天然气管道工程线路施工水泥套管顶管穿越施工方案 20页

大连-沈阳天然气管道工程线路施工第二标段顶管穿越施工方案编制人：审核人：审批人：编制单位：油建二公司穿越分公司2010年9月17日\n1、编制依据1）《大连-沈阳天然气管道工程（营口-沈阳段）EPC总承包合同》合同编号：69900-HT-DSX-01-(2010)-00302）中国石油天然气管道工程有限公司编制的《大连－沈阳天然气管道工程（营口－沈阳段）》0版初步设计文件及其批复文件；3）《大连-沈阳天然气管道工程（营口-沈阳段）干线新民市段铁路、高等级公路穿越（改线）》(地-2834-8)4）遵循的主要规范、标准（1）《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007（2)《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2006（3）《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2007（4）《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-1996（5）《关于处理石油管道和天然气管道与公路相互关系的若干规定》（试行）（78）公路字698号，（78）油化管道字0452号2、工程概况大连—沈阳天然气管道工程(营口－沈阳段)线路第2施工标段，管线设计压力10MPa，管径为D711，材质为L485MB。公路穿越采用顶钢筋混凝土套管（DRC1200×2000GⅢAJC/T640）顶管穿越方式。3.施工部署3.1施工人员配置序号工种数量1队长12技术员13质检员14HSE监督员15起重工26钳工27火焊工18电焊工19设备操作手3\n10司机23.2施工机具设备配置施工机具设备配备表序号名称型号单位数量备注1单斗挖掘机CAT320台12吊车20t台13中巴30座台14客货台15液压顶管机YD-500台16发电机组50KW台17电焊机台18螺旋式千斤顶10t台29潜水泵2.5〞台13.3施工用料施工手段用料表序号名称规格及型号单位数量1警示标牌1000mm×300mm块62警示彩带宽60mmm4003照明灯充电盏84碘钨灯1000W套45警示灯电瓶式套26照明电缆2.5mm2×2m1007氧气瓶38乙炔瓶59钢板δ=20m23610钢板δ=10m21611枕木250mm×250mm×2000mm根1012重型工字钢200×100×16m10813钢丝绳φ=20m4014钢管φ159×7m21015军用帐篷个216照明电缆4mm2铜芯电缆m200\n17电缆3×6mm2+1×4mm2m1004.施工方案及技术措施公路公路顶管穿越基本方式示意图：套管>2000≥1000mm穿越段管道公路穿越基本方式示意图顶管穿越拟采用钢筋混凝土钢承口顶管、人工清土的方法施工。4.1施工工序流程施工工序流程见下图：施工准备测量放线挖操作坑和接收坑安装轨道和设备顶管（边顶进边清土）制作顶管靠背停顶退程加顶铁退程加接管检查挖管头土再顶管检查清除管内泥土复测管线就位检查套管内填细土恢复地貌监理、业主等验收接管顶管本方案施工关键工序为顶管作业坑开挖，顶管设备安装，节管顶进施工。4.2施工准备4.2.1\n施工前熟悉施工图纸，了解地质情况和地形地貌，掌握穿越的结构、深度要求。4.2.2检查施工设备、手段用料是否齐全完好。4.2.3按照施工计划及时向业主、监理工程师递交施工方案，向当地公路路政部门办理“公路穿越施工许可证”。4.2.4查明穿越段地下是否有管道、电缆、光缆等障碍物。4.2.5安排施工队伍、机具、材料及安装安全警示和安全防护设施。4.2.6测量放线根据设计控制桩，用全站仪放出穿越管段的中心桩，坐标，高程并撒上白灰线。定出施工区域边界线的位置，在公路穿越期间，设置穿越点的车辆限速标志。4.2.7修筑进场道路，平整施工现场场地。4.2.8降水井施工根据设计资料和现场测定确定穿越点地下水位情况，采取降水措施，在操作坑旁设置降水井4口（井深25m），进行降水施工，施工开始前4天开始降水，一直持续至施工作业结束。降水井套管采用预制砼滤管，砼滤管规格为DN400，每根长度为1m。降水井分布位置应设置在操作坑两边侧，距坑边距为2.5～3.0m，保证降水影响半径及施工操作安全，降水设备采用扬程30m的2寸自吸式离心泵进行。\n排出的污水泥浆应设置排污池，经二次沉淀后，水质达到地方要求的排放标准后方可进行排放处理。降水井待最后公路穿越施工完成后，按要求给予填土封闭恢复。