新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技术方案

地基沉降对燃气管道的损害及对策地基沉降对燃气管道的损害及对策 2011 03 26 来源 点击数 46 次 选择视力保护色 合适字体大小 大 中 小 请发给您身边需要的朋友 您可以联系以下优秀商户您可以联系以下优秀商户 天津泽鸿腾飞合金钢铁 销售有限公司 山东聊城通源精密钢管 制造公司 聊城奥瑞金属材料有限 公司 山东无缝方管厂 山东省通源钢管制造厂 天津隆兴福钢铁贸易有 限公司 天津鲁博钢铁贸易有限 公司 山东聊城鑫源钢管有限 公司 聊城运河物资有限公司 天津宏达不锈钢有限公 司 天津市汇鑫盛达不锈钢 销售有限公司 天津欣龙钢铁有限公司 天津易恒祥钢材销售有 限公司 天津不锈钢厂 山东省聊城市金通源管 材有限公司 聊城市运河物资有限公 司 山东聊城运河物资有限 公司 聊城市巨洋钢管有限公 司 山东小口径冷拔钢管厂 天津永名金属销售有限 公司 聊城华泰金属材料有限 公司 天津繁发钢材销售有限 公司 天津易特不锈钢有限公 司 山东省精密无缝钢管厂 天津汇鑫龙达不锈钢有 限公司 天津不锈钢板厂物资材 料销售处 天津钢盛铁发金属材料 有限公司 天津盛旺不锈钢有限公 司 1 前言 因填筑地固结压密而产生地基沉降导致燃气管线受损 这种灾害 的大部分都集中在管线与建筑物的连接处 地基产生不均匀沉降处 及接头部位 汕头市华新城燃气管线因地基沉降而导致多处泄漏 2 华新城概况 汕头市华新城为住宅小区 已建住宅 30 栋住户 1500 余户 1994 年开工 分多期开发建设 其建设用地为月埔镇的水稻田 回填土 高度约 3m 大部分用地回填半年左右即开工建设 田地淤泥层深度 约 0 8m 其配套的燃气工程为汕头市燃气建设公司承建并经营 气 源为液化石油气 两级调压入户 中压庭院管压力为 0 08MPa 低压 管压力为 0 003MPa 燃气表和用户调压器分别集中安装于一楼外墙 或室外地坪的表箱内 见图 la b 3 沉降损害 根据现场调查 其沉降损害相当严重 两座多层房屋之间的单层 建筑未作桩基处理 现已下沉 20 30cm 不等 从散水坡与房屋连接 处测量其沉降量为 15cm 左右 散水坡与房屋水平位移 2 3cm 部 分出地立管接头松开后下沉 10cm 左右 因这种上下和水平方向的位 移变化导致燃气表箱部位管线严重变形弯曲 80 的表箱部位管线 螺纹接头多处泄漏 其泄漏率的分布大致为 弯头占 9 62 活接头 占 52 72 三通占 7 2 其余为丝扣连结阀门 丝堵等 4 损害特征 华新城燃气表箱部分布管工艺多种多样 其损害情况复杂 大体 分两类 4 1 表箱固定在外墙上 因表箱固定在外墙上 地基沉降发生的位移主要损害进口端出地 立管 管架 阀门 表箱等 因沉降较大 管线的塑性变形无法满 足沉降发生的位移 首先将出地立管固定支架拉脱离墙且立管在此 处弯曲变型 继而将进口管往下拉 因表箱进口的限制导致进口管 将表箱侧板压坏变形 分配管和箱内水平管发生倾斜 在此过程中 对丝口部位施加拉应力削弱了丝口连接的预紧力可导致丝口松动而 泄漏 虽然螺纹接口处的断裂荷载可大于钢管本身的 6 螺纹接口 本应更可靠 然而 螺纹接头的变形能力与钢管本身相比较低 当 地基沉降产生很大的相对变形集中于螺纹接头时 有时将破坏接头 4 2 表箱固定在室外地坪上 表箱固定在地坪上 室外地坪与建筑物的相对位移的增加主要影 响表箱出口端管道 进口端管道损害相对较轻 因地面亮起 表箱 不能与地下管发生同步位移 那么表箱进口端管道同样受到拉应力 作用而可导致损害 出口端 DN 镀锌管因截面刚度小 弯曲变形严 重 5 对策 1 在房屋散水坡施工完毕 出地立管的固定管架应拆除或采用 套管式固定支架 见图 2 即可避免管道在此处应力集中 阻碍管线 的下沉 又可保持立管在施工时的垂直度 2 表箱立于室外地坪 其进出口管线应考虑采用柔性连接 挂 于建筑物外墙上的表箱只采用进口管柔性连接 柔性连接的可拉伸 量应满足沉降的最大位移 3 垂直于建筑物的地下管线支管应因地制宜分级抬高埋设深度 靠近建筑物见图 3 这有利于提高支管的挠性 吸收地基的沉降位移 减少管沟开挖对建筑物基础的影响 4 出地立管穿过混凝土地面时须设置出地套管见图 4 防止混 凝土与管道固结 阻碍管线位移 5 采用塑性较好的材料 这是根据材料的屈服极限来考虑 对 于钢管和 PE 管来说主要的破坏最集中在接点和端部固定端 但是钢 管和 PE 管其接头都有较好的延伸性和较好的接头偏转角 基本可以 根据其材料的屈服极限来确定 6 采用浅埋 减轻地基对管的压力 7 庭院管采用树技状连接 尽量缩减庭院管的长度 减少接点 8 利用管线自身弯曲 增大弯曲半径 减少弯头的使用量 9 采用不锈钢金属软管替代伸缩器 目前伸缩器的使用主要考 虑温差对管线的影响 不能解决两端管线上下方向上的位移变化 地基的不均匀沉降将导致管线在伸缩器部位产生破坏 当拆除伸缩 器后 两端管线无法对中 更换困难 10 减少与建筑物垂直靠近的上升立管数量 利用建筑物外墙 绕行 GB50028 93 城镇燃气设计规范 表 5 3 2 1 要求 埋地燃气管 中压 B 级离建筑物基础水平净距为 1 5m 外墙到基础外围距离约为 0 6m 那么管线离外墙的距离应不少于 2 1m 对于垂直靠近外墙的 地下管出地立管是很难做到 另外 