CL-M-G3-TS-0006+CL071-CL072+桩+S207+省道穿越施工方案

长沙-浏阳天然气支线管道工程中国石油天然气管道局第三工程分公司湖南管网项目经理部报批文件CL071-CL072桩S207省道顶管穿越施工方案编码CL-M-G3-TS-000602016.03.25现场使用宫正陆涛王清江B2016.03.15按EPC整改意见修改宫正陆涛王清江A2016.03.05初步使用宫正陆涛王清江版本日期文件状态编制人审核人批准人目录1.0工程概况 12.0编制依据 13.0地质条件 13.1地形地貌 13.2气候 13.3水文地质 23.4工程地质 24.0施工方案 24.1组织结构 24.2施工流程 34.3工序施工 35.0质量控制与误差校正 95.1混凝土套管组对的质量要求 95.2套管顶进施工的质量要求 95.3顶管质量的检测 105.4顶管质量的控制 105.5顶管偏差校正 116.0HSE措施 116.1现场目视化管理 116.2顶管施工安全措施 116.3确保路基安全，防止路面沉降、塌陷的措施 126.4顶管风险分析 136.5应急组织机构 136.6应急措施： 147.0人员、设备 157.1人员情况 157.2设备情况 158.0施工工期进度计划表 179.0施工布置简图 18

1.0工程概况本工程线路起点为长沙-常德天然气支线星沙首站，终点为浏阳末站。其中星沙首站与长常支线星沙首站合建，浏阳末站为新建站场，沿线设阀室4座，其中1座分输阀室，1座监控（RTU）阀室，2座普通阀室。线路宏观走向为自西向东，线路实长为62.2km，设计压力4MPa，线路用钢管、冷弯弯管均采用D219.1×6.3mmL245M直缝高频电阻焊接钢管，热煨弯管母管设计采用D219.1×7.1mmL245M直缝高频电阻焊接钢管。本穿越为长沙-浏阳天然气支线管道工程湖南省长沙县CL071-CL072桩S207省道穿越施工图，穿越点位于省道S20786+800km处，位于湖南省长沙县黄花镇黄花村，穿越处管道设计压力为4MPa，管径为D219.1mm，地区等级为三级。穿越处管线大体走向由西北至东南，设计采用顶钢筋混凝土套管方式穿越，单出图水平长度为131m，实长134.6m。其中穿越段长度为72m，顶钢筋混凝土套管长度为32m，套管规格为DRCP1200×2000GⅢA。2.0编制依据2.1《长沙—浏阳天然气支线管道工程CL071-CL072桩S207省道穿越》（（SDL-0101PL10）2.2《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2013）2.3《油气输送管道穿越工程施工规范》（GB50424-2015）2.4《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2014）2.5《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103-2006）2.6《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》（JC/T640-2010）2.7《石油天然气建设工程施工质量验收规范——管道穿跨越工程》SY4207-20072.8《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》GB/T23257-20092.9《长沙—浏阳天然气支线管道工程线路部分通用图》（GI001-A01#EPL-IN-01-001）3.0地质条件3.1地形地貌穿越场区地貌为剥蚀丘陵，地势起伏较小。3.2气候穿越场区地处长沙县，属于亚热带大陆性季风气候类型。春季：气候特点一是增温迅速，气温变化大，春季的第二个特点是阴雨连绵，空气潮湿。3月至5月的平均降雨日数有52.8天，有不少年份还出现连续降雨15-20天的情况，相对湿度都在83%至84%之间。夏季：长沙县夏季漫长，长达4个半月。从6月至9月，旬平均气温25℃，7月下旬至8月下旬，平均气温29℃以上。长沙县暴雨天多集中在5、6、7三个月，6月下旬总平均降水量为69.8毫米。秋季：长沙县的秋天是雨水减少，秋高气爽。秋、冬二季是少雨季节，从9月下旬至11月中旬平均降水量仅23.6毫米，不到春季的三分之一。冬季：长沙的冬季无严寒，少降雨。冬季月平均气温多在5℃以上，最冷的1月份月平均温度也有1.6℃，最高达8.6℃，冬季平均只有19.9天。3.3水文地质场区勘探深度范围内未发现有地下水。3.4工程地质根据钻探揭露、原位测试及室内试验成果综合分析，将场区分为两个大层，现将各岩土层特征由上而下描述如下：①强风化砂砾岩:红褐色或黄褐色，粒状结构，块状构造，泥质胶结，风化强烈，砾石成分为石英，粒径10mm-50mm，含量30%，遇水易软化，钻孔揭示层厚约10.5m。②中风化砂砾岩:红褐色，粒状结构，块状构造，泥质胶结，取出岩芯较完整，多呈中短柱状，钻孔未穿透此层，最大揭示厚度约9.5m。