顶管穿越施工方案唐丰快速路.docx
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顶管穿越施工方案唐丰快速路
南疆-唐山成品油管道工程
唐丰快速路顶管穿越施工方案
2010年7月22日
第一章工程概况1..
1.1工程概况1
1.2编制依据1
1.3施工方案1
第二章施工部署2..
2.1项目组织机构2
2.2相关部门职能2
2.3顶管施工人员配置3
2.4施工进度计划4
第三章顶管施工设备、机具、材料5
第四章三通一平及施工临设6.
4.1水通6
4.2路通6
4.3电通6
4.4现场临设6
第五章穿越施工方案7..
5.1顶管穿越施工程序7
5.2技术准备及交底7
5.3放线定位8
5.4工作坑开挖及防护8
5.5降水施工措施9
5.6设备就位安装及调试11
5.7套管穿越作业10
5.8顶管关键点控制12
第六章主管线穿越施工1.6
6.1主管组焊16
6.2主管清管试压16
6.3防腐补口、补伤17
6.4隔离保护支架安装18
6.5发送沟开挖18
6.6主管穿越18
第七章现场文明施工措施1.9.
7.1目标及承诺19
7.2现场布置19
7.3现场文明施工措施21
7.4穿越施工中公路保护措施21
第八章质量保证措施2..3.
8.1质量保证体系23
8.2质量管理组织机构23
第九章HSE管理措施2..5.
9.1健康、安全与环境（HSE管理方针25
9.2健康、安全与环境（HSE目标25
9.3HSE管理措施25
9.4安全管理措施25
9.5环境保护措施29
9.6成本控制措施29
第十章施工应急预案3..0.
10.1现场安全生产突发事件应急处理预案30
10.2突发性疾病应急处理预案30
10.3食物中毒应急处理预案31
10.4火灾应急处理预案31
10.5交通事故应急处理预案31
第一章工程概况
1.1.工程概况为从根本上解决天津石化成品油出厂问题，同时完善华北成品油销售网络，从整体上提高石油公司的市场竞争能力和经济效益，经中国石化股份公司批准，建设南疆-唐山
成品油管道工程。
本工程起点为天津市塘沽区南疆油库内的南疆首站，终点为河北省唐山市任各庄油库内的任各庄分输站，途径天津市，河北省的唐山市，管道全长155km共分
为4个标段。
其中南疆-唐山成品油管道工程W标段线路整体在唐山境内，沿着唐山市西外环敷设，经小稻地、中门庄、后新庄、袁家庄，在东龙湾管道偏离西外环转向东北敷设，经小城子、魏庄子，在任各庄南管道穿越102国道后沿着现有铁路专用线敷设至唐山任各庄油库；线路总长度28公里。
沿途穿越有唐山西外环高速路匝道、唐通公路、唐丰快速路、机场路等多处高等级道路，穿越方法采用顶管及定向钻两种方式进行。
本次穿越唐丰快速路采用顶管方式施工，位置位于唐丰快速路K4+010附近（管线公里号K28+385.8和K28+491.5间），保护套管长74m套管选用钢筋混凝土套管（G型接口JC/T640-1996）DRC100Q内径）X100（壁厚）X2000（长度）。
1.2.编制依据：
1.2.1施工图纸及设计说明
1.2.2施工现场踏勘资料
1.2.3国家现行的法令、法规、地区行业颁发的安全、消防、环保、文物等管理规定
1.2.4施工技术标准及验收规范《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2006《顶进施工法用钢筋混凝土水管》JC/T640-1996《油气管道穿越工程施工规范》GB50424-2007《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007《石油天然气钢质管道无损检测》SYT4109-2005
1.3.施工方案顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、油泵站、顶铁、电站、泥水泵及运土设备等。
完
成测量放线后，将附近障碍物清理干净，考虑该处地下水位埋藏较浅，在施工前要采取相应的降水措施，操作坑四壁采用必要的支护方式，防止塌方，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，然后更换顶铁继续顶进，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。
第二章施工部署
2.1项目组织机构
2.2相关部门职能
2.2.1安全生产办公室职责
（1）根据生产实际情况，做好设备的平衡调配工作。
（2）负责编制设备的维修保养计划，并负责实施。
