易天线公路顶管穿越施工方案.doc

中国石油天然气管道局中缅油气管道工程（国内段）管道一公司施工分部中缅油气管道工程（国内段）管道一公司施工分部CBE130-CBE131桩易天线顶管施工方案编制人：徐群成审核人：于国强批准人：韩 涛中国石油天然气管道局中缅油气管道工程（国内段）EPC项目部管道一公司施工分部2中国石油天然气管道局中缅油气管道工程（国内段）管道一公司施工分部目 录一、编制依据3二、工程概况31、现场概况32、地质概况3三、工程技术方案41、施工准备42、修施工便道53、场地平整、测量放线54、作业坑开挖65、顶管设备安装就位76、顶管作业87、设备吊拆98、穿越管预制99、主管的穿越1010、回填、恢复地貌1111、施工现场布置11四、质量控制与误差校正111、质量控制112、顶管偏差校正12五、HSE保证措施131、文明、安全施工措施132、安全注意事项13六、施工人员、设备配置156.1机组人员配置166.2设备、机具配置16一、编制依据1.1 中缅油气管道工程（国内段）管道一公司施工分部施工组织设计；1.2 中缅油气管道工程（国内段）线路过程图；1.3 中缅天然气管道工程（国内段）线路工程干线线路设计说明书GP-01-GI00-PL-RP-001；1.4 管道工程投标典型技术方案；1.5 寻甸县CBE130-CBE131桩易天公路顶管穿越PD-01-PL02-PL-DW-049；1.6 油气输送管道穿越工程施工规范GB50424-2007；1.7 现场踏勘资料及公司以往施工经验。二、工程概况1、现场概况CBE130-CBE131桩易天线穿越点位于寻甸县仁德镇王家村附近，交通便利。穿越处管线近东西走向，与易天线交角约87，路面宽约12m。管道起、终点桩号和里程分别为CBE130（里程：52km+980.4m）、CBE131（里程：53km+196.0m），线路水平长度215.56m，管道实长215.59m，其中顶管穿越长度44m，套管长度40m。管线穿越段采用D406.47.1 L415高频电阻焊钢管，防腐等级采用常温型三层PE加强级防腐。设计作业带宽度14m。管线穿越场区地貌单元为山间平原，地形平坦，公路两侧均为农田，平坦开阔，穿越两侧相对高差小于2m，场区高程一般为1864m1866m。场区地貌见下图：2、地质概况场区内主要地层岩性为第四系残破积层及第三系砂岩；在钻探深度内，依据地层岩性与力学性质自上而下共分为四层，其工程地质分层特征描述如下：第层黏土（Q4dl）：黄褐色，硬塑，干强度、韧性中等，土质不均，含少量角砾。层厚3.6-3.5m，层底标高为1935.90-1947.50m，土石等级为级。该层在场区普遍分布。第层全风化砂岩（K）：灰黄色，岩心为含碎石粉质黏土状，土质不均，层厚1.5-4.4m，层底标高为1934.40-1943.10m，土石等级为级。该层在场区仅见于G1ZK4钻孔内。第层强风化砂岩（K）：紫红色，粉砂结构，中厚层构造，节理裂隙发育，岩心较破碎，多呈碎块状，层厚3.1-4.2m，层底标高为1931.30-1938.90m，土石等级为级。该层在场区普遍分布。第层中风化砂岩（K）：紫红色，粉砂结构，中厚层构造，节理发育，岩心较完整，多呈短柱状，饱和单轴抗压强度为0.48-1.13MPa，最大揭露厚度为2.8m，未揭穿，土石等级为级。该层在场区普遍分布。CBE130-CBE131桩处对应易天线里程为K15+200m处，顶管深度为机耕地面到套管顶部1.6米，套管为DRCP 12002000G 级钢筋混凝土套管。根据现场实际情况，在CBE131桩一侧需挖穿越管段的发送沟。为了保证工程优质、高速、安全地完成，特编制该施工方案。三、工程技术方案此段公路穿越采用顶管穿越的施工方案。施工设备主要包括千斤顶、高压液压站、工具管、顶铁及运土设备等。施工前开挖工作坑，将设备安装就位，吊装套管、安装顶环，利用液压千斤顶顶推套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后加入顶铁或套管继续顶进,循环作业，直至套管顶至对面接收坑；拆除设备，清理套管内余土，进行主管穿越。