4.2.9作业坑开挖及支护在穿越道路两端各开挖一个操作坑，开挖前用人工开挖将路边光缆及管线挖出加以保护，避免在顶管作业时损伤光缆。1）在现场撒出操作坑的正确尺寸和位置的白灰线。发送坑规格可按以下要求执行。大连—沈阳天然气管道工程(营口－沈阳段)线路第2施工标段线路工程施工管线管径设计为Φ711，穿路套管规格为DRC1200×2000GⅢAJC/T640，两侧的顶管操作坑深度根据施工图纸确定，操作坑尺寸为6m×6m×4.5m，边坡比取1：0.5。操作坑开挖时，先按操作坑尺寸开挖2米深,然后在操作坑两侧及后面间隔1米打桩,前面中间留2米打桩,钢桩采用6m长φ159×7钢管,打桩前将钢管一端抽尖,采用夯锤方式打桩作业,钢管打入地下与地面平齐,钢管顶部用φ159×7钢管在桩管内侧进行横向焊接连接成方框,再在桩管外侧夯入δ=20mm钢板,钢板深度与坑底平齐,钢板高度为2米,钢板以上加设竹跳板至与地面平齐,防护措施全部做完后,再继续开挖至所需深度,再在桩管中部和底部焊接两圈φ159×7钢管,连成方框,确保支护的强度和稳定性。作业坑支护共需φ159×7钢管210m,δ=20mm钢板72m2。2）在挖发送坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：\n后座墙位于顶管工作坑内顶进方向的对面，是顶进管节设备的支撑面。后座墙所需要的原土应有不小于7m的厚度，以保证稳定性。为了保证后座墙的承载力,在操作坑后侧与原桩管平齐间隔400mm打入300mm工字钢,再在后面2米处平行打入一排300mm工字钢,间隔400mm,宽度3米,打桩前将工字钢一端抽尖,采用夯锤方式打桩作业,然后再将两排工字钢焊接连成一体。打桩共需工字钢108米。4.2.10集水坑的设置操作坑开挖时设0.8×1.0×1.0m集水坑集水。施工时采用2.5寸潜水泵排放积水，抽水周期直至顶管穿越完成。4.2.11发送操作坑坑底处理由于坑底为淤泥,为保证坑底的稳定性,在坑底铺垫500mm厚毛石,再在其上铺设δ=10mm钢板,用做安装设备及套管的基础,共需毛石18m3,人工8个工日。4.2.12安装导向支架、就位顶管机和套管操作坑处理完毕后，在发送坑后壁平卧和立放两层枕木，并用吊车安装后靠背挡板，挡板规格为3m×2m。然后再在钢板上安装2台自制的升降式滚动导向支架，用角钢∠100×10加固焊接在底面钢板上，或者用标准枕木铺垫，固定液压顶管机部件。用水准仪测量校正液压顶管机和穿路套管位置，保证套管中心线与设计中心相吻合，保证顶进对中度的偏差不大于1%，保证施工精度。确定套管位置后,将前端护壁钢板按套管位置和尺寸用气焊割开。套管安装下坑前在套管前安装切土器,切土器是用δ=20mm钢板煨制成,内径与套管外径相同,共需δ=20mm钢板1055KG,其简图如下:(单位:mm)400600\n1000套管安装下坑前应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纹，套管内表面要保证平整，下端600弧范围内要抹平，无凸起，检查合格后按示意图就位顶管机和DRC1200×2000GⅢAJC/T640型钢筋混凝土套管。4.3顶管施工作业启动液压千斤顶开始顶管，开始时速度要缓慢，第一节混凝土套管的对中度必须控制好。顶管机的每个顶进行程完成后，退回原位，由人工排净管内淤土，更换纵向顶铁，然后继续顶进，直到行程达到第一节混凝土套管的长度时，吊装下一节混凝土套管，准备顶进，顶管施工采用20t吊车配合施工吊装钢筋混凝土顶管及吊取土方直至顶管施工结束。纵向顶铁用200×100×16重型工字钢制作，根据混凝土套管长度和液压顶管机顶进行程需制作1000mm、2000mm短节各一个，短节断面形状为II型。顶进过程中需随时观测套管进土的对中度，一旦发现有偏移趋势，要立即停止顶进，采用螺旋式千斤顶人工校正。顶进操作时要注意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。\n顶管穿越施工在整个顶进操作中应坚持连续作业（若顶进时间间隔过长土拱容易下塌，使顶力增大），采用轮班制24小时连续作业，夜间施工时做好安全防护工作。如此反复，使混凝土套管抵达公路另侧的接收坑，即完成顶进过程。4.3.1挖土排土每次顶进套管1米，顶完后人工在切土器内取土，排土工具用手推车装土，人工牵引送到操作坑料斗内，用吊车吊出操作坑运到指定地点。取土必须严格控制，不得超挖，人工排土只许取切土器内积淤的泥土，以避免造成冒顶或其它意外事故,并可根据实际情况做适当预留。