对垂直于建筑物外墙的地下各支管也难保证与其它地下管 线的安全距离 按照 GB50180 93 城镇居住区规划设计规范 第 8 0 2 条要求 在非采暖区六种基本管线的最小水平间距 它们在建 筑线的最小极限宽度约为 10m 见图 5 住宅的厨房厕所大都连在一 起 在相应的室外地坪部位必然有给水 排水等地下管线和排水井 化粪池等设施 如果厨房位置在楼梯间旁 那么地下必然还有电力 电信管线和电力 电信井 各种地下管线在弹丸之地都要集中靠近 建筑物 实际上是很难满足 GB50028 93 城镇燃气设计规范 和 GB50180 93 城镇居住区规划设计规范 的相关条款的安全距离要 求 再加之地下管线各专业设计缺乏沟通 开发商协调不力以及施 工的不规范 造成地下管线在集中部位相当混乱 很难保障燃气管 线的安全距离 所以应减少垂直靠近建筑物的上升立管的数量 减 少地下管与建筑物的连接点 11 应根据地质条件对地下管线进行抗震和抗沉降设计 汕头市地质地震环境 汕头市处于中国东部 北东一北北东走向的巨型新华厦构造第一 沉降带 第二复式隆起带和东西走向的南岭构造跨越的地段 这三 大构造单元交汇复合的附近 在地质历史上曾发生过多次构造运动 最强烈的是燕山运动 其构造变动以断裂作用最为显著 对汕头市 区未来地震影响最大的断裂构造是北东向断裂构造的滨海断裂带和 泉汕断裂带还有北西断裂带的河源断裂带 相关标准及法规的要求 根据 GB 89 建筑抗震设计规范 第 3 3 1 条要求 对液化沉陷敏 感的乙类建筑可按 7 度考虑 7 9 度时 乙类建筑 国家重点抗震城 市的生命线工程 可按原来裂度考虑 汕头为国家重点抗震城市 属 8 度抗震区 地震对地下管线的损害特征 a 烈度 地震影响强度或地面位移量 和场地土的影响 管道的 震害率随烈度影响强度而增加 但烈度影响与场地土的影响比较居 第二位 b 地形地貌的影响 地形地貌的影响对管道震害也是很重要的 主要在地震时岸坡明显位移 回填土与原状土间震陷显著 地基沉降与地震的关系 这里说的地墓沉降是指一个长时间的地基固结压密过程 而由地 震引起地基沉降是一个短时间团结压密过程 其作用结果都会导致 地基的塌陷 地下及地面设施的损坏 地震波的作用会加剧现有的 地基沉降量 而进一步损害燃气管线 造成难以估计的后果 地震对地下燃气管线的损害 现代燃气管线主要是钢制管道 国内聚乙稀塑料管也处在发展阶 段 地下管线的三大大敌 腐蚀 地基的不均匀沉降与地震 其中 最大的天敌是地震 地震不仅直接破坏地下管线的正常功能 而且 可产生次生灾害 火灾 爆炸等 给国计民生带来重大损失和人员 伤亡 地下管线如果遭到损害 必须逐段查找 只有当整个系统确 认正常后才能恢复供气 恢复时间长 抢修困难 华新城地基的沉 降为研究回填土对燃气管线的破坏提供了一个例证 同时也提醒我 们应采取措施防止或减轻地基沉降和地震对地下燃气管线的损害 以保证地下管线的安全正常运行 6 结束语 1 对于直埋管线基础的夯实 因为夯实只是表层的 所以场地 土意义不大 且当多个专业同时在小区施工时 夯实很难达到其目 的 而采用其它的地基处理方式 造价太高 所以 在允许沉降的 基础上 采取上述措施 2 对于地基沉降和地震设防 GB50028 93K 城镇燃气设计规 范 没有相关条款的要求 希望该标准增加相关的内容与有关的法 规标准相呼应 3 这里说的地基沉降是指室外地坪的沉降 一般说来建筑物都 有作地基处理 认为建筑物的沉降在其施工过程中已基本完成 建 筑物竣工后其沉降既是有也是少量的 采用上述方法 同样可以避 免因地基与建筑物相对位移的缩小给管线带来损害 新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技术方案新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技术方案 分类 免费论文下载中心 定做论文 英文版 繁体版 作者 唐海军 时间 2009 12 22 16 1 浏览 5836 次 论文关键词 天然气管道 隧道开挖 近距离 安全措施 方案 论文摘要 通过对杭甬客运专线 HYZQ 2 标段外岙一号隧道下穿天然气管道安全施工 方案的总结 介绍了近距离天然气管道进行隧道开挖施工的方法 通过地表防沉降措施和 隧道开挖安全防护措施的实施 确保了隧道施工过程中天然气管线的安全 一 工程概况 图 1 1 天然气管道过隧道顶部的横断面 外岙一号隧道位于浙江省慈溪市茶亭南外岙自然村 隧道起讫里程 DK111 345 D K111 494 全长 149m 经过现场勘查 在外岙 1 隧道山顶有一直径 30cm 的慈溪天然 气管道 该段天然气管道设计压力为 4Mpa 管道在隧道线路里程 DK111 410 方向大致与 杭甬客专线路方向垂直 管道在山顶埋深约 1 2m 距离 DK111 410 隧道断面洞顶垂直距 离约 14m 附断面图 进出口距离管道的距离分别为 65m 和 84m 外岙一号隧道位于剥蚀低山丘陵区 相对高差约 60m 自然坡度 15 30 植被发育 主要为杨梅树林 围岩分级 级围岩 129m 级围岩 20m 二 施工技术方案 根据国务院 2001 年第 313 号令 石油天然气管道保护条例 第二十六条 违反本条 例的规定 在管道中心线两侧或者管道设施场区外各 50 米范围内禁止爆破 因此 外岙 1 隧道在施工中 大于 50m 