稍密，稍湿，以粉土为主，含较多砂土成分，含较少角砾及卵石，含量约占510%，厚度1.40m，层底深度1.40m，层底标高213.13m。 2）中砂：黄褐色，中密，湿，砂纸不均匀，以中砂为主，含角砾，局部含卵石及黏性土，黏性土含量约占20%，厚度3.00m，层底深度4.40m，层底标高210.13m。 3）粉质黏土：灰褐色，可塑，土质较均匀，干强度中等，稍有光泽，局部含粉土夹层，土石工程分级为级，厚度1.70m，层底深度6.10m，层底标高208.43m。 4）粗砂：黄褐色，中密密实，湿，以粗砂为主，含卵石，卵石含量约占1030%，卵石粒径37cm，厚度2.20m，层底深度8.30m，层底标高206.23m。 （2）地下水情况 穿越处地下水位埋深为4.905.30m，标高约为209.23211.01m，地下水主要大气降水和河水补给，排泄途径主要为蒸发，拟穿越场区位于山间谷地，地下水类型为潜水地下水，穿越处东侧为清水河，山区性河流，雨季丰水期河水位容易暴涨暴落，砂层和卵石层透水性较强，雨季丰水期时地下水位会随着河水上涨而有一定程度的上升。,二、工程概况,5）粉质黏土：黄褐色，可塑，土质较均匀，干强度中等，韧性中等，稍有光泽，局部有中砂夹层，厚度4.30m，层底深度12.60m，层底标高201.93m。 6）碎石：密实，磨圆度较差，多呈次棱角状，含量约占5060%，一般粒径37cm，最大粒径10cm，母岩成分以花岗岩为主，充填物为粉质黏土、角砾，该层分布于整个穿越场区，埋深变化较大，土石工程分级为级，渗透系数约为0.13m/s，水上自然休止角约为35，水下自然休止角约为33，该层厚度为1.104.50m，层底深度为4.5013.70m，层底标高为200.83211.41m。 7）花岗岩：中等风化，002号孔上部近强风化，肉红色，粗粒结构、块状构造，节理裂隙较发育，岩芯多呈碎块状，局部呈柱状，一般柱长约510cm，最长柱长16cm，取芯率4050%， RQD值为10%，该层分布在整个穿越段，土石工程分级为级，该层在勘察深度内未揭穿，最大揭露厚度10.50m，最大揭露深度15.00m，最深揭露标高为199.53m。,三、施工布署,1. 项目进场及拆迁协调 施工准备：进行场地平整，及现场三通一平，计划2013年5月3日至2013年5月6日，共计4天完成此项工作，在此期间完成总指挥部、现场临时指挥部搭设、工程开工动工报审、及专家论证等审批手续办理工作。 2.管道顶进施工 采用土压平衡机械顶管施工，根本设计图纸共需设置2座顶管工作竖井，并且管道顶进距离相对较长，因此我单位计划35天完成此管穿越管道顶进，并配合管线施工单位完成管道安装工作，完成竖井回填及场地平整工作。 工作坑施工：2013年5月7日至2013年5月15日 顶管设备安装及顶进：2013年5月16日至2013年5月28日 管道施工：2013年5月29日至2013年6月10日 3.工程竣工及清理工作： 计划2013年6月11日至2013年6月15日，共计5天，在此期间我公司将完成工程内业资料整理及现场清理工作，完成工程管道验收工作。,四、主要施工方案,1、施工流程,四、主要施工方案,1、顶管机的选择 套管管顶覆土较大，所处地层以粗砂、碎石、花岗岩为主。根据顶管区间地质条件、地下水情况及套管管径、顶进长度等条件，拟采用土压平衡顶管机（加泥式） TPD1500土压平衡顶管机。 如竖井开挖后，岩石硬度高或卵砾石含量超过30%，及时调整理顶管机型号，以满足工程需要，采用带有破碎功能的泥水平衡DN1500顶管机。,TPD1500土压平衡顶管机参数,四、主要施工方案,顶进坑和接收坑支护方案 支护形式 本工程采用钢筋榀架+钢筋网片+锚喷混凝土的倒挂施工支护结构，并在井口处设置闭合的锁口圈梁； 倒挂支护的结构形式 顶管工作坑均采用钢筋榀架+钢筋网片+锚喷混凝土的支护结构型式。 1）锁口圈梁采用C25模筑混凝土结构，断面尺寸为1000500mm。 2）竖井钢格栅：竖井的锁口圈梁以下采用水平钢格栅(纵向连接筋)+钢筋网片+喷射混凝结构。水平钢格栅竖向0.5m/榀。环向内外双层竖向连接筋为22500。 3）侧墙网片:两竖井侧墙均采用6双层钢筋网片，网眼150mm150mm。网片与竖向连接筋和钢格栅绑扎成一体。 