开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在最小的范围内。人工排土时，管内应架设安全电压照明灯具和通风管。4.3.2顶管误差校正在顶管过程中必须严格控制误差、及时校正偏差保证顶管质量。顶管校正方法分为坑内和管端面纠偏两类，它们包括如下方法：1）挖土校正法：在管子偏向设计中心的一侧适当超挖，而在相对的一侧不超挖或留坎，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，以防产生相反的结果。当偏差为10～20mm时，可采用此法校正。当管前土方被切削形成一定的土洞空隙时，宜用顶力设备，采取下述方法校正施工。2）顶木校正法：当偏差大于20mm或者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。3）千斤顶校正法：用小千斤顶接一短木，利用小千斤顶的顶力使管位得到校正，具体操作方法类似于顶木校正法。4）加垫块校正法：即在顶木末端于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定角度，顶进时可使顶管得到纠正。施工时根据实际情况选用其中的一种或几种方法进行套管的校正工作。4.3.3拆除顶管设施套管出土长度达到设计要求后，经监理验证合格，停止顶进。利用吊车在人工配合下，拆除导向支架、枕木等设施并运走顶管机。\n因考虑到顶进套管施工完成后穿越工作管有一定的施工周期，为防止意外事故发生，对于砼套管两端可采用编织袋装土码砌封都好两侧敞口端，并做好安全警示标识。4.4地貌恢复穿越完成后，将施工机具撤出现场，清理施工现场的剩余材料、废料等杂物，做到工完料净场地清，保证公路和周围地貌恢复原样。施工完毕后，用细土对顶管穿越两侧的操作坑进行回填，并进行夯实。回填后的地貌要与原地貌一致，对于路基基础，采用分层夯实，保证公路顶管穿越后，路基基础不会影响到公路质量。5.冬季施工措施5.1低温施工：当大气温度低于0℃时，即转入冬季施工。当室外日平均气温连续5天低于5℃时，一切施工项目即转入冬季施工。冬季施工转为常温：凡次年初春连续7昼夜不出现负温时即转入常温施工。5.2现场准备①根据施工进度计划，材料部门提前组织有关机具和保温供暖设备、材料的进场。②对各种加热设备、保温材料仔细检查其安全可靠性。③工地临时供水管道做好保温防冻工作。5.3、组织实施①组织有关人员学习各施工方案，并向具体操作人员交底。②进入冬季施工对保温人员专门技术培训，学习本工作范围的有关知识，明确职责，专人负责。③安排专人进行气温观测，做好记录与气象部门保持联系，及时了解天气情况，防止寒流袭击，积极采取措施，现场设置测温百叶箱。5.4冬季施工安全消防措施5.4.1入冬前组织经理部职工和施工队进行冬施安全教育。5.4.2注意掌握天气情况，按方案做好冬施各项准备工程。5.4.3冬期施工做好防滑措施，雪后、雨后及时清理脚手架及上人马道上的积雪和冻冰块。5.4.4加强用火管理，现场有足够的消防器材，防止火灾的发生。5.4.5\n加强用电管理，现场禁止使用裸线，不得私架电线，加强线路检查，防止漏电及电路失火，尤其是要在大风雪后对供电线路进行检查，防止断线造成触电事故。5.4.6不得以棉帽代替安全帽。5.4.7保温材料必须符合环保及消防（阻燃）要求，妥善保管，设专人负责。6.HSE管理措施6.1施工前，制定施工方案与安全措施，与公路交通管理部门取得联系，征得同意并办理相应手续后方可进行施工；施工中同时应严格执行“施工许可证”注意事项中相关HSE要求。6.2根据道路交通情况，可从交通部门聘请专业道路指挥人员，指挥车辆放单行，避免交通堵塞；6.3在公路没有恢复正常通车前，在穿越两侧(公路100米)至穿越点间，每隔50米分设警示标志、减速标志、施工标志、安全通过标志，晚间要设置并开启警示灯，以便警告行人，车辆注意安全。6.4施工现场用警示彩带维护，禁止外人进入施工作业区，以免影响工作和安全。6.5用油设备及油桶下铺垫塑料布,防止漏油污染环境。6.6特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作，确保安全文明施工。6.7施工完成后恢复地貌，并搞好穿越段路面的养护工作，防止事故的发生。7.质量管理措施7.1顶管作业关键质量保证措施7.1.1套管节口保证水平。7.1.2保证管段受顶力在管子轴线上。7.1.3每顶进40cm检测一次，并在控制标准范围内。7.1.4顶管坑内轨道固定死，防止移位。