范围以外采用控制爆破 孔深控制在 0 75 1 m 周边眼单孔装药量控制在 0 1kg m 断面开挖取 0 15kg m 严格控制装药量 控制隧 道安全震动速度小于 1cm s 距管道距离小于 50m 范围不采取任何爆破作业 采用钻孔灌膨胀剂再用凿岩机进行开 挖和破碎岩石的施工方法 进入天然气管道下部施工前 考虑到隧道开挖后可能会产生地表沉降 影响天然气管 道的安全 因此 设计方案采取钢桁架悬吊天然气管道的方案施工 确保隧道在开挖过程 中管道不因地表沉降而受到影响 三 主要的施工方法和施工工艺 岩石破碎方法及施工工艺 由于在 50m 范围内不能采取炸药爆破的方式进行开挖作业 因此为了天然气管道的安 全 我们采用两种方案进行开挖 一 钻孔灌膨胀剂对岩石迫裂的办法进行开挖和破碎作 业 二 当遇到比较破碎的岩层 灌注膨胀剂迫裂的效果不理想 采取人工风镐配合破碎 机进行开挖 迫裂法作用机理 膨胀剂灌入孔中 发生水化反应 放热 固结 体积膨胀 对孔壁 施加压力 将孔壁外的岩石破裂 1 主要工艺流程 炮孔布置 膨胀剂迫裂法布孔参数如下 炮孔按梅花形排列 以利于把岩石破碎成小块 见下图 3 2 图 3 2 爆破布孔图 孔距 d d 为孔径 k 值按下表选取 混凝土的 K 值 孔径 50mm 表 1 混凝土种类含筋率 kg m 3标准 k 值 素混凝土无10 18 说明 把岩石视作混凝土来考虑 标准值先选取 视破碎情况做调整 最小抵抗性和排距是介质强度 自由面状况 孔径的函数 一般可参照下表选取 最小抵抗线值 表 2 破碎对象的名称W 值 cm破碎对象的名称W 值 cm 软岩40 60中 硬质岩石30 40 孔深 L H 为被破碎体高度 为经验系数 对厚岩 1 05 每米炮孔装填量及参考单耗 见下表 每米炮孔用药量 表 3 孔径 mm3032343638404244464850 用药量 kg m 11 11 31 51 71 92 12 32 52 73 03 3 单位体积破碎用量 表 4 介质种类备 注 软质岩石破碎8 10 中质岩石破碎10 15 硬质岩石破碎12 20 全断面每延米需要 2100kg 按 109m 暗洞计算 整个隧道要 228 吨膨胀剂 膨胀剂迫裂法装填及养护工艺如下 拌料 散装粉状膨胀剂 严格按选定水灰比 一般控制在 0 28 0 33 用人工或手提 式搅拌机拌匀 搅拌时间不超过 1min 搅拌好后马上装入孔中 筒装膨胀剂只需将之放入 盛水容器中浸泡直到不发生气泡为止 一般 4 5 分钟即可 装填 搅拌好的浆体必须在 5 10min 内装完 然后用塞子封口 2 安全注意事项 因膨胀剂对皮肤有腐蚀作用 要避免直接接触 沾上要立即用清水洗净 装填作业时 装填人员要戴防护眼镜 作业人员避免进入已装填好的区段 以防喷孔伤人 围岩支护方法及工艺 1 开挖方式 隧道的施工方法与支护参数及辅助施工措施密切相关 根据监控结果合理调整支护参数 从 而确保施工安全及天然气管道的安全 外岙一号隧道隧道主要以 级围岩为主 级围岩共长 20m 级围岩共长 129 m 级围岩开挖采用 CRD 法 级开挖掘进方法采用三台阶七步开挖 开挖掘进的方 式全部采用凿岩机对隧道断面内的岩层进行机械破碎 装载机装碴 自卸车辆进行运碴出 碴 机械开挖掘进中坚持 短进尺 强支护 勤量测 紧衬砌 快封闭 的原则 2 支护方法 2 1 为保护洞顶天然气管道 施工中注意事项 2 1 1 隧道施工应坚持 机械掘进 短进尺 强支护 早封闭 勤量测 的原则 开挖进 尺严格控制在 50cm 严禁塌方发生 2 1 2 开挖方式均采用机械开挖 不采取爆破 2 1 3 工序变化处之钢架 或临时钢架 应设锁脚钢管 且必须对锁脚钢管进行注浆 以确保钢架基础稳定 2 1 4 当现场导坑开挖孔径及台阶高度需进行适当调整时 应保证侧壁导坑临时支护与 主体洞身钢架连接牢固 横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置 并考虑侧壁导 坑自身的稳定及施工的便捷性 2 1 5 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置 及时施作并连接牢固 2 1 6 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后 方可进行 2 1 7 施工中 应按有关规范及标准图的要求 进行监控量测 及时反馈结果 分析洞 身结构的稳定 为支护参数的调整 浇筑二次衬砌的时机提供依据 2 1 8 隧道施工以前须提前通知天然气管道的产权单位 在产权单位允许后方可施工 开挖过程中严密监控 特别在天然气管道中心 5m 范围内设置警戒线 避免在开挖过程中 施工机具接触天然气管道 对原有的天然气管道警戒标志应该防护保留 并派专人定期检 查 管道开挖出来以后不能长期暴露 必须采取相应的措施及时处理 2 1 9 制定详细周密的安全方案进行备案 在隧道施工期间 派专人携带便携式燃气检 测仪在隧道施工场地周围不停检查空气中天然气浓度 出现异常立即停止施工 找出解决 方案 2 1 10 隧道施工结束后对施工范围内的管道用 2cm 厚的钢管做保护套管 以防止一旦 发生天然气泄漏爆炸不至于从隧道顶部炸开 确保隧道贯通铁路通车后的运营安全 2 1 11 双口掘进的汇合点要距离管道断面 20m 以外 防止施工机械同时震动对管道造 成破坏 