（3）负责设备事故的调查分析和鉴定工作。
（4）负责设备各种统计报表的收集、汇总上报。
（5）负责各专业之间的协调、施工总体布置及管理。
（6）负责前期与各方协调各种关系，办理所有关于施工及生活证件
（7）组织编写施工计划，搞好计划管理。
2.2.2技术质量办公室职责
（1）按合同规定的施工规范、施工图纸，组织各项技术工作的实施与管理。
（2）负责制定施工技术文件、工艺规程和作业指导书。
（3）负责施工技术文件的变更联络与实施工作。
（4）施工前进行技术交底，落实工程的测量、试验等工作。
（5）负责隐蔽工程的检查和记录，负责施工现场签证工作。
（6）监督落实施工规范的使用的执行。
审查分包技术措施，对工程技术管理全面负责。
（7）负责施工进度计划的检查、调整和监督。
2.2.3计划经营办公室职责
（1）主要负责本工程的经营管理和成本控制及资源配置。
（2）负责本工程的计划的编制和实施。
（3）负责本工程的周报，组织每周日的进度协调会。
（4）编制本工程的预算，财务费用报表，成本分析报告，并进行工程结算。
2.2.4综合办公室职责
（1）主要负责本工程的行政管理和后勤服务及生活保障。
（2）负责文件起草、打印、宣传、教育及现场保安工作和车队管理以及项目文件及信息管理。
2.2.5顶管施工组：
负责套管的吊装、顶进、出土施工及操作坑的开挖、操作坑支护、恢复等。
2.2.6管道施工组：
负责主管的布管、焊接、清管、试压、穿管、防腐质量检查，补口、补伤工作。
2.3顶管施工人员配置
2.3.1顶管施工组：
（分两班，采用24小时两班倒）——每班：
操作手2人、清土工4人、辅助人员：
2人——每班：
电工1人小工8人
2.3.2主管施工组：
——管工：
2人、电焊工：
2人、电工：
1人、操作手：
2人、防腐工：
2人、辅助人员：
2人
24施工进度计划
本工程计划施工时间为29天，各工序施工时间如下:
序号
关键工序
计划总用时（天）
备注
1
设备进场及定位放线
1
包括便道铺垫
2
操作坑开挖支护
1
包括基坑降水
3
设备就位及调试
2
4
顶管施工
19
5
主管组焊及检测
4
提前预制
6
清管试压
2
7
补口补伤
1
8
穿管
1
9
场地清理及回填
2
由于以上工序中主管焊接及检测存在交叉作业因此，总工期为29天
第三章顶管施工设备、机具、材料
序号
名称
规格
数量
用途
1
液压千斤顶
QYS-400
2套
顶管穿越设备
2
柴油发电机
75KW
2台
发电及备用
3
日立挖掘机
240
1台
挖土方
4
吊车
16T
1台
装、卸管
5
双排车
小解放
1台
值班
6
面包车
五菱
2台
值班
7
水罐车
8方
1台
试压
8
空压机
3mi
2台
通风换气
9
全站仪
GTS330
1台
测量
10
水准仪
DSZ3
1台
测量
11
电火花检漏仪
1台
防腐层检漏
12
电焊机
2台
焊接
13
二弧焊机
1台
14
烤把
1个
15
液化气瓶
1个
16
气焊工具
1套
切割坡口
17
磨光机
100
3把
18
吊带
3吨
4个
19
配电盘
2个
20
照明设施
3套
21
清管器
DN400
1个
自制
22
导向轮
DN400
4个
自制
23
铁丝
8#
20公斤
24
外对口器
DN400
1个
25
氧气
4瓶
26
乙炔
2瓶
27
枕木
6方
28
警示牌
4个
29
警示线
200米
30
护栏
30个
31
铝合金梯
5米
2个
32
应急灯
4个
33
信号灯
2个
34
灰浆搅拌桶
200L
1个
搅拌灰浆
35
水泵
QY65-15-2.2
3台
抽水、排水
36
电动葫芦
CD1
1台
对管
37
螺旋千斤顶
15t
4台
调方向
38
超咼压径向柱塞泵站
BZ50MPa-15
2台
顶管加压站
39
推土机
PD165
1台
扫线
40
第四章三通一平及施工临设
根据对公路穿越现场交底勘察，我方计划三通一平及施工临设如下：
4.1水通
公路穿越施工用水较少，主要是主管穿越试压用水及生活用水，因此我们将根据现场情况选择以下两种方式中一种：
4.1.1在施工场地周围就地取水。
4.1.2采用8方水车现场送水，解决施工用水。
4.2路通
根据现场勘察由于施工地点均在路旁边，因此，在施工时将根据现场情况铺设临时道路通向施工作业区。
材料、设备布置在选好的施工穿越场地区域内，先用推土机将地表推
平后压实即可，穿越现场临设见施工现场平面布置图。
4.3电通
现场采用75KW柴油发电机发电,用来夜间照明和主管焊接及试压用电。
电源用380V