4.0施工方案焊接机组顶管机组防腐焊接机组顶管机组防腐机组阴保机组项目经理生产副经理安全总监HSE部质量部工程部协调部办公室4.2施工流程施工准备→测量放线→作业坑开挖→作业坑处理→轨道及设备安装→安装管节→测量纠偏放线→加顶铁→顶进→挖土→顶进→挖土→顶进→顶管完成、设备吊拆→穿越管预制→主管穿越→管口封堵→回填、恢复地貌。4.3工序施工施工准备.1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。.2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。.3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。.4顶管设备、配套设备及各种机具材料准备齐全。.5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。场地平整、测量放线。.6根据现场情况，在操作坑一侧平整出一块宽14m，长14m的场地作为顶管施工场地。预制管道、挖引沟在操作坑的另一侧使用临时征地作为场地，无需额外增加征地。4.3.2测量放线.1根据设计给定的控制桩位，用测量仪器放出穿越中心轴线，并定穿越中心桩，施工带边线桩，撒上白灰线。.2放线同时放出操作坑的位置和开挖边线。操作坑按设计规范一般距离高速路肩或路肩边排水沟2m。.3保护好公路两侧中心线上的标志桩，以便按该桩测量、审核操作坑开挖深度和穿越准确度。井点降水场区勘探深度范围内未发现有地下水，但根据以往水网地段施工的经验，我部也制定了相应的井点降水方案，并配备了相应的设备，以保证顶管作业的顺利进行。井点降水的流程：井点放线定位→安装高压水泵→凿孔安装埋设井点管→布置安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。根据以往的施工经验，原则上布置3个降水井，设备选择污水泵4寸1台，可根据现场水量情况增加降水井数量和设备数量。井点布置见下页图1基础降水示意图。4.3.4作业坑开挖.1根据现场实际情况，在CL072桩侧开挖一个工作坑，作为顶管操作坑。另一侧不再单独开挖顶管接收坑，待顶管完成，核实顶进长度后，直接采用机械开挖和人工开挖相结合的方式找到套管管头，并利用作业带开挖预制管引沟。操作坑宽度为套管外径两侧各加1m，定为3.5m，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有关，本穿越工程采用的钢筋混凝土套管规格为DRCP1200×2000GIIIA，执行标准JC/T640-2010《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》。本次穿越操作坑长度为5m。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。此处管底设计高程为78.06m，工作坑挖深约4m左右（地形略有起伏）。开挖土方主要堆放于操作坑南侧的堆放区，部分土方可以作为场地平整使用，堆放距离操作坑边缘大于1m。4.3.4.3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采用200mm厚C20#混凝土；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70～90°之间为宜。图1、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。.4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。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。坑外设排水坑，用水泵强行抽水。基础降水如下图所示。.5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：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。顶管设备安装就位.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。.2作业坑处理完毕，用16t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。.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20°-30°角，尾板宽度15-20厘米，如下图所示。安装刀刃示意图4.3.6安装管节.1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。4.3.6.2千斤顶着力点在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。