2 2 初期支护 初期支护是复合式衬砌的重要组成部分 有足够的强度和刚度控制围岩下沉变形 外岙 隧道工程初期支护主要采用直径 22mm 长 4m 的锚杆 28cm 厚喷射混凝土 I20 工字钢 支撑及挂钢筋网 软弱破碎围岩地段支护及早封闭成环 在开挖每循环进尺 0 6m 后 停止掘进 先进行 I20 工字钢环向封闭支撑 在两侧拱 脚及时施作直径 50mm 的锁脚钢管 同时进行环向注浆锚杆施工 让山体围岩与工字钢及 锚杆系统形成一个整体 待这一个支护循环施工完毕后再进行下一个循环的机械开挖掘进 2 3 砂浆锚杆支护 砂浆锚杆采用螺纹钢筋现场制作 长度为 4m 锚杆采用锚杆台车或风动凿岩机钻孔 钻孔前根据设计要求定出孔位 钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直 并保 证注浆的饱满度 2 4 钢支撑 钢架由型钢弯制而成 钢架在洞外加工厂利用台架按设计加工制作成型 初喷混凝土 之后在洞内进行安装 与定位钢筋焊接 钢架间以混凝土喷平 钢架与岩面之间的间隙用 喷射混凝土充填密实 并使钢架埋入混凝土中 钢架拱脚必须放在牢固的基础上 架立时 垂直隧道中线 架设时中线 高程和垂直度由测量技术人员严格控制 并将锚杆与钢架焊 接连为整体 钢架靠近围岩侧的保护层厚度不小于 40 mm 2 5 钢筋网 钢筋网选用 HPB240 钢筋 钢筋直径 6 mm 或 8 mm 钢筋网由纵横钢筋加工成方格 网片 钢筋相交处可点焊成块 也可用铁丝绑扎成一体 网格间距 200 mm 250 mm 保 护层不小于 20 mm 均在加工场统一加工成型后再运至洞内安装 2 6 湿喷纤维混凝土 外岙一号隧道 级围岩支护设计中 临时支护封闭掌子面采用素喷混凝土 级围岩段采用改性聚脂纤维 钢纤维 喷射混凝土 3 二次衬砌 二衬采用自行式全断面液压钢模衬砌台车 衬砌台车长 10m 四 确保隧道施工安全的主要技术措施和其它保证措施 主要技术措施 1 监控量测 监控量测的主要目的在于了解围岩稳定状态和支护 衬砌可靠程度 获取二次衬砌及 仰拱施作时机 确保施工安全及结构的长期稳定性 在隧道施工期间实施监测 提供及时 可靠的信息用以评定隧道工程在施工期间的安全性 并对可能发生危及安全的隐患或事 故及时 准确地预报 以便及时采取有效措施 避免事故发生的同时指导设计和施工 实 现 动态设计 动态施工 的根本目的 监控量测主要做好这几个方面的工作 一是和产权单位签定安全监控协议 由他们委 托浙江逸欣天然气公司负责管线的调查 包括 管道的材质 管壁的防护 焊缝情况 和 监控管道位置的变化 包括 管道的下沉和扰动 等 二是 由我们自己做好隧道内 外 的监控量测工作 及时掌握隧道拱顶变化 净空变化 地表沉降情况 为安全施工起到指 导作用 具体操作流程为 1 1 监控量测断面及测点设计 净空变化 拱顶下沉和地表下沉 浅埋地段 管道顶部及前后 5m 断面 等必测项目 设置在同一断面 其量测断面间距及测点数量根据围岩级别 隧道埋深 开挖方法等按表 6 进行 洞口及浅埋段量测断面间距取小值 必测项目量测断面间距和每断面测点数量 表 6 每断面测点数量 开挖方法 三台阶七步法 级5 CRD 法 级10临时仰拱台阶法 沉降观测按围岩级别确定 本隧道 级按 5m 级按 10m 布设一个监测断面 隧道 洞口里程 隧线分界里程 明暗分界里程 有仰拱和无仰拱陈其变化历程及隧道衬砌沉降 缝两侧均设置一个断面 除变形缝外每断面布置 2 个沉降观测点 分别布置在隧道中线两 侧各 4 6m 处 变形缝处每个观测断面布置 4 个沉降观测点 分别布置在隧道中线两侧各 4 6m 和变形缝前后各 0 5m 处 1 2 主要监测项目测点布置 水平收敛 测方法采用水准抄平方法 基准点分别设置在洞内和洞外 用于校核 视线长度一 般不大于 30m 监测误差控制在 1 0mm 以内 高程误差 0 7mm 必要时采用冗余观测 方法来提高监测精度 测点布置如图 1 2 所示 拱顶下沉 在确定监测的断面隧道开挖或初喷后 24 小时内 在隧道拱顶部位埋设 1 个带挂钩的 测桩 测桩埋设深度约 15cm 钻孔直径约 20cm 用早强锚固剂固定 并进行初始读数 监测仪器采用水准仪和水准尺 地表沉降 隧道浅埋地段地表下沉的量测与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内 监测 断面垂直于隧道轴向布置 监测断面横断面方向应在隧道 中线两侧每隔 2 5m 布设地表下沉测点 每个断面设 5 点 中心点在隧道拱顶正上方 直到拱脚与水平方向 45 度夹角的地层滑动线与地表交点 在最外测点以外至少 5m 设两 个不动点作为参照基点 通过精密水准仪量测不同时刻测点的高程即可得到测点在不同时 间段内的下沉值 如图三所示 另外 在沿着管道纵向每 5 米悬吊点的桁架上做好标记 测好桁架完全受力时的初始读数 之后开挖至管道下方前后 20m 范围每天测两次 根据铁 四院的设计参数 地表沉降按最大值 2cm 来考虑加固管道 2 地质超前预报 2 1 隧道地质超前预报的目的 TSP203 探测系统可预报施工隧道掌子面前方以下不良 或特殊 地质问题 1 软弱 岩层的分布 2 断层及其破碎带 3 节理裂隙发育带 4 含水情况 5 空洞 6 围 岩类别 即可以预测即将开挖隧道相关地质结构及其周围地质状况 同时也可以对力学参 