7.1.5保证工作坑底的稳定性。7.1.6用经纬仪对轴线方向进行测量控制，确保精度。7.1.7顶管时采用测量仪器控制中心线和高程，以施工放线时布置的中心桩为基准进行导向监控。7.1.8顶进作业开工后，中途不得停止，工序尽量衔接，减少停顶时间，避免推进阻力的增大。\n7.2严格按图施工，认真执行施工规范。7.3积极接受监理的监督检查，发现问题及时解决。7.4对职工进行教育，提高职工的质量意识和责任心。7.5制定质量奖惩制度提高职工积极性。7.6认真做好每一处穿越的现场技术、质量交底工作，项目专业人员及时到场检查、指导施工。7.7认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检与专检相结合的检查制度，并做好各项检查记录。7.8施工中应严格执行“施工许可证”注意事项中相关质量要求。顶管穿越工作量统计表序号区域地段位置穿越方式套管类型套管长度备注1辽中S304省道DE004-1～DE005顶管DRC1200×2000GIIIA482辽中沥青路DE006～DE007顶管DRC1200×2000GIIIA223辽中S304省道DE008～DE009顶管DRC1200×2000GIIIA604辽中沥青路DE012～DE013顶管DRC1200×2000GIIIA125辽中沙石路DE015～DE015-1顶管DRC1200×2000GIIIA486辽中沈西开发大道DE016～DE017顶管DRC1200×2000GIIIA607辽中沥青路DE020～DE021顶管DRC1200×2000GIIIA308辽中沥青路DE027～DE028顶管DRC1200×2000GIIIA469辽中沥青路DE029-1～DE030顶管DRC1200×2000GIIIA2010辽中沥青路顶管DRC1200×38\nDE031-1～DE031-22000GIIIA11辽中沥青路DE033-1～DE034顶管DRC1200×2000GIIIA4212辽中沥青路DE036～DE037顶管DRC1200×2000GIIIA3013新民沥青路DF004～DF005顶管DRC1200×2000GIIIA1614新民沥青路DF007～DF008顶管DRC1200×2000GIIIA2015新民沥青路DF018～DF019顶管DRC1200×2000GIIIA1816新民G102DF021～DF022顶管DRC1200×2000GIIIA6817新民沥青路DF023-2～DF023-3顶管DRC1200×2000GIIIA2418新民沥青路DF023-3～DF024顶管DRC1200×2000GIIIA2619新民沥青路DF026～DF027顶管DRC1200×2000GIIIA2820新民沥青路DF027～DF029顶管DRC1200×2000GIIIA1821新民沥青路DF029～DF030顶管DRC1200×2000GIIIA1222新民沥青路DF031～DF032顶管DRC1200×2000GIIIA26合计712顶水泥管穿越交工技术表格顶管穿越顶进套管检查记录JS-13工程名称工程编号\n单位工程名称套管规格工程部位顶管机型号电流电压主千斤顶油压中继间油压泥浆压力地下水压最大推力顶进速度开始顶进时间结束时间顶进管原编号顶进套管序号顶进套管长度累计长度现场情况：备注：施工单位监理（建设）单位记录人：检查人：项目技术负责人：年月日监理工程师：（建设单位项目代表）年月日工程名称工程编号单位工程名称套管规格\n穿越长度（m）穿越地点桩号、里程(m)管道规格(mm)套管规格(mm)套管实长(m)管道实长（m）检查内容管道焊口质量管道焊口数量（个）防腐涂层材料防腐层检漏电压（V）管道绝缘支撑方式防腐结构等级管道防腐层漏点主套管间绝缘电阻（Ω）焊接材料牌号管道保温材料规格管道穿越深度(mm)焊接材料规格保温结构及厚度(mm)轴线平面位置偏移(mm)补口材料规格套管接口材料管道穿越段土质情况补口厚度(mm)接口防腐措施管道稳管措施除锈方法及等级牺牲阳极材料套管两端密封方式补口材料粘接力管道保护电位（V）地貌恢复情况说明或平面示意图：检查意见及结论：施工单位监理（建设）单位记录人：检查人：项目技术负责人：年月日监理工程师：（建设单位项目代表）年月日管道穿越工程隐蔽检查记录JS-14\n单位工程名称工程编号序号钢管编号焊缝外观检查焊缝间距≥300错边≤1.6椭圆度钢管外径±3.6壁厚-0.5~+2mm长度±10管段垂直度≤1.5弯曲度≤8坡度角度30±1°余高0~2宽度25~35最大值最小值椭圆值1234567施工单位现场代表：年月日建设（监理）单位代表：年月日顶管穿越套管验收检查汇总表\n顶管穿越施工检查记录单位工程名称工程编号施工单位顶管机型号套管序号套管长度累计长度顶进时间结束时间最大推力顶进速度中心偏差电流电压主千斤顶油压123456789101112备注:施工技术负责人:年月日现场监理:年月日\n顶管穿越施工质量控制点(按施工流程划分):试压施工流程中的检查项质量控制点检查结果施工前期准备人员资质,包括项目经理证、质检员证、焊工证、电工证等特殊工种证件，与人员名单相符。