管道顶进时所用顶铁包括环形顶铁，方顶铁和横铁。.1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300～500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。.2方顶铁（纵向顶铁）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。.3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300×300毫米，长度按被顶管口径及千斤顶数量确定。制作时，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。1.边坡1.边坡2.套管3.环向顶铁4.纵向顶铁5.横向顶铁6.千斤顶7.集水坑8.方木9.基础顶管穿越示意简图4.3.8顶管作业.1顶进顶进操作要坚持“先顶后挖，随顶随挖”的施工原则。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。滑车滑车套管道木顶管机公路接收坑4.3.8.2挖土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。必须在规定的范围内开挖，不得超挖，管底土基弧度在120°～135°范围内一定要保持管壁与原土层表面吻合。在人工挖土时，不得搅动管底下部的地基土。根据土质情况，工作面顶进0.1～0.2米开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在较小的范围内，防止偏离中心，和塌方。.3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。.4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。穿越管预制.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，且应是整管。.2组装焊接技术要求同一般地段。.3.4探伤合格后，按设计要求进行防腐补口。.5按设计和规范要求，对组焊完的管道进行单独清管、试压。在管段两端加封头、进水阀、放空阀和压力表，进行水压试验。4.3.10主管的穿越

穿越管道沟上预制，穿越管段长度为36m。焊接完成后，经双检拍片合格后，进行防腐补口、补伤，电火花检漏等工序。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。然后采用起重设备通过发送沟穿入套管内，起重设备的选择、吊距应符合规范要求。发送沟比混凝土套管的内底面低0.5-1m（视套管穿越偏差）。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，管节接口处用水泥砂浆将缝隙抹平。如下图：4.3.11回填、恢复地貌.1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分层夯实，恢复边沟、排水沟等道路设施，恢复至原地貌。5.0质量控制与误差校正5.1混凝土套管组对的质量要求5.1.1主控项目5.1.2一般项目5.2套管顶进施工的质量要求一般规定主控项目表1套管顶进允许偏差及其检验数量、检验方法项次项目允许偏差(mm)1横向贯通偏差±1002高程贯通偏差±503地面隆起最大极限+304地面沉降最大极限-30注：两边对顶时，错口允许偏差为50mm。5.3顶管质量的检测针对上述的检测项目，主控项目应全数符合有关专业工程施工质量验收规范的规定，不应有不符合要求的检验结果。否则认定为质量不合格。一般项目的合格与主控项目不同，规定有80％及其以上的检查点（处、件）符合相应专业工程施工质量规范的规定即可,但其余检查点（处、件）也应基本接近相应专业工程施工质量验收规范的规定。此外，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1～3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。5.4顶管质量的控制5.4.1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。5.4.2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。5.5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。5.5.1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。5.5.2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。5.5.3千斤顶校正法：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。5.5.4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。