数 动态弹性摸量 剪切摸量 泊松比 密度 弹性纵波速度 弹性横波速度等 进行评 估 有利于及时预报隧道掌子面前方的地质状况 以便正确指导隧道施工 3 防止地表下沉的技术措施 隧道开挖后为了防止拱顶下沉而导致地表下沉 一方面我们在天然气管道下方前后 10 m 范围将钢拱架的间距调整到 0 5m 另一方面采取在初期支护内圈增设 20 的工字钢做 护拱 护拱的间距等同初期支护的工字钢架的间距 以增加拱圈的刚性 避免拱顶围岩柔 性变形产生拱顶下沉导致地表下沉 由于隧道埋深只有 14m 在隧道施工过程中地表可能产生沉降 由此 可能导致天然 气管道产生较大的变形 甚至开裂 因此 在隧道中线左右各 17 5m 铁四院提供的参数 范围外的不动点 免费论文下载中心 处设置两个混凝土支墩 支墩为门式框架 墩 上面架设桁架梁将管道悬吊起来 使地表的下沉不带动管道的下沉 确保施工过程中 天然气管道的安全输气 避免由于任何原因对天然气管道输气造成影响 后附桁架设计 图 安全保证措施 1 天然气管道事故应急预案 发生事故时要迅速切断气源 封锁事故现场和危险区域 迅速撤离 疏散现场人员 设置警示标志 同时设法保护相邻装置 设备 关停一切火源 电源 防止静电火花 将 易燃易爆物品搬离危险区域 防止事态扩大和引发次生灾害 设置警戒线和划定安全区域 对事故现场和周边地区进行可燃气体分析 有毒气体分析 大气环境监测和气象预报 必要时向周边居民发出警报 及时制定事故应急救援方案 灭火 堵漏等 并组织实施 现场救援人员要做好人身安全防护 避免烧伤 中毒等伤害 保护国家重要设施和标志 防止对江河 湖泊 交通干线等造成重大影响 2 通风技术措施 由于隧道是双口掘进 根据存在天然气管道的特殊情况 进口 出口各设置两台 110 KW 2 的通风机 为了减少风阻 在保证有效净空的情况下 选用大直径 1 5m 的风管 严格控制通风时间 确保置换掌子面附近足够的施工距离 因 DK111 410 里程处的天然气管道在隧道顶部 14m 处 为防止天然气管道因施工发 生开裂 导致天然气渗漏进隧道 在隧道内设置气体浓度检测仪 随时随地对隧道内的空 气浓度进行检测 空气浓度一旦出现异常 立即停止施工 所有人员撤离现场 关闭电源 火源 在施工现场内停止使用手机 防止发生爆炸事故 3 隧道工程各分项工程质量保证措施 3 1 隧道开挖保证措施 开挖支护是隧道工程的质量控制的源头 针对不同的情况采取切实有效的措施是保证 开挖支护质量 坚持 先治水 短进尺 强支护 早封闭 勤量测 快成环 早衬砌 的原 则开挖过程中严格按设计控制开挖断面 每开挖循环均测量放样标出隧道中线位置和开挖 轮廓 严格控制超挖 当出现超挖时 采用喷锚等永久支护体系时 多次复喷 直至大面 平顺 根据地质预报了解的前方围岩情况 选择适宜的开挖方案 开挖过程中钢架或临时支撑 重视锁脚锚杆 管 的施工 以确保钢架基础稳定 确 保下一个工序的安全施工 要及早封闭成环 必要时增设临时仰拱 保护基底 3 2 砂浆锚杆施工措施 砂浆锚杆长度根据围岩状况及设计确定严格按交底长度下料 锚杆打设角度与岩层层 理相匹配 锚杆角度尽可能与岩层面垂直多穿岩层 呈梅花形布置 要求锚孔内砂浆饱满 保证锚杆 砂浆 围岩间的粘结力 3 3 喷射混凝土施工措施 喷射混凝土采用湿喷工艺 按初喷和复喷组织施工 喷射混凝土由混凝土拌合站拌合 初喷在清帮 找顶后立即进行 初喷混凝土厚度 4 5cm 及早快速封闭围岩 复喷在 拱架 挂网 锚杆施工完成后进行 3 4 衬砌混凝土施工措施 二次混凝土衬砌采用衬砌台车进行 混凝土衬砌施工采用输送泵灌注 拌合站集中拌 和 严格按混凝土配合比生产 混凝土输送车输送 挡头模板及台车下缘注意模板拼缝防止漏浆 确保施工缝质量 采用同条件养护试件强度 控制衬砌混凝土强拆模时间 严禁提前拆模 隧道衬砌前 必须将隧道底部和墙脚的虚碴 浮碴清除干净 确保仰拱及隧道的拱墙 衬砌置于坚实的基础上 避免衬砌不均匀下沉开裂 添加粉煤灰等改善混凝土性能 尽量降低水灰比 控制水泥用量 采用泵送混凝土工艺 周密组织混凝土运输 防止混凝土离析 最大限度的缩减混凝 土运输时间和浇筑间歇时间 并加强混凝土灌注过程中捣固 确保混凝土捣固质量 保证 衬砌混凝土的密实度 控制混凝土入模 拆模时的环境温度与混凝土温差在规范范围内 4 监控量测质量保证措施 认真加固拱脚 加强纵向联结等 上台阶初支要清除拱脚积水与淤泥 通过打设超长 拱脚锚杆或扩大拱脚减少下台阶开挖后的下沉量 使初期支护与围岩形成完整体系 尽量单侧落底或双侧交错落底 避免上半断面两侧拱脚同时悬空 控制落底长度 视 围岩情况采用 1 3m 不大于 6m 找出每道工序的合理施工时间 各工序严格按标定时间进行控制 从而缩短循环作业 时间 减少开挖面土体的暴露时间 支护及时封闭成环 及时监控量测围岩 观察拱顶 拱脚的收剑情况 据此调整初期支护参数 合理进行围岩支护 采用聚丙烯纤维混凝土 锚杆 钢筋网及钢架进行联合支护 并 紧跟开挖掌子面 并根据具体情况在隧道底部打设锚杆 或在隧道顶部打入超前注浆小导 管支护 并尽可能使初期支护在开挖面周壁迅速闭合 衬砌结构尽早闭合 膨胀岩隧道开 挖后 围岩向内挤压变形一般是在四周同时发生 所以施工时要求隧道衬砌及早封闭 要 求隧道开挖能尽快形成全断面 以便快速完成隧道断面的二次衬砌施工 五 天然气管道加固方案 1 为防止隧道在开挖过程中出现垮塌 