1、施工准备1.1施工前会同设计单位、监理单位对河流穿跨越点的临时控制点进行现场复测、确认、交桩，并填写交桩记录。1.2组织施工人员熟悉施工图，进行技术交底，探讨施工质量保证措施。1.3开工前预先与公路主管部门联系，按照路政部门的要求办理穿越施工手续，按照路政部门的要求设置相应的警示标志。1.4应向路政等有关部门了解清楚穿越地段内地下是否有通讯线路，管道等设施，对于此类设施应请主管部门的有关人员现场指定位置，人工开挖，使之暴露，保护方案应得到主管部门认可。1.5顶管设备、配套设备及各种机具材料、施工用料准备齐全并报监理验收。2、修施工便道根据现场情况，在穿越点工作坑侧修一条施工便道，以便于车辆、材料进入，施工便道与管线便道平顺相接。3、场地平整、测量放线3.1此处穿越点设计作业带宽度14m，根据现场情况，此处操作坑开挖采用二次开挖，需在操作坑一侧增加临时措施用地2060m-1460m=360m2。征地示意图如下：3.2根据设计给定的控制桩位，用RTK型GPS放出穿越中心轴线，并定穿越中心桩，施工带边线桩，撒上白灰线。3.3放线同时放出操作坑与接管坑的位置和开挖边线。3.4保护好公路两侧中心线上的标志木桩，以便按该桩测量、审核操作坑开挖深度和穿越准确度。4、作业坑开挖4.1根据设计要求，在穿越道路两端各开挖一个工作坑，一个作为作业顶进工作坑，另一个为接收工作坑。4.2操作坑宽度为6米，工作坑的长度与管节长度、千斤顶长度及后背墙的尺寸有关，还与顶进方法和运土工具，其长度根据现场和所使用的千斤顶的尺寸而定，本次穿越套管以2m计算，操作坑长度为6m。4.3工作坑的深度由设计管底高程及基础厚度而定，即管底高程加上轨道及基础厚度，就是坑底标高。考虑混凝土套管直径，钢管上覆土厚度、垫层厚度等的要求，工作坑的深度为3.2m。4.4若土质较好并无地下水时，常采用方木基础；对于有地下水的地方基础用C20#混凝土200mm厚；工作坑的基础用于固定导轨，导轨通常是敷设于基础上的方木或钢轨，用地脚螺栓固定或在混凝土中埋钢件，而后将钢轨焊接在上面。两导轨间的距离以管中心至两钢轨的圆心角在7090之间为宜。4.5工作坑的开挖以机械为主，人工配合进行。对于底部有砂岩、泥岩等机械无法开挖的地区，采用风镐开挖。4.6对于地下水丰富、地质条件差的穿越点，其四周采用钢板桩支护，钢板桩长度在5-9m间、钢板桩厚度1厘米、在钢板桩内侧每隔0.5米焊接一块10#槽钢，增加钢板的强度，可根据作业坑深度具体选择。坑外布设井点进行井点降水，井管直径为400mm，每个工作坑设置一组共10根。坑内采用4寸潜水泵4台排明水。基础降水如图所示。基础降水示意图注：水井选用当地钻井设备和材料进行施工,施工现场无地下水时不采用降水措施。在挖作业坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：1）要考虑有充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。2）要有足够的刚度，当受到千斤顶的反作用力时，应使压缩变形小，当反作用力取消时，应能基本恢复原位，以充分发挥千斤顶的有效冲程。3）后背墙表面要平直，并且垂直于顶进管道的轴线，以充分避免产生偏心受压。4）根据土质情况，必要时后背墙要采取相应的支撑措施，例如加道木，加止推平台，选材要均匀坚固，以承受较大的后座力，避免造成后背墙受力不均发生倾斜现象。5、顶管设备安装就位5.1设备下坑前，要对已挖好的坑基进行测量找平，符合技术要求。5.2作业坑处理完毕，用25t汽车吊安装后靠背挡板，支撑托架及推进轨道等，测量校正导轨面，保证套管中心线与设计中心相吻合，保证施工精确度。5.3安装刃脚刃脚装于首节管端部，刃脚由外壳内环和肋板三部分组成，刃脚外壳套于顶进管外部,遮板端部呈2030角，尾板宽度1520厘米，如图所示。