天然气管道大开挖施工方案.docx
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天然气管道大开挖施工方案
天然气管网一期管道工程项目线路第三标段
GHZC116G-6 至 GHZC116G-11 大开挖连头
施工方案
（2 版）
编制
日期
校对
日期
审核
日期
批准
日期
0
一、工程概述 ............................................................................................................................................1
二、编制依据 ............................................................................................................................................1
三、主要施工方案 ....................................................................................................................................1
3.1 管道线路走向、施工作业带征地协调、作业面现有构筑物清理。
............................................1
3.2 临时乡村道路改道修筑 ....................................................................................................................3
3.3 电子厂围墙支护 ................................................................................................................................3
3.4 坟地支护 ............................................................................................................................................4
3.5 管沟开挖支护 ....................................................................................................................................5
3.6 管道焊接施工 ..................................................................................................................................10
3.7 管道保护及硅芯管套管敷设 ...........................................................................................................11
3.8 管沟回填及地貌恢复 .......................................................................................................................12
3.9 主要工程量及设备、材料 ...............................................................................................................12
四、施工部署 ..........................................................................................................................................13
4.1 施工准备 ........................................................................................................................................13
4.2 技术准备 ........................................................................................................................................13
4.3 项目组织机构 ...................................................................................................................................14
4.4 劳动力组织计划 ...............................................................................................................................14
4.5 施工方法 ...........................................................................................................................................15
4.6 施工工期安排 ...................................................................................................................................17
五、现场文明施工措施 ..........................................................................................................................18
5.1 目标及承诺 .......................................................................................................................................18
5.2 现场布置 ...........................................................................................................................................18