施工组织设计、现场技术交底、设计交底、图纸会审、施工图纸、冬雨季施工措施、两书一表是否齐全。检查设备运行状况,设备的配备及人员的配备是否符合施工组织设计要求等。材料的验证情况,是否有材质单、合格证,材料的检验、试验、复验记录。人员资质、材料、设备、施工方案的报审是否符合要求。所有测量仪器必须完好，并经法定计量部门校验合格且在有效期内。穿越管线过路套管埋深较浅时,查看道路两旁线缆,可采用人工挖探坑方式。操作坑比较深或土质含水量比较高的情况采用打降水井的方式降水。施工现场布置根据设计图纸，使用全站仪定位穿越段管道中心轴线，确定顶管穿越的进、出口坐标和高程，工作坑位置、大小6m×5m，接收坑位置、大小4m×4m，并设置控制桩，确定施工作业边界线。对于工作坑比较深的情况采用钢管绑跳板或钢板的方式进行加固。施工作业带占地宽度要符合规定，不得超占。施工作业带内应平整，无局部凸凹、沟坎阶梯。施工作业带清理时，注意保护施工标志桩。在穿越地下管线、电缆、光缆处设立明显标志。地下设施两侧3m范围内，采用人工开挖，并对挖出的地下设施采取有效保护措施。对于重要地下设施，开挖前应征得其管理单位同意，必要时应在其监督下开挖。作业坑深度满足设计图纸挖深要求。管道穿越公路时，管顶\n距公路路面的埋深不得小于1.2m，距路边沟最低处的埋深不得小于1.0m，路边沟为主要水渠时，距水渠最低处的埋深不得小于1.2m。如果带套管穿越时，套管应伸出路基坡脚2.0m。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；墙面处理成垂直状。为保证顶力均匀传递给后背墙，在后背墙安放背靠板,地下水位高、土质较软的发送坑后背墙打双排桩加强。发送坑底需要精细找平且较稳定，找平后铺垫400mm厚碎石，再铺垫200mm厚黄砂并夯实，最终抄平的高差不应超过20mm。为防止地下水使作业坑内积水而影响穿越施工的正常进行，在两作业坑底的合适位置各设置一个0.5m×1.0m×1.0m的积水坑，施工期间采用潜水泵随时抽排积水，如果地下水位较高，可以打降水井，进行排水。穿越发送坑处理完后，用吊车将背靠板就位在发送坑后背墙上，并使用全站仪测量、校正作业面的垂直度和平整度为保证施工作业面的牢固，在发送坑底间隔250mm等距离放置标准枕木，并在枕木上铺设一张厚钢板，用全站仪测量、抄平。钢板上安装导轨，并用标准枕木铺垫，以固定液压千斤顶部件。使用吊车将套管节轻放在导轨上，并用全站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,第一节套管水平度不大于套管长度的1%。套管顶进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。为防止与千斤顶接触端套管受力不均被破坏，需在千斤顶和套管间放置一块盲板顶环。采用在套管前端先用人工掏土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300mm左右，就应对顶进套管的中线、高程进行观测，使用全站仪进行指引，套管轴线允许偏差10mm/m；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，套管前端挖土必须严格控制，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。\n混凝土套管顶进施工时，在两节套管对接处，按设计要求用沥青麻辫填充密封。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。套管钻进允许偏差：上下偏差为顶进长度在30m以内的套管，偏差不应大于100mm,顶进长度在30m～42m以内的套管，偏差不应大于150mm,钻进长度在42m以上的套管，偏差不应大于200mm；水平偏差不应大于套管长度的1%。套管内架设安全照明设施和通风管，满足开挖和排土施工需要。