4）侧墙锚杆：侧墙锚杆采用22钢筋，长度2.25m，竖向间距1m，横向间距1m。 5）底板配筋：结构同侧墙，采用钢格栅封底设连接筋，沿竖井长度方向水平间距0.5m。 6）临时支撑:顶进坑设置对撑，垂直长边设置，四角设八字撑；接收坑设置八字撑，用220a槽钢对扣与侧墙榀架上的预埋钢板焊接。对撑设置随八字撑进行，采用232a槽钢对扣与侧墙榀架上的预埋钢板焊接。 7）喷射混凝土采用C20级，厚35cm。,四、主要施工方案,施工范围地下水控制措施 顶管施工范围地下水位较高，水位埋深为4.905.30m，标高约为209.23211.01m，管道埋深6.2m-6.98m，因此需在顶管坑周围采取控制地下水位措施，而土压平衡式机械顶管施工工艺顶管段则不需采取控制地下水位措施。 地下水位于施工前进行进一步核实，地下水位控制措施根据现场水位深度、水量大小等具体情况采用明沟排水或帷幕止水。采取最优有效措施，保证施工在无水条件下进行，预防安全、质量事故的发生。,四、主要施工方案,机头入洞 先将洞口处的墙壁凿除，洞口处，人工向前挖土500800 mm，再将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水。然后开动顶管机刀盘，待土仓压力升到0.1 MPa时，这时螺旋输送机的土压也上升到0.07 MPa左右。掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在 5毫米/分钟以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于 30度时，可使用刀盘反转调正，顶进 2米以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，土仓压力控制在5080KPa，下第一节混凝土管做反封闭。,四、主要施工方案,正常顶进 1） 土仓压力的设定： 按计算表数值设定，施工时设备自控可保证10%的土仓压力：遇有砂层、砂砾石层、下穿道路、离构筑物较近时，土仓压力设定适当加大30%左右，以提高安全系数。 2）触变泥浆减阻：顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进阻力、提高顶进速度的重要一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。膨润土一般要求胶质价在80以上。膨润土进场后，先测定其胶质价，根据胶质价确定配合比,四、主要施工方案,填充注浆 顶管完成后及时对管道外壁进行填充注浆，加固管道外壁土体。 使用的注浆材料为水泥加粉煤灰浆，其配比为水：水泥：粉煤灰=5：1：3。通过管道内部的压浆孔压注，注浆次数不少于三次，两次间隔时间不大于24小时。 雷达检测 填充注浆完成后，需进行雷达检测，对雷达检测出的空洞地方，须再补注水泥+粉煤灰浆充填。,四、主要施工方案,顶管进出洞口地基加固措施 1、地基加固方法 顶管进出洞口措施是施工成败的关键。在进出洞口先进行压密注浆地基加固，以保证顶管施工时顺利进出洞口。地基加固范围为进、出洞口前5m，上部2m，左右及下部各1m。加固范围如下页图： 2、注浆浆液配合比 注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆，水灰比为0.6，外掺2%水玻璃及2%膨润土。 3、注浆方法 钻孔孔径42，压密注浆影响半径为600mm，有效半径为500mm，故确定布孔排距和孔距为1m。 注浆采用先外围、后内部的施工方式，以防止浆液流失. 改进注浆喷头，将常规直喷式改为滤网式喷头。旨在增加注浆压力，扩大有效半径，增加水泥浆的渗透力。 每孔注浆时，自上而下逐段注浆，每次拔管间距不大于0.5m，注浆压力为0.250.35Mpa。 先将注浆管压入土层至设计深度，然后接上压浆机，边向上拔起注浆管边向土层内注浆。通过控制注浆量和注浆压力来达到注浆要求。,四、主要施工方案,四、主要施工方案,顶管机头操作要点 务必要控制好土仓的土压力。 采用调节顶管机推进速度来控制土压力时，其特性较硬，变化较快；采用调节螺旋输送机排土量来控制土压力时，其特性较软，变化较慢。