5.3 现场文明施工措施 ...........................................................................................................................19
六、 HSE 管理措施 .................................................................................................................................20
6.1 健康、安全与环境（HSE）管理方针 ............................................................................................20
6.2 健康、安全与环境（HSE）目标 ....................................................................................................20
6.3 HSE 管理措施 ...................................................................................................................................20
6.4 安全管理措施 ..................................................................................................................................21
6.5 应急管理措施 ...................................................................................................................................23
6.6 环境保护措施 ...................................................................................................................................25
0
一、工程概述
依据设计图纸《广州-惠州干线 GHZC116G-6~GHZC116G-11 号桩改线段线路平面图/纵
断面图》，线路路由在朱村镇石山田村桩号 GHZC116G-6~GHZC116G-11 穿越全能电子厂及广
铝规划居民用地之间土路。
从连头处至预留试压通球点长度约 60 米。
根据现场勘查，因该段管线路面自然地坪至预埋套管底部为 11 米，土质为砂质粘性
土，地下含水量丰富，管道中心线离全城电子厂围墙近（5.5 米）。
因施工现场场地条件有
限，大开挖施工作业面受限，计划离围墙外 2 米处打长度为 9 米的拉森钢板桩对现有围墙
进行支护，管线处有坟地一处，打长度为 6 米的拉森钢板桩进行保护，本次作业管沟对接
位置降标高 5 米后施工（现场部分已完成），对需开挖的管沟位置两侧打 6 米长拉森钢板
桩保护后再进行管沟开挖、焊接作业施工。
因管沟开挖面占用了现有乡村公路，为保证乡
村公路通行，乡村公路需临时改线外移。
二、编制依据
1） 广州—惠州干线 GHZC116G-6~GHZC116G-11 号桩改线段线路平面图，广州—
惠州干线 GHZC116G-6~GHZC116G-11 号桩改线段线路纵断面图；设计提供的
地勘资料。
2） 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012
3） 《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
4） 广州市建设委员会颁发的有关市政工程安全及文明施工文件；
5） 我们单位以往管沟开挖工程施工经验。
6） 国家现行的法令、法规，地区颁发的安全、消防、环保、文物等管理规定。
7） 国家现行有关施工验收规范和标准。
三、主要施工方案
3.1 管道线路走向、施工作业带征地协调、作业面现有构筑物清理。
现连头处管道底距围墙外公路面 11 米，距降坡后地坪约 5.5 米，地坪面起伏落差大，
管沟开挖土方量大，在现有作业带基础上，需增加 1 处堆土点，开挖土方转运至堆土点，
减少管沟两侧堆土量。
1
为躲避坟地，改线后管线位置在乡村公路下，为保证施工作业顺利进行，乡村公路需
临时改道外移 20 米，现有围墙需要拆除 20 米，管道线路边鸡棚需要拆除，管道线路边电
线杆需迁移。
（见附图）
围墙拆除 20
电线杆迁移
米，围墙后鸡
坟地
棚拆除
现管线走向
乡村公路
改道
管道连头点
堆土点
现场平面示意图
管道走向平面图（设计图纸）
2
管道走向纵断面图（设计图纸）
3.2 临时乡村道路改道修筑
因管沟开挖深度深，开挖土方量大，施工作业面积宽，为保证乡村公路畅通，将现
有乡村公路外移改道，改道后的公路面铺不小于 300mm 厚片石及碎石石粉并分层夯实已保
证改道后公路车辆能够正常通行。
临时路宽度 3 米，对于广铝围墙外由于高差太大（约 5
米），采用原开挖出的粘土以及拆除的围墙基础石料回填处理。
3.3 电子厂围墙支护
因管道中心线距电子厂围墙仅 5.5 米，在管沟开挖及焊接施工过程中，为防止围墙突
然坍塌，需对围墙进行打拉森钢板桩支护，根据现场情况，采用长度 9 米的钢板桩（打进
原土层约 5 米，4 米外露），围墙支护长度为 20 米；考虑该处钢板桩安装时可能无法上锁
扣，钢板桩内侧采用 HM 型钢（350*250）作为垫板，与钢板桩焊接，连成整体保护。
待平
行段管沟钢板桩施工完成，管沟开挖前，用Φ323.9*11 材质 L360 钢管对围墙进行斜撑，
斜撑间距 5 米一个，斜撑下支撑点采用 1.5m×1.5m 见方厚度 20mm 钢板作为垫板，钢垫板
周围用松木桩固定。
（见附图）
3
电子厂围墙
围墙 9 米钢板桩支护
钢管支护
管道走向
3.4 坟地支护
原管线穿越一处坟地，因坟地经协调无法迁移，管道改线绕过坟地，改线后的管线紧
靠坟地而过，为保证管沟开挖时坟地不塌陷，对管沟开挖处坟地进行打钢板桩保护，采用
6 米长拉森钢板桩围绕坟地一排，长度 15 米进行支护。
4
坟地钢板
开挖管沟位置
坟地
桩保护
3.5 管沟开挖支护
⑴ 放线定位：
根据设计给定的控制桩位和坐标点，用测量仪器放出穿越管中心线、施工带边线桩，
并撒上白灰线；根据管道中心线放出管沟开挖双边线，管沟双边线间距 3.0 米，管沟双边
线为管沟打钢板桩支护线。
⑵管沟开挖及钢板桩支护
管沟开挖长度约 60 米，先对管线作业带放坡开挖至距围墙外路面标高下 5 米后再进
行打钢板桩。
根据现场地质情况，决定此处采用（拉森 SP-IV 型）6 米长拉森钢板桩。
打
桩采用履带式液压打桩机，根据现场情况分批次打“П”型双边 35 米长钢板桩并进行横
向支撑；钢板桩内侧采用 HM 型钢（350*250）作为垫板，并用Φ323.9*11 材质 L360 钢管
分 3 排进行水平支撑，支撑间距 3 米，所有支撑断面都进行满焊。
锁口形状为套型锁口，