6.0HSE措施6.1现场目视化管理6.1.1属地管理牌到位，风险提示牌根据工作内容每天更新。根据路边施工的风险，一般公路两边放置“前方施工，减速慢行”的牌子，高速路因为封闭管理，是否放置，要服从高管局的管理。施工现场放置“当心吊物”、“当心触电”、“当心坠落”等风险警示牌。工作区域周围设置刀旗和三角旗围起。6.1.2顶管操作坑距离路面较近的地方，或人员、车辆稠密的地方使用钢管和彩钢板围起，并配备警示灯和反光条，以提示夜间车辆。6.2顶管施工安全措施6.2.1顶管工作坑采用机械开挖上部土方时，现场应有专人指挥装车，堆土应符合有关规定，不超过1.5m。注意不得损坏任何构筑物和预埋立撑；如有地下水，工作坑四周或坑底必须要有排水设备及措施；工作坑内应设置符合规定的和固定牢固的安全梯，下管作业的全过程中，工作坑内严禁有人；顶管后座安装时，如发现后背墙面不平或顶进时枕木压缩不均匀，必须调整加固后方可顶进。6.2.2吊装顶铁或钢管时，严禁人员在吊车回转半径内停留；往工作坑内下管时，应穿保险钢丝绳，并缓慢地将管子送入导轨就位以防止滑脱坠落或冲击导轨，同时坑下人员应站在安全角落。6.2.3垂直运输设备的操作人员，在作业前要对卷扬机管设备各部分进行安全检查，确认无异常后方可作业，作业时精力集中，服从指挥，严格执行卷扬机和起重作业有关的安全操作规定。6.2.4安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核；两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。6.2.5顶进过程中油泵操作工，应严格注意观察油泵车压力是否均匀渐增，若发现压力骤然上升，应立即停止顶进待查明原因后方能继续顶进。6.2.6管子的顶进或停止，听从前方作业人员发出的信号。遇到顶进系统发生故障或在拼管子前20min，即应发出信号给前方的挖掘，引起注意。6.2.7顶进操作要坚持“先挖后顶，随挖随顶，少挖多顶”的施工原则，确保路面不产生影响。6.2.8管道路内的照明电信系统一般应采用安全压电，每班顶管前电工要仔细地检查多种线路是否正常确保安全施工；6.2.9工具管中的纠偏千斤顶应绝缘良好，操作电动高压油泵应戴绝缘手套；6.2.10顶进中应有防毒、防燃、防爆、防水淹的措施，如配备气体检测仪器。顶进长度超30m时，应有预防缺氧、窒息的措施；如采用循环风机送风。6.2.11氧气瓶与乙炔瓶（罐）不得进入坑内。6.3确保路基安全，防止路面沉降、塌陷的措施6.3.1做好顶管施工前的施工准备工作，对施工人员进行技术、质量、安全交底，准确测量操作坑、管道中线的具体位置。操作坑位置距离高速路基或路基外侧的水沟2米以上。对于地下水丰富、地质条件差的穿越点，操作坑四周采用钢板桩支护（如“4.3.4.4”所述），以此保证操作坑的安全，从而保证高速路基的稳定。6.3.2选用优质的管材，对到场材料做好现场检查验收工作，对不合格产品坚决予以退回。做好材料供应，开始起顶前做好材料计划，并在现场备好足够的余量，保证顶管施工中管材的连续供应。核对管材的实际长度，以此保证顶管长度满足设计文件的要求。顶进操作要坚持“先挖后顶，随挖随顶，少挖多顶”的施工原则，严禁超挖。6.3.4在顶管的施工过程中，根据地面变化和地下水位情况等因素及时调整压力，每天的出土量应做好记录，作为分析地层损失的依据，记录由专人负责，并每日定时检查；6.3.5顶管施工过程中，为保证公路的运行安全，应由专人负责检测道路的行车情况和路面是否发生沉降等情况。6.3.6在顶管通过路面设置间距为2m的观测点，根据顶进位置每小时进行测量，发现沉降超过3cm应立即停止作业，找出原因并采取相应措施后才可继续施工。制定路面沉降、塌陷的应急措施。6.3.7管材顶进过程中，做到勤测勤调，轴线和高程控制在5cm之内，以保证套管的顺利推进。6.4顶管风险分析顶管穿越主要的风险防范重点为：施工过程中的路面沉降、路面塌陷；作业坑坍塌；触电事故；高处坠落；起重伤害；交通事故等。本方案重点控制路面沉降和路面塌陷、地下管线或电光缆破损；顶力超限、泵站泄压的风险，其他突发事件遵循《湖南管网项目部突发事件应急预案》进行响应。6.5应急组织机构6.2.1应急指挥小组由项目部人员组成；组长：王清江，副组长：杜随庆，组员：梁丰、王成斌、候淬、余新鹏。职责:1.采取多种措施，负责提供应急资金，调动应急资源，启动应急响应。2.联系应急相关单位，请求支援。3.预防、削减和监测应急反应对环境造成的影响。4.组织事故调查，处理后续事宜。6.6应急措施：6.6.1路面沉降首先应从技术上和施工中确保避免路面沉降的产生和控制沉降量，在沉降发生时，采取以下措施：（1）在顶管通过路面设置间距为2m的观测点，根据顶进位置每小时测量，发现沉降超过3cm应立即停止作业，必须找出原因，及时调整方案并采取相应措施后才可继续施工。（2）如沉降发生得到控制，则按调整方案继续施工。（3）如沉降发生不能得到控制，应停止顶管作业，马上进行注浆工作，保证路面的稳定，并邀请相关专家进行方案调整，确保路面的安全。6.6.2路面塌陷首先应从技术上和施工中确保避免路面塌陷，并采