天然气管道采取桁架吊顶的措施进行加固 以 隧道线路中线线为中点 沿天然气管道左右各 17 5 米 总长 35 米的范围设置三角桁架 桁架的设计详见附件 2 桁架的支撑采用门式墩 在 35 米的范围两头各设置一个 墩基础采用明挖扩大基础 基础置于硬质基岩上 墩身采用钢筋混凝土 高度约 1 5 米 门式墩结构尺寸详见附件 3 桁架架设完毕后 每隔 5 米设置一个吊点 在吊点的位置开挖出天然气管道 管道 埋深约 1 2 米 开挖至 1 0 米时候 更换工具 采用木制锹进行开挖 主要目的是为了防 止铁质工具破坏管道外面的绝缘漆 产生火花 4 天然气管道在吊点进行吊装时候 管道外应该先包裹一层橡胶绝缘套管 防止铁质 吊装设施直接管道发生摩擦 保护天然气管道 5 管道吊装完毕后 及时对开挖出的管道进行原土回填 避免管道长期暴露 6 在施工过程中 对隧道顶天然气管道采用栅栏进行封闭 并指派专职安全员进行巡 逻检查 禁止闲杂人及明火等进入管道防护区域 7 按铁四院的设计方案施工地表沉降值最大不超过 2cm 而管道不允许有沉降变形 因此在每个吊点处的管道上面安装一个与之相连接并露出地面的测点 一旦检测到管道 有下沉 立即用悬吊点的紧线器紧钢丝绳 确保管道沉降量为零 8 隧道施工完毕后 对隧道顶 35 米范围内的天然气管道采取换管措施 并加设 2cm 的套管 具体换管方案由具有相关资质的浙江省煤电研究设计院设计 六 钢桁架的设计方案 计算过程 钢 柱 截面类型 16 布置角度 0 计算长度 Lx 1 46 Ly 2 00 长细比 x 4 9 y 18 9 构件长度 2 00 计算长度系数 Ux 0 73 Uy 1 00 截面参数 B1 450 B2 450 H 700 Tw 14 T1 20 T2 20 轴压截面分类 X 轴 b 类 Y 轴 b 类 验算规范 普钢规范 GB50017 2003 强度计算最大应力对应组合号 27 M 166 42 N 303 64 M 1088 08 N 297 48 强度计算最大应力 N mm mm 189 67 强度计算最大应力比 0 925 平面内稳定计算最大应力 N mm mm 138 74 平面内稳定计算最大应力比 0 677 平面外稳定计算最大应力 N mm mm 145 39 平面外稳定计算最大应力比 0 709 腹板容许高厚比计算对应组合号 18 M 40 76 N 192 20 M 149 06 N 61 17 GB50017 腹板容许高厚比 H0 TW 64 12 GB50011 腹板容许高厚比 H0 TW 70 00 翼缘容许宽厚比 B T 13 00 强度计算最大应力 f 205 00 平面内稳定计算最大应力 f 205 00 平面外稳定计算最大应力 f 205 00 腹板高厚比 H0 TW 47 14 H0 TW 64 12 翼缘宽厚比 B T 10 90 B T 13 00 压杆 平面内长细比 5 150 压杆 平面外长细比 19 150 均布荷载下最大挠度计算 经公式 Ymax ql4 8EI 计算得最大挠度 19 6mm 20mm 风荷载作用下柱顶最大水平 X 向 位移 节点 30 水平位移 dx 0 042 mm H 75441 风载作用下柱顶最大水平位移 H 75441 柱顶位移容许值 H 150 经过计算 设计的桁架受力 满荷载下的最大挠度以及风荷载下的水平位移均满足要 求 七 结束语 事实证明这种近距离高压天然气输气管线的隧道开挖及安全防护方案是安全的 用监控 量测来预控沉降变形的措施是切实可行的 钢桁架悬吊输气管线起到了安全储备的作用 相当于新奥法施工隧道二次衬砌的作用机理 有效的防止了管道的沉降变形 确保了输气 管道在整个施工过程中的安全 稷山至万荣高压天然气管道工程施工方案稷山至万荣高压天然气管道工程施工方案 默认分类 2009 03 04 13 23 15 阅读 1003 评论 1 字号 大中小 订阅 稷山至万荣高压天然气管道工程 目 录 第 1 章 编制依据 3 1 1 编制目的 3 1 2 编制依据 3 第 2 章 工程概况 3 2 1 工程简介 3 2 2 设计概况 4 第 3 章 施工部署 4 3 1 目标指标 5 3 2 项目经理部组织机构 5 3 3 施工总体部署 6 3 4 施工总体程序 7 3 5 各阶段施工部署 8 3 6 施工总进度控制计划 8 3 7 劳动力投入计划 8 3 8 安装施工机械的选用及进场计划 9 3 9 材料计划 10 3 10 新技术应用 10 第 4 章 施工准备 10 4 1 施工准备流程图 10 4 2 技术准备 12 4 3 现场准备 12 4 4 生产准备 12 第 5 章 主要施工工艺的施工方案 12 5 1 土方开挖 12 5 2 焊接管道 13 5 3 牺牲阳极的施工 16 5 4 附属设备安装 16 5 5 清管试压 干燥 18 5 6 土方回填 18 5 7 穿越工程施工 19 第 6 章 各项管理及保证措施 20 6 1 组织措施 20 6 2 质量制度及管理措施 20 6 3 质量保证措施 22 6 4 全生产管理 23 第 7 章 施工进度控制措施 26 7 1 施工总进度控制措施 26 7 2 组织措施 26 7 3 技术措施 27 7 4 材料保证措施 27 第 8 章 文明施工管理 27 第 9 章 环境保护措施 28 附 施工工期网络图 第一章 编制说明 1 