钢板桩两侧均为勾状形，防水防流沙效果较好。
钢板桩打好，开挖管沟深度第一层约 2 米
时加第一排水平支撑，第一排水平支撑距施工地坪面不大于 0.5 米；第一层管沟土方采用
单斗挖掘机开挖，待第一层水平支撑加固好后才能开挖第二层管沟土方，第二层及以下管
沟土方开挖采用抓铲式挖掘机施工，第二层管沟开挖深度至 4.0 米时加第二排水平支撑，
5
第二排水平支撑距施工地坪面不大于 3.5 米；第二排水平支撑加固好后才能开挖下部管沟，
管沟开挖标高达到设计要求后，加第三排水平支撑。
钢板桩布置平面示意图
钢板桩安装示意图
钢板桩侧土压力、拉森钢板桩、支撑 HM 型钢、钢管的承载力计算:
和
A、 根据业主提供的地勘资料《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012 计算钢板桩侧砂质
6
层号
土类名称
层厚
（m）
重度
（kN/m3）
浮重度
（kN/m3）
粘聚力
（kPa）
内摩擦角
（度）
1
粘性土
6.00
17.5
7.5
20.00
20.5
2
粘性土
3.40
18.5
8.5
---
---
3
强风化岩
5.00
21.0
11.0
---
---
层号
与锚固体摩
擦阻力（kPa）
粘聚力
水下（kPa）
内摩擦角
水下（度）
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
（kPa）
1
35.0
21.00
22.00
分算
m法
9.58
---
2
70.0
35.00
25.00
分算
m法
13.50
---
3
120.0
45.00
25.00
合算
m法
17.38
---
土层数
3
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
5.5
外侧水位深度（m）
1.000
弹性计算方法按土层指定
√
弹性法计算方法
---
基坑外侧土压力计算方法
主动
粘性土主动线性土压力（Ea）（朗肯理论计算总土压力，附图）：
[ 土层信息 ]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[ 土层参数 ]
----------------------------------------------------------------------
Ea=1/2r（H+t）2Ka=0.5*17.5KN/M3*71.73M2*0.49=307.54 KN·m
式中系数 Ka=tg2（45°-θ/2）= tg2（45°-20.5°/2）=0.49；
砂质粘性土自重 r=17.5KN/M3;
7
B、等反力布置计算（附图）：
由于拉森钢板桩施工等反力布置是使各层横梁和支撑所承受的力都相等，所有支撑承
受反力都为 P，反力 P 的计算如下：
P1=1/2*r*Ka*D（Hn+ Hn+1）=0.5*17.5KN/M3*0.49*6.13*6.745
=177.3 KN·m
8
P2=1/2*r*Ka*D2=0.5*17.5KN/M3*0.49*（2.29+2.58） 2
=101.7 KN·m
P3= 1/2*r*Ka*D2=0.5*17.5KN/M3*0.49*2.582
=28.54 KN·m
由上述式中得出：
P1﹥P2﹥P3，取最大值 P1 支撑承受的轴向力来验算 SP---Ⅳ型拉森钢
板 桩 的 允 许 弯 矩 。
查 SP--- Ⅳ 型 拉 森 钢 板 桩 的 技 术 参 数 表 ， 钢 板 桩 的 允 许 应 力 为
[σ ] = 180 MPa ，则每延米钢板桩的最大允许弯矩为：
[M ] = [σ ]⨯W = 180 ⨯103 ⨯ 2270 ⨯10-6 = 408.6 kN⋅ m
钢板桩的最大允许弯矩（408.6 KN·m）﹥P1（177.3 KN·m）满足
C、HM 型钢 350*250
9
受荷截面
1、截面类型：
HM 型钢:
340*250*9*14*20
2、截面特性：
Ix=21700cm4Wx=846.3cm3Sx=1280cm3G=79.7kg/m
翼缘厚度 tf= 14mm腹板厚度 tw= 9mm
弯矩值：
计算方案基本参数：
长L =3 M
均布载荷标准值：
P1（177.3 KN·m）
设计值 Pd=Pg*γG+Pq*γQ=215KN·m
设计值 215KN·m﹥标准值 P1（177.3 KN·m）满足
D、Φ323.9*11 材质 L360 钢管抗压承载力基本值为：
8MPa/ cm2×55.02cm2=4.4*105 KN
钢管抗压承载力基本值 4.4*105 KN﹥标准值 P1（177.3 KN·m*间距 3m）
钢管的长度值计算：
钢管的长细比取基本值 40 倍：
Φ323.9*40=12.9m
Φ323.9 钢管承载力的理论长度 L=12.9m﹥使用长度 L=3.5m 满足
3.6 管道焊接施工
⑴管道弯头提标高
根据设计平面图及纵断面图，从现连头低点采用 2 根 11°冷弯头提升管底标高约
2.2m 后再连接一个 54 °的热煨弯头以迭加角的方式改弯原有管线路由避开坟地，至
GHZC116G-8 处再连接一个 60°的热煨弯头以迭加角的方式返平后，再连接 1 根直管，留
头交付中原油建项目部进行试压和连头作业。
⑵沟下作业钢结构安全保护笼
由于地质条件差，管沟开挖深，在与现有三标管头连接处（管道最深点），为保证沟
下作业人员的绝对安全，作业人员下管沟施工时采用特殊加工的钢结构安全保护笼进行作
业人员的安全保护。
保护笼内宽 2.0 米，长度（管道纵向）2.5 米，高度 2.5 米; 20＃槽
钢做为上方横向梁框架，其余框架采用 16＃槽钢，除预留管道位外周围采用 12mm 厚钢板
包裹，所有连接采用焊接连接，上方设直径 70mm 透气管一条。
（见附图）
10
钢结构安全保护笼示意图
钢结构安全保护笼需承受的上方静止总土压力计算：
P1=S*H*r=2.5m*2.0m*3m*17.5 KN/M3=262.5 KN
钢结构安全保护笼需承受的上方动态总土压力计算：
P2=P1*H=262.5 KN*3m=787.5 KN
16＃槽钢参数：
横截面积 21.95cm2，惯性矩 Ix866.2cm4，转动惯量 Wx108.3cm3
20＃槽钢参数：
横截面积 28.83cm2，惯性矩 Ix1780.4cm4，转动惯量 Wx178cm3
保护笼上方承压值：
计算方案基本参数：
跨度L =2.0 M
均布载荷标准值：
P（52.5 KN·m2）
设计值 Pd=Pg*γG+Pq*γQ=180KN·m2
设计值 180KN·m2﹥标准值 P（52.5 KN·m2*3）满足
3.7 管道保护及硅芯管套管敷设
⑴管道保护：
此段管道埋设在公路下，采取钢筋混凝土现浇保护，钢筋笼在沟上分节预制，管道
11
外围包 30mm 厚橡胶，钢筋混凝土浇筑同开挖沟宽，深度同开挖沟底至管道面上 300mm（详
见附图）
⑵硅芯管套管敷设：
此段硅芯管穿套管保护，套管采用Φ114 镀锌钢管。
3.8 管沟回填及地貌恢复
管道焊接完成经检测合格防腐后再进行管沟回填，先回填细土至水平第二排支撑处
再拆除第二排水平支撑；第二排水平支撑拆除后继续回填至第一排水平支撑下，拆除第一
排水平支撑，拔出钢板桩，管沟土方回填时分层夯实,经协调组协调拆除后的围墙由业主
协调广铝公司自行恢复，地貌按原样恢复。
3.9 主要工程量及设备、材料
主要工程量和材料明细表
序号工程量和材料名称单位数量
1管
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