100A配电盘及电缆将电源送至各用电点。
4.4现场临设
4.4.1穿越施工现场设主管预制区、套管摆放区、设备停放区等，具体布置见施工现场平面布置图。
4.4.2临时施工便道宽5m采用铺300mn厚红土压实即可。
4.4.3套管摆放时应平稳，底部用枕木垫牢。
第五章穿越施工方案
5.1顶管穿越施工程序
5.1.1顶管穿越施工流程技术准备及交底——公路穿越手续办理——放线定位——工作坑开挖、混凝土支护——顶进设备安装——导管就位——管线顶进——管口处理——工作坑处理。
5.1.2穿越方案
本段各个穿越点顶管穿越共分三步进行，顶管操作坑设定。
第一步：
进行公路的套管穿越，在选定好的顶管操作坑位置处开挖操作坑，操作坑混凝土支护，铺轨道和安装顶管设备后进行顶管。
第二步：
拆除顶管装置及设备。
第三步：
主管预制、试压及穿越，并进行封堵套管，回填操作坑及接收坑。
5.2技术准备及交底
5.2.1对穿越现场进行仔细现场踏勘，了解穿越段的断面及冲击层情况，绘制现场施工平面图、测绘图，掌握设计要求。
5.2.2顶管推力计算顶管推力的大小等于顶管过程管道受的阻力的大小，包括导管切土正压力、管壁摩擦阻力等。
5.2.2.1导管切土正压力：
与土层密实度、土层含水量、导管格栅形态及管内挖土状况有关。
根据有关工程统计资料，软土层一般为20〜30t/m2,硬土层通常在30〜60t/m2。
大于40时表明土质较好。
F仁S1XK1
其中F1——顶管正阻力（t）
S1顶管正面积（m2）
K1——顶管正阻力系数（t/m2）
取K1=40t/m2
F1=S1XK1=nr2XK1=3.14X（1.2-2）2X40=45.3t
5.2.2.2管壁摩擦阻力：
管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。
根据有关工程统计。
管壁摩擦阻力一般在0.3〜0.9t/m2之间。
F2=S2XK2
其中F2—顶管侧摩擦力（t）
S2—顶管侧面积（m2）
K2—顶管侧阻力系数（t/m2）
取K2=0.7t/m2
F2=S2XK2=nDLXK2=3.14X1.2X74X0.7=195.2t
通常减少管壁摩擦阻力的措施有：
管壁与泥土间加泥浆套减阻、管外壁形态规则和表面光洁、减少管道拐弯。
顶管总阻力主要为以上两种阻力之和：
F=F1+F2=45.3t＋195.2t=240.5t
考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.5倍能力储备，设备顶进能力
应为360t，故选用400t的顶管设备完全可满足要求。
5.3放线定位
5.3.1根据设计给定的控制桩位，用经纬仪放出穿越轴线。
并定穿越中心桩、施工带边线桩，并撒上灰线。
放线时同时放出操作坑和接收坑的位置与尺寸。
在穿越至验收的全过程中随时使用测量仪器配合。
放线定位详见平面布置图。
5.3.2用水准仪测量顶管轴线公路上中间的地势标高，根据设计施工图纸要以测定点标高再加深后则为穿越管线的顶标高。
5.3.3放线定位后在公路两侧穿越中心线上插上红旗进行醒目标识。
5.4工作坑开挖及防护
5.4.1工作坑位置根据现场勘察确定，接收坑设置在图纸给定的套管长度的外侧，工作
坑尺寸根据各个穿越点现场确定为6mX6m方形工作井，深度为套管穿越深度加上导轨及铺垫高度。
接收坑尺寸为6m（长）X4m（宽），深度实际情况确定左右。
5.4.2操作坑采用机械开挖，考虑到当地地层地下水位较浅，容易塌方，因此要采取相应的支护方式。
可采取脚手架加护板或采用钢板桩等方式进行支护，支护方式根据现场情况而定。
5.4.3由于接收坑短期内不会回填，且施工人员还需要在坑内进行穿越主管和封堵套管施工，为确保安全，接收坑内均设置防塌支撑，。
工作坑内设5米高梯子1个，便于施工人员上下操作坑。
5.4.4由于施工期间处于本地区的雨季，堆土区应离操作坑保持一定的安全距离；同时在堆土区旁边放置一块满足覆盖堆土区范围的防雨布，在下雨时立即将堆土区覆盖，防止
雨水冲击泥沙倒流操作坑
545当出现地下水时，则应采用井点降水法将地下水位降至管底以下不小于0.5mm处,
并应采取措施，防止其他水源进入顶管管道，管道之间应加强防水处理。
管节接口的内侧间隙应按设计规定处理；若设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封。
填塞物应抹平，不得凸入管内。
5.5降水施工措施
5.5.1在施工过程中如遇到地下水位比较高，操作坑开挖后，容易蓄水，给施工造成困难，因此需要对施工区域进行降水，根据现场情况可采用井点降水，具体如下：