1 编制目的 我们在仔细阅读施工合同 熟悉图纸 了解设计意图的基础上 组织了本次天然气管道安装工程的 施工组织设计编制工作 本施工组织设计为天然气管道安装工程施工提供指导性施工方案 用于工程的施 工组织与管理协调 以确保优质 高速 安全 文明地达到管道安装工程的各项目标 指标 争创优质文 明工程 1 2 编制依据 1 天然气管道安装工程施工图 2 国家有关施工验收规范 规程和当地有关法令 法规 3 质量 环境和职业健康安全管理手册 程序文件 及公司 技术管理手册 4 城镇天然气输配工程施工及验收规范 5 钢制管道焊接及验收规范 6 建设工程安全生产管理条例 第二章 工程概况 2 1 工程简介 稷山至万荣高压天然气管道工程由万荣县天丰达燃气有限责任公司投资建设 中十冶集团有限公 司承建 该工程由铜川市燃气工程规划设计院负责设计 诚信工程监理公司负责监理 本工程线路走向自 稷山县门站开始向东 穿越一级路 从县城开发区东侧向南 沿一级公路 穿过汾河 终点至万荣县门站 全线长约 49000 米 平面距离 设计线路共分五个标段 一标段 稷山县门站至上李村 二标段 上 李村至明珠学校 三标段 明珠学校至稷运一级路万荣工业镁厂路口 四标段 工业镁厂路口至工业镁 厂门站 2 2 设计概况 1 管 道 规 格 219 7 材质为 20 2 管道设计压力 4 0MPa 设计温度 常温 3 管道运行压力 不大于 3 7 MPa 输送介质 天然气 第三章 施工部署 以 安全第一 质量为本 为宗旨 以我公司质量 管理方针为指导 建立项目质量环境和职业健 康安全管理体系 对工程施工进行全面 全过程的管理 为工程质量 安全 工期 成本 文明施工等各 项目标指标的实现提供坚实保障 针对本天然气管道安装工程的具体特征 工艺要求严 工程量大 线路长等 我公司选派具有较 高技术水平和多年实践经验的专业技术人员组成安装项目经理部 负责安装工程施工组织与管理 在施工 过程中充分发挥我公司的技术优势 科学组织施工作业来保证施工合同的严格履行 3 1 目标指标 3 1 1 质量目标 严格贯彻执行国务院颁布的第 279 号令 建设工程质量管理条例 和 工程建设标准强制条文 严 格按照施工规范 操作规 程及施工图纸要求施工 工程质量符合国家验收规范优质工程标准 3 1 2 环境和职业健康目标 根据 施工合同 要求 严格遵守 建设工程安全生产条例 等有关规定 杜绝死亡和重伤事故的 发生 并按照我公司的年度环境和职业健康安全管理工作计划要求确保达到以下目标 指标 全年杜绝机械设备 火灾 交通和中暑 中毒等死亡事故的发生 年工伤事故频率控制在 1 0 以内 杜绝工伤 重伤及死亡事故 施工现场安全生产达标合格率 100 杜绝不合格现场 杜绝被上级和地方政府通报批评 创当地政府安全优良级达标工程 3 1 4 文明施工目标 力争达到当地文明施工样板工地 3 2 项目经理部组织机构 3 2 1 项目组织机构见图 3 2 1 3 2 2 项目成员职责见图 3 2 2 项目经理 技术主任工程师 技术 计量员 施工员 材料员 资料员 第一施工队 技术员 第二施工队 第三施工队 图 3 2 1 项目组织机构 序号项目职务姓名性别年龄主要职能 1项目经理 工程负责 2 施工 技 术总负责 负责现场协调 施工技术 3技术员 负责现场技术 4材料员 负责材料进 出场 5预算员 负责施工结算 6安全员 负责现场施工安全 7质量员 负责现场施工质量 图 3 2 2 项目成员职责 3 3 施工总体部署 根据本工程安装工程量大 工期短 线路长的特点统筹考虑 科学组织 合理安排施工顺序 优化 施工方案 确保在合同期内顺利实现工程 质量 安全 文明施工等各项目标 按设计图纸五大标段分小组进行多标段平行施工的施工方法和地上组合沟槽内闭合的施工工艺 按 设计图纸的五大标段五个施工协作队同时进行施工 施工时先在已开挖好的沟槽上进行管道的组合 然后 下管在沟槽内中的工作坑中进行闭合施焊 每个施工协作队把施工作业人员按小组进行划分 每小组共计 10 人 2 个焊工 1 个司机 2 个管工 1 个电工 4 个普工 各协作队共计 3 个作业小组 每小组计划 安装速度为 100 米 天 各小组焊工必须持有效的操作证在项目部统一编号备案 项目部计量员对其安装 质量 速度进行追踪计量 3 4 施工总体程序 施工总体程序为图 3 4 所示 施工准备 测量放线 开挖管沟 管沟质量检验 材料 机具检验 排管 管端作坡口 管道组合 下管调整方向 焊口无损探伤 牺牲阳极阴极保护安装 管道吹扫 强度试验 气密性试验 补口防腐 初步回填 警示带安装 电火花检测防腐 防腐层外观检查 安装质量检查 管沟回填 竣工验收 管道闭合 标志桩安装 图 3 4 施工总体程序 3 5 各阶段施工部署 3 5 1 放线及沟槽开挖施工阶段 依据控制桩放出管道中心控制线 并跟据此线进行沟槽开挖 3 5 2 管道焊接及下管施工阶段 在各标段开挖一段 500 米以上 后各施工小组的管道组对焊接开始施工 实现开挖 焊接 外 部 内部质量检查同步施工 本阶段的施工重点与难点在于 工艺要求高 施工线路较长 各班组根据自 己工程量的大小投入相应的人力物力 确保工程按期保质完成 3 5 3 管道的试压吹扫阶段 本阶段在管道的焊接和下管中同步进行并注意做好相应的试验记录 3 5 4 回填 尾收阶段 在各项检查合格并且监理公司认可的情况下进行回填 