必要时同时使用这两种方法来控制。在推进过程中，必须注意偏差发展的趋势。纠偏的原则是：务必让偏差保持在较小的波动范围内，并且做到勤测勤纠，小幅度纠和看趋势纠。 采用来改良土体的浆液可以是粘土浆，也可以用膨润土浆。 顶管机刚产生偏转时，就必须用改变刀盘的转向来校正，校正方法是顶管机向哪个方向发生偏转，刀盘就朝哪个方向转动。每班必须对顶管机所有润滑点的润滑进行检查，以确保润滑处于良好状态。润滑油脂少了应及时补充。,四、主要施工方案,沉降控制措施要点 在顶管施工前，必须与沿线管线及构筑物单位取得联系，摸清管线、标高、位置。制订切实可行的保护措施，并取得对方的认可才能施工，确保管线及构筑物安全。 地面监测，优化掘进机参数：在初始推进阶段，要精心组织地表监测，在轴线上方每隔3m布设一个沉降控制桩。通过地表监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数（包括推进速度、开挖面土压力值，出土率等）进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。 注浆稳定措施：除了在初始推进阶段，优化推进参数以外，在顶进过程中加强同步注浆也是有效手段之一，必须尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。要选择触变性能良好的膨润土制浆材料。,四、主要施工方案,加强对管线的监测措施 在顶管施工中，用监控来指导施工是十分必要的，依靠监控和数据的不断反馈可避免盲目施工、冒险施工。根据本工程的规模和环境控制的要求，施工监控包括二项内容：沉降、隆起和水平位移，以确保绝对安全。 沉降控制:在监测站采用水准仪，通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，并绘制沉降速率图表，有效的掌握沉降量，要求沉降控制在10mm之内。当发现沉降量接近控制量，必须立即停止推进，调整土压力控制值，并采取相应的跟踪注浆措施。各监测站进行全过程沉降、位移监测，汇总数据，分析取得的数据。 监测频率：监测工作由专业人员实施，从顶管距离监测对象20米，就进行监测。各监测内容的初始值的获得，其测值次数不少于3次，顶管进入监测区域每2小时至少测量一次，必要时连续观测。当机头到达监测对象底部时应连续观测。监测人员对每次的监测数据及累计数据变化规律进行分析。及时提供沉降、位移观测曲线图。 报警及处理原则：如果监测数据任一项到达警戒值即向业主、设计、监理、项目部提出告警，提请有关部门关注。同时一起参与补救方案的制定和研究。有关部门得到报警口头通知后或接到书面通知后，应立即汇集监测单位和各方人员进行情况分析，必要时召开专家讨论会。,四、主要施工方案,管道的后期下沉的控制技术措施 一待顶进结束，立即利用原注浆孔向管外壁压注水泥浆，以置换原来的膨润土泥浆，置换浆的容积为原建筑空隙的2倍，置换体的强度为0.2MPa。 管道接缝的渗漏对后期沉降更为重要。为此，顶进结束后应逐一检查管接缝渗漏情。对薄弱环节，应立即从木衬垫处钻孔至根部，对根部环形空隙处压注聚胺脂浆，大量施工经验表明这是一种最有效的堵漏措施。,五、监测方案,本工程基坑安全等级为级。为保证工程的顺利进行，本工程须进行全程监控量测，严格监控制度，避免因工程实施给周围环境及构筑物造成较大影响。,五、监测方案,施工安全监测的部位,五、监测方案,顶管在施工过程中，根据以下几项进行监测：,五、监测方案,沉降测点布置 1、地表沉降测点布置 根据规范的要求以及现场实际情况，沿管道轴线纵向地表每隔10m布置一个点，在观测初期，在始发井附近加密布置沉降点，尽早掌握地表下沉情况。由于区间内车流量大，测点布置比较困难，只能有选择性地布置。沉降观测点平面布置见右图。 引道测点布置三排，分别设在引道两侧及路中隔离带位置，每排设置三个测点，管线中心一个，顶管影响线处即距离管线中心线7米处左右两侧各设置一个。,五、监测方案,五、监测方案,起止观测时间与顶管断面的关系 顶管机机头距观测点20米时开始观测，量测频率见下表：,五、监测方案,信息反馈 在施工过程中，对现场测得所有观测数据，均实行信息化管理，由富有经验的专职人员根据不同