5.5.1.1每根井点管的制作：
用直径50mm勺无缝钢管，长5米，下端装滤管，其构造如下图所示：
滤管结构图
5.5.1.2井点管的上端用弯联管与总管相连，每根弯联管长1米;
5.5.1.3用直径为125mm勺钢管做集水总管，每段长4米，其上装有与井点管连接的短接头，间距1米，集水总管与抽水水泵（200riVh）相连接，在集水总管与水泵之间设置一个阀门便于控制，每10根降水井点管与设备组成一套抽水设备；
5.5.1.4井点管埋设采用射水法，沿操作坑周围布设，每间隔1米设置一口降水井,降水井采用冲孔埋设，埋设深度6米,分别见（图661.4-1）（图661.4-2）；
5.5.1.5当所有设备连接完成后，进行试抽水，检查有无漏水、漏气、淤塞现象，出
15m以外。
水是否正常，并将所抽地下水用消防水龙头带排到距管沟
降水总点管
高程布置图（图1-1）
平面布置图（图1-2）
5.6设备就位安装及调试
5.6.1工作坑内超平后铺设枕木及道轨，最后安装设备及套管，吊装时使用16吨吊车
1台，设备具体安装如下图，就位时千斤顶中心必须与套管中心吻合，校正千斤顶和套管的水平和左右偏差，确保套管按设计位置正常顶进。
5.6.2导管前端加设组合体钢头，对混凝土管前端加以保护，导管尾端加设尾端钢头，
上开通风人孔和出土孔，并对混凝土管末端加以保护。
5.6.3为减少套管顶进阻力，加快顶进速度，导管前端安装钢头，并将钢头及外导管外表处理光滑，涂机油以减小阻力。
不但可以加快速度，还可以降低穿越偏斜。
5.6.4为加大操作坑墙体承载力，在液压顶管机的后背墙处垫上垫板，垫板采用巾89
X10钢管制作成管排，具体做法见下图，安装时其垂直度w0.1%H，水平扭转度w0.1%L
（H为后背墙垫板的高度（mm）、L为后背墙垫板的长度）。
若后背墙强度还不能满足顶管要求，在其后浇注300mmC25的混凝土墙，来加大操作坑的承载力。
565后背墙垫板用料表
序号
材料名称
规格型号
数量
备注
1
钢管
①89X10
200米
已有
5.7套管穿越作业
5.7.1顶进施工
5.7.1.1顶杆中心线必须与管道保持同心，第一节水泥管顶进方向的准确性是整个穿越工作的关键，第一节套管的入土点与安装角度在顶孔前要准确测量。
5.7.1.2顶进2米左右后检查是否有偏顶现象，发生偏顶时应重新调整再顶。
5.7.1.3第一节套管顶完后进行测量，若入土方向偏差超过30毫米，应抽出重顶。
5.7.1.4套管顶入地层到可以安装另一节套管时，停止给套管施加压力，出土完毕后，将油缸复位，用吊车吊装连接第二节套管。
5.7.1.5作业中阻塞时注意是否有偏顶现象，顶力是否过大，后背墙是否稳定等，顶管时排出的土壤应及时清除。
顶管作业开始后要连续进行，不宜中途停止，直至顶进到规定长度。
5.7.2顶进纠偏
在顶进过程中，随时使用全站仪和水平尺配合检查进管的不平度和设计轴线的偏差，并及时进行纠正。
一旦出现偏斜，需将顶杆与套管撤回至合格处进行处理。
5.7.2.1发生左右偏斜时，可用人工铲削偏斜相反的一侧，并在偏斜一侧垫上楔子重新顶进，当超过原顶进深度且过到所需的中心线时，即可去掉楔子。
5.722如向上偏斜，套管退回后采用向下直挖土，以便套管落下。
套管偏斜纠正后，再将套管重新顶进。
5.7.2.3在穿越砾石或砖回填土层时，若油缸突然跳动且无明显进尺时，则表明遇到较大的卵石或砖石等，人工排除障碍后再开顶。
5.7.3套管测量和拆除顶具
5.7.3.1套管安装完毕后，用测量仪器进行测量，包括入土、出土点标高、顶进水泥管线偏离值、套管长度。
5.7.3.2顶管顶进允许偏差为：
30〜40m，顶进长度内高低误差不大于150mm水平方向误差为套管长度的2%详见（表1）。
5.7.3.3套管检查合格后，拆除油缸，后背墙、导轨、方木等，清点并及时运走。
5.7.4注意事项
5.741等体积置换：
即在管内挖出土方的体积Q土完全等于顶入管子的体积Q行（Q土=Q行），所以每次顶进都需要一定的计算，尽可能相等。
避免使土体疲劳，以致变形加剧，当Q土〉Q行时，地面易于沉降；Q土VQ行时，地面易于隆起。
顶管施工允许偏差（表1）
项目
允许偏差
钢筋砼管最大偏角
0.5°
管线轴线偏差
50MM
标高偏差
+30〜-40
相邻管节错口
<15MM无碎裂
接口抗渗试验应达
0.11MPa
内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出
5.742顶进中导向要好，除了组合体钢头正面挖掘要均衡、对称外，还要：