刃脚安装示意图5.4安装管节管节安装下坑前应先进行外观检查包括管端面的平直度，管壁表面的光洁度及端面上有无纵向裂缝，检查合格的管子用吊车吊到顶管工作导轨上，准备连接顶进。详见顶管穿越示意简图。5.5千斤顶着力点被顶管端面上的部位是离管底1/3管径处。故千斤顶下面需要搭台，千斤顶可一只或多只，但要按管中线对称布置。管道前端面安装刃角，起切土的功能，减小顶进阻力，控制塌方。5.6管道顶进时所用顶铁包括环形顶铁，方顶铁和横铁。5.7环形顶铁安放在管端面处，它的内、外径尺寸要与管端面尺寸相适应，厚度300500毫米。它的作用是使方顶铁传来的顶力较均匀地分布到被顶管端面上，以免管端面顶坏。5.8方顶铁是在顶管过程中调节间距的垫铁，因此方顶铁的长度要根据千斤顶的冲程、管节长度而确定。方顶铁的两顶端面严格要求平整与平行，若达不到这一要求时不可使用。因为顶端间不平行，在作业时容易发生顶铁外弹。5.9顶管横铁安在千斤顶与方顶铁之间，将多只千斤顶的顶推力传递到两侧的方顶铁上。横铁断面尺寸300300毫米，长度按被顶管口径及千斤顶数量确定。制做时，要求工作面要平行和平整，特别是中间一条焊缝要避免凸出。顶管穿越如图所示。顶管穿越示意简图6、顶管作业6.1顶进操作要坚持“先顶后挖，随顶随挖”的施工原则。6.2千斤顶顶进一个冲程后，千斤顶复位，在横铁和环形顶铁间装进合适的顶铁，然后继续顶进。顶铁安装应平直，顶进时严防偏心，以免使顶铁崩出伤人。顶进时注意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸展长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。在整个顶进操作中应坚持连续作业，若顶进间隔时间过长，土拱容易下塌，使顶力增大。顶管穿越如图所示。顶管穿越示意图6.3顶进管节的方向和高程的控制，主要取决于挖土操作，工作面上挖土不但影响顶进效率，更重要影响质量控制，这就要求对挖土有严格的要求。1）必须在规定的范围内开挖，不得超挖，管底土基弧度在120135范围内一定要保持管壁与原土层表面吻合。2）在人工挖土时，不得搅动管底下部的地基土。3）根据土质情况，工作面顶进0.10.2米时，向前挖一次，挖出的土要及时外运。4）开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在较小的范围内。5）运土采用小车运土，从工作面挖下来的土，要及时通过管内用小推车水平运输至工作坑内，然后垂直提升至地面。7、设备吊拆当套管顶进至对面接管坑时，套管穿越完毕，吊拆设备，清除管内余土，进行误差测量。进行主管穿越施工。8、穿越管预制8.1在穿越套管之前，根据设计要求，选择主管，进行布管，然后用外对口器进行组装，组装应在穿越一侧进行，主管道长度大于套管长度4m以上，且应是整根管。8.2穿越段管道组对前，检查管子是否符合设计要求和变形，对不符合要求的管道不得组焊，并做好标记，不得重用。如存在轻度变形给以校正，校正无效的将变形部分管段切除。8.3此穿越段管子焊接长度约为47.2m（4根钢管连接，每根平均11.8m）。预制场地选在工作井旁边。管道组对前将管道内的脏物清理干净，管内不得有石头、泥块、棍棒、废铁等杂物，焊接的管道下班前用临时盲板封住。8.4组装焊接技术要求应同一般地段相同。8.5组焊完毕后进行100%X射线探伤和100%超声波探伤，质量达到规范和设计要求。8.6探伤合格后，按设计要求进行防腐补口。8.7管道穿越段预制完后，按设计和规范要求，对组焊完的管道进行单独试压。以洁净、无腐蚀性水为试压介质，管线强度试验压力为12MPa，稳压时间为4h，无泄漏为合格。严密性试验压力为8.0MPa，稳压时间为24h。试压结束后及时填写管道试压记录，并报监理审批。9、主管的穿越9.1沟上预制穿路管要考虑吊管机的起吊能力，对于50m以内的穿路管道可以沟上预制后2台吊管机下沟，对于50m以上的穿路管，可沟上预制后3台及以上的吊管机下沟，也可根据地质情况沟下预制穿路管，然后试压。9.2将已试压合格的管段用2-3台吊管机吊入沟内。