尾收阶段的施工 3 6 施工总进度控制计划 为了确保在合同工期内实现各目标指标 每周制定出详细的周计划 以周计划目标的实现来保证 总工期目标的完成 同时为了按时完成施工进度目标 制定了详细的施工进度保证措施 施工工期网络图见附图 3 6 3 7 劳动力投入计划 为顺利实现本工程各项目标指标 根据我公司 劳务分包管理办法 选择技术实力强 质量意识 高的合格劳务供方 作业队伍进场后进行入场教育 技术交底 并且迅速进入工作状态 焊工严格要求持 证上岗 劳动力需用计划表如下表 3 7 工种人数 管工6 焊工6 电工3 普工12 防腐工3 司机3 3 8 安装施工机械的选用及进场计划 3 8 1 安装主要施工机械配置计划如下表 3 8 1 序 号 机具名称规格型号数量进场明细 1交流电焊机ZXT 70088 2交流发电机STC 5043 3无线电对讲机 2 4角沟磨光机 106 5机动三轮车 42 6空气压缩机 1 7电工成套工具 33 8焊条烘干机 22 9吊车8T32 11反铲掘机 33 12蛙式夯机 2 13 打压泵100Kg21 14电火花仪25KV21 表 3 8 1 施工机械配置计划 3 8 2 拟备主要试验 测量经检仪器设备配置计划为下表 3 8 2 序 号 仪器设备名称型号规格单位数量备注 1钢卷尺5m把10 2精度水准仪D2S2台1 3钢卷尺50m把1 表 3 8 2 试验 测量经检仪器设备配置 3 9 材料计划 安装工程施工所需的材料 设备 施工机具品种多 数量大 保证各类物资循序适时供应 对整 个施工过程举足轻重 否则会直接制约施工进度 并影响工程质量 根据本工程的材料需用总量 施工进 度计划编制材料需用量计划 特殊材料应根据其生产周期提前拟订其供应计划 明确进场时间 并同生产 厂家签定材料采购合同 3 10 新技术应用 此工程在管道穿越不可恢复性公路 铁路 河流时 采用定向钻施工 具体施工方法另行编制详 细的施工方案 第四章 施工准备 4 1 施工准备工作流程图 图纸会审 编制施工技术方案 熟悉图纸 管理人员 施工机具任务 设备材料计划 核定设备材料成本 技术交底 施工人员 加工定货 验收入库及保管 4 2 技术准备 4 2 1 技术资料准备 项目部进驻施工现场后 项目技术负责人组织有关专业人员根据本工程特点及技术标准要求 搜集施工所需要的各项技术资料 包括施工场地 周边环境 交通情况及现场地上地下障碍物状况等资料 配备施工所需的标准规范 4 2 2 熟悉图纸和审查图纸 项目部组织各类相关人员认真学习 阅读及熟悉图纸及有关技术资料 熟悉现场环境 熟悉设 计意图及技术条件 及时将施工图纸中存在的问题以书面形式提交监理工程师转交业主 设计单位 4 2 3 编制施工组织设计 由项目经理部具体负责人员编制本工程的施工组织设计和特殊施工工艺的施工方案并修改 完成后 报给公司审批 再报监理工程师 业主 审批完成后作为工程施工生产的指导性技术资料 4 2 4 编制施工预算 由预算部门根据施工图 预算定额 施工组织设计 施工定额等编制施工图预算和施工预算以便为 施工作业计划的编制 施工任务单和限额领料单的签发提供依据 4 2 5 制定项目各项管理制度 结合本项目部的实际情况 指定完备的技术岗位责任制和质量 安全 管理网络 建立健全技术责 任制和质量检验制度 4 2 6 指定各相关材料的进场检验制度 对工程中使用的原材料严格按规范要求进行见证取样 检验 把好原材料质量关 4 3 现场准备 根据现场实地勘察情况 现场紧邻一级公路或乡间小路交通便利 场地比较平整 根据平面图的 要求设置好材料的运输 堆放 并优化布置施工机械 推行目视管理 从标识 美化等各个角度完善施工 形象 并派专人监督实施使之规范化 4 4 生产准备 各施工作业队认真落实施工用料 并对作业人员进场进行质量教育 安全教育 作好安全防范措 施 第五章 主要施工工艺的施工方案 5 1 土方开挖 结合现场实际情况 本次工程在有果树的耕作区采用人工开挖 遇到不能恢复的公路 铁路 河流 时采用定向钻施工不开挖 除此之外采用反铲掘机进行开挖 在开挖前核实开挖线的地上 地下有无水管 电缆电线等无误后严格按照开挖白线进行沟槽开挖 沟槽开挖宽度为 0 5 Dm Dm 为钢管结构外径 开挖深度为 1 5m 管沟挖成斜壁状其坡度根据 设计要求及当地土壤性质现场确定 沟内接口处的工作坑处开挖宽度为 1 2m 深度为 2 0m 管沟开挖 允许偏差见下表 5 1 项 目允许偏差 mm 管沟中心线偏移 100 沟底标高 50 100 沟底宽度 100 放坡点位移 100 表 5 1 管沟开挖允许偏差 管道开挖时将挖出的土方堆放在与施工便道相反的一侧 距沟边留 500 宽作人行道 另一侧进行 人工平整以使沟上施焊 堆土距沟边应不小于 0 5 m 在耕作区开挖管沟时应将耕作土与下层土分别堆放 若遇土壤变形 松动等特殊情况 应用支撑加固沟壁 支撑物应有足够强度和刚度 机械开挖时若当天不 能下管应预留 0 2 0 3 m 的土 待下管时人工清理 人工和机械开挖都不能超挖 若超挖应回填夯实后 再下管 5 2 焊接管道 5 2 1 运输并排管 各施工小组人员将进场的合格管材逐节运到开挖好的沟槽边 进行初步排管 在搬运中不得损坏 管道的外防腐层 在运输过程中安装高度不得超过 2 4m 管道伸出车后长度不宜超过 4 0 m 管道不能 相互碰撞 避免造成局部损伤 沿管沟旁排管堆放时