1经常检查工作井内的导轨，穿门洞与顶管间的空隙等无异常。
2千斤顶的中心线应和正面阻力及管壁摩擦阻力的合力重合，尽量减少偏心，这一点在开始安装时必须考虑，若在开始顶进之后调正，就困难了。
3经常注意后座靠背的刚度是否够，其变形的大小和均匀度、以及弹、塑性变形的比
例等，随时设法消除各种影响异向精度的因素。
5.8顶管施工关键点控制
5.8.1混凝土套管质量控制
581.1在顶进施工中，混凝土套管之间是通过端面均匀传导受力，使套管按预定的轨道均匀推进。
但由于套管端口不平整、变形等原因则会造成套管轴向圆周方向受力不匀，从而会使套管向受力小的一侧缓慢发生偏移，因此对于顶管使用的套管应严格控制质量要求。
5.8.1.2混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸符合规定；其预制应选用有资质、能力的厂家进行预制。
5.8.1.3混凝土管到场后应严格按《混凝土和钢筋混凝土排水管》制作要求逐根检查验收。
5.8.2混凝土套管安装控制
5.8.2.1混凝土套管2米1根，承插口连接。
为防止套管进水，钢筋混凝土管接口的防水主要依靠接口之间的“O'型橡胶圈的弹性压缩。
因此橡胶圈在安放前检查无破损，套管连接时其端口外表用钢丝刷把油污杂物清除干净，将橡胶密封圈套入插口槽内，要求做到四周均匀、平顺、无扭曲、不错位等等。
5.8.2.2下管时，吊点应设在管子的重心处，用拦腰起吊的方式起吊，采用吊带，禁止采取钢索穿管吊管的方法。
在吊运管时，要防止管节接口受损。
5.8.2.3铺管时，将管节平稳吊下，平移到排管的接口处，调整管节的标高和轴线，然后用紧管设备将管子的插口慢慢插入承口，在承插管子的过程中，管节仍需悬吊着，以降低紧管时的拉力，管节拉紧后，调整管子的轴线和标高，然后用管枕击实。
管节插入时，应注意橡胶圈不出现扭曲、脱槽等现象。
5.8.3清土施工控制
5.8.3.1套管在顶进过程中，清土人员将在套管端部进行清土外运，掏土时一定要防止掏空塌方造成地表下沉，因此每次向前掏土的距离要根据现场情况确定，不得为加快进度而过快掏土。
5.8.3.2掏出土方可以采用滑轮车的方式外运至套管外，外运时要注意运土安全。
5.833套管进入土层过程中，每顶进30cm测量不应少于一次；套管进入土层后正常顶进时，每顶进100cm测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数；
5.8.4顶管设备安装质量控制
5.8.4.1两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；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。
导轨安装的允许偏差应为：
（1）轴线位置：
3mm
（2）顶面高程：
0〜+3mm
（3）两轨内距：
±2mm
5.8.4.2千斤顶的安装应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；
5.8.4.3油泵安装和运转应符合下列规定：
（1）油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；
（2）油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；
（3）顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；
（4）顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶
进；
（5）千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。
5.8.4.4顶铁安装质量应符合下列规定：
（1）顶铁应有足够的刚度且相邻面应互相垂直；
（2）安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；
（3）更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；
（4）顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。
5.8.5顶管防塌方法控制
5.8.5.1套管在顶进过程中，由于公路
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