发送沟比混凝土套管的内底面低0.5-1m（视套管穿越偏差），在管前端安装滚轮支架，按设计图纸要求安装好套管与主管之间的支撑管卡。9.3对于无法设置发送沟的地方，管道需要单根放入管沟内，然后采用沟下焊接，焊接完一根，用吊车将管段吊起，通过前面的牵引将管道拖入套管内，再将一根钢管下入沟内，如此反复直至完成整个顶管内的钢管焊接发送施工。9.4按设计要求，套管接口内封堵采用专用橡胶圈，缝隙用沥青麻丝抹平，顶管结束后，管解接口处用水泥砂浆将缝隙抹平，如图所示。主管穿越示意图10、回填、恢复地貌在穿越主管工程完毕后，应进行回填，靠近公路侧的回填土应夯实，恢复边沟、排水沟等道路设施。路旁有电缆线或管道的应按图纸的要求进行相应防护后回填，并恢复至原地貌。将穿越施工中留下的废钢铁、防腐材料、污水、油迹及其它废弃物等全部清除。11、施工现场布置顶管穿越施工现场布置如图所示。顶管穿越现场布置图四、质量控制与误差校正1、质量控制1.1顶管的质量要求上下偏差：顶进长度在30-42m以内的套管，偏差不应大于150mm。水平偏差不大于套管长度的2%。顶管中心线允许偏差不得超过顶进长度的1.5%，顶进位移纠偏时，每次纠偏角度不宜过大，可根据管径、顶进长度和土质情况确定，一般在520之间为宜。1.2顶管质量的检测管节在顶进时，对顶进管段中线的方位及高程严格控制，以保证顶管的质量。顶管时的中线容易产生方位和高程上的偏差。其原因有以下几个方面：1）由于两侧千斤顶的顶力不对称，或后背发生倾斜，造成中线左右偏离。2）由于顶力作用点和管中线不一致，造成中线左右偏差。在前方挖土时，管底超挖而使高程起伏的不均现象。3）顶管的端面或后背上下部位的土壤承载力相差较大。4）导轨安装有较大误差。5）顶铁制造质量差，受力后变形。根据设计要求，工作坑的方位、高程、标定管道中心线、设定临时水准点等，都要进行精心测量，开始顶进的首节测量非常重要，首节管顶进好坏、方位是否正确直接关系到顶进的质量。对每节管吊装下坑组对时，要及时进行相关的测量，并在正常顶进13米时就应测量一次，管线位置发生顶偏移时，要及时采取校正措施。1.3顶管质量的控制1）顶管高程的控制，可在顶坑中悬空固定水准仪，在顶管首端设立十字架。每次测量时，若十字架在管首端的相对位置不变，水准仪的高程亦固定不变，只要量出十字架交点偏离的垂直距离，就可读出顶管的高程偏差。若水准仪从坑外引进绝对高程，那么顶进管段的各点高程也可推测出来。顶管时的方位偏差，可在坑上面引出中线，在中线方位的两点向坑内吊设两根垂球线，若管首端通过中心点的垂球线和上两垂球线在一条直线上，则顶管方位是准确的，否则存在偏差。2）对管内工作面已挖成形，由专检人员进行质量检验符合要求后，进行顶进作业。3）提前与当地气象及水利部门联系，及时掌握气象信息，根据情况调整工作，加强施工现场的质量巡查，强化对分包单位的质量管理，确保工程施工质量。4）针对雨天、湿度超标的气候条件采取焊接防风棚保护，遮挡风雨、降低防风棚内空气湿度，并严格执行焊接工艺规程，配备足够的质量检验设备,以确保焊接质量。5）在施工过程，严格执行“三检制”和工序交接制度，确保工程质量处于受控状态。6）对焊接好的管线留头要及时用盲板满焊封堵，防止“灌肠”。7）管道下沟作业必须有监理代表在场才能施工，隐蔽工程必须经工现场代表检查。2、顶管偏差校正在顶管过程中校正偏差是保证顶管质量的有力措施，偏差是逐渐积累起来的，也只有逐渐校正过来，偏差过大校正就很困难，因而在顶管过程中应勤校测，发现偏差及时校正。校正的方法分坑内和管端面纠偏这两类方法，具体作法如下：2.1挖土校正法：在管子偏向设计中心的一侧适当超挖，而在另一侧不超挖或留坎，使管子在继续顶进中，逐渐回到设计位置，校正中不得猛纠硬调，以防产生相反结果。2.2顶木校正法：当偏差大于20毫米或用挖土法校正无效时，可用圆木或方木一端顶在管子偏离设计中心的一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后开动千斤顶，利用顶进时顶木斜支管子所产生的分力，使管子得到校正。2.3千斤顶校正法：这种矫正法基本上同顶木校正法，即用小千斤顶接一短顶木，利用小千斤顶的顶力使管位得到校正。2.4加垫块校正法：即在顶管末端与顶铁间的适当位置垫上一块相应厚度的楔形钢板，使顶铁和管间形成一角度，顶进时可使被顶管得到纠正。五、HSE保证措施1、文明、安全施工措施1.1建立以项目经理为首的文明、安全生产保证体系，明确岗位，落实责任，开展目标管理，对关键工序，事故易发现场设立安全控制点，并设专人管理。1.2搞好文明施工生产，推动开展建设文明工地的活动，达到促进安全生产、降低能耗、提高效益的目的，树良好的企业形象；1.3尽可能少占地，少毁树木、花草、农作物，保护好施工现场周围的生态环境，工程完毕后及时恢复地貌；1.4施工过程中，及时清理施工边余料，做到“工完料尽场地清”，对临时占用的场地，恢复原有地貌。2、安全注意事项2.1在施工前，项目部、施工各机组应与当气象台、地医疗机构、武警等单位建立联系，确保提前预报、应急期间外部依托力量的到位。2.2管沟开挖前，应对开挖前的土质、地下设施向施工人员交底，开挖管沟要有专人负责。2.3在开挖前应向设计或当地主管部门勘察地下设施分布情况，当管道穿越光缆、输油气管道等地下设施时，在接近地下设施时应采用人工开挖，以保护地下设施不受损坏。2.4责任落实到人，实行一条龙管理，项目经理安保责任人班长伙长大级工，做到管施工必须管安全；2.5顶管前应进行详细的安全技术交底，在施工中由安全员随时监督检查；2.6顶管作业现场采用全封闭隔离方式，隔离墙用彩钢瓦或彩条布搭设高度2米，工作井边加设防护栏，高度1米；2.7顶管作业应做好防水措施，如在工作井边缘挖明沟排水，在基坑边缘修筑一道350mm高土堤，以防雨水流到基坑内，并在沉井四周做好防护栏杆；2.8在基坑内配备好水泵，防止基坑积水，对基坑边坡加以保护，防止塌方；雨天施工时安排专人监护。2.9管道试压的升压过程中，沿管道两侧6米范围内划分禁区，非作业人员及辆不得进入；2.10加强现场临时用电管理，制定现场临时用电管理措施。施工现场所有电气作业均要由专业电工负责，其他人员禁止擅自安装。作业时，应由HSE巡视员通知现场的其他相关作业人员并负责监护。定期对施工现场的所有电气设施进行检查，对不安全和有损坏的设施要及时维修，破损、老化的线路要及时更换。检查和维护作业由HSE监督员组织，电工和用电设施的操作者共同参加。施工机械和电气设备必须要有可靠的保护接地。 用电设备要按用电容量和安全要求选用熔断器型号，不应随意加大熔断器或使用其它金属代替。闸刀应有护盖，以防弧光伤人。手提式照明灯的电压不应超过36V，在金属容器或管道内以及潮湿场所，其电压不应超过12V。现场的用电线路及设备应保证绝缘良好，不应绝缘层老化和金属线裸露。户外架空线不应低于3.5m。沿地面布线应采用橡胶电缆。电缆敷设时在有可能受外力损伤的部位，应加有足够强度的防护套管。电工所用的绝缘工具、护具，应随时检查，保证绝缘良好，安全可靠。电器设备发生火灾时，要立即切断电源，应使用干粉灭火器及时扑救。对现场所有员工定期进行安全用电常识的宣传教育。地下照明要用低压电源，对所有的用电器，配电箱进行检查，维修，做好防雨、防水设施，防止漏电伤人。2.11加强机械化管理，在顶管作业前检查机械设备性能是否良好，安装是否牢固。非司机不可开动机械，配电箱要加防雨罩盖并加锁；2.12夜间施工，施工现场要有足够的照明，设置适合夜间使用的警告标志；2.13大型施工机械设备进场和施工时要注意周边情况，保障设备安全应注意与架空高压电缆、通讯电缆的安全距离，以免造成安全事故。2.14开挖发送沟，应分台阶进行开发，挖下层发送沟时，须打好钢板桩，成沟后，做好加固措施，即钢板桩间加好支撑，施工人员不要进入发送沟内。2.15雨天施工时，应结合场地内路基情况采取合适的降水措施，必要时暂停施工，并在工作井口铺设防水雨布，井内用水泵抽水，确保不会造成路基沉降。 2.16作业坑的开挖和支撑设置应按规定执行，以保护施工人员安全，同时保护公路不受损坏。并设置安全