德武路顶管穿越施工方案DOCWord格式文档下载.docx
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港枣成品油管道第四标段管道顶管穿越武德路位于武城县郝王庄乡白庄境内，管道设计桩号CB008-1—CB009号桩，设计起点里程：
5km+879.6m，终止里程：
6km+081.6m，线路实长：
203.529m。
其中，顶管穿越套管长度为68m，包括穿越公路两测沟渠。
2、地质情况
第一层，粉质粘土：
厚度7.0m左右；
第二层：
粉土，厚度1.0m；
第三层：
粉质粘土：
厚度1.0m；
第四层：
粉土，厚度3.0m。
3、穿越方式
采用钢筋混凝土套管顶管方式穿越，穿越套管长度为68m。
采用钢筋混土套管型号RCPIII1000×
2000-II-GB11836，2m/节。
4、施工组织机构
组长：
李国峰副组长：
王晓峰QHSE监督员：
齐占权
组员：
周永于大伟张殿善于大平刘海光高玉杰陈新峰肖臣
5、工程技术要求
穿路主管道采用D355.6×
7.1L360直缝钢管，管道外防腐采用三层聚乙烯加强级防腐，补口采用带配套底漆的三层辐射交联聚乙烯热收塑带。
顶管穿越段管道应单独试压，以水作为试压介质，先进行强度试压，试验压力12.94MPa，稳压4h，合格后降到严密性试验压力8MPa，稳压8h，压降不大于1%为合格。
6、施工方法
采用顶管的方法施工，顶管作业不阻断交通，顶管作业时在中心线两侧设置慢行标志。
6.1方法简介
顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、高压液压站、工具管、顶铁及运土设备等。
施工前开挖工作坑，将设备安装就位，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，然后加入顶铁或套管继续顶进,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。
6.2顶力计算
工程施工采用RCPIII1000×
2000-II-GB11836，2m/节钢筋混凝土管。
根据总顶力经验计算公式F=n·
G·
L
其中n——土质粘住系数
G——每米套管自重
L——顶管长度
每米套管自重=材料密度×
每米套管体积=2.45×
103kg/m3×
π×
1.200×
0.100=0.923t
顶管长度68m，土质为粉质粘土，土质系数取2.5。
总顶力=n·
=2.5×
0.923×
68=156.9t
根据以上计算，结合我公司设备情况，本穿越地段穿越采用1台500吨电动液压千斤顶进行施工。
7、施工工艺流程图
8、主要工序施工方法及措施
8.1施工准备
8.1.1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。
8.1.2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。
8.1.3应向路政、电信、电力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。
8.1.4顶管设备、配套设备及各种机具材料准备齐全。
8.2场地平整
根据现场材料设备情况，进行场地平整。
8.3测量放线
1）根据设计给定的控制桩位，用全站仪放出穿越中心轴线，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与接管坑的位置和开挖边线。
3）保护好公路两侧中心线上的标志木桩，以便按该桩测量、复核操作坑开挖深度和穿越准确度。
4）在穿越点附近构筑物上设置临时水准点，便于在穿越过程中复合套管标高。
8.4作业坑开挖
8.4.1根据设计要求，在穿越道路两端各开挖一个工作坑，一个作为作业顶进工作坑，另一个作为接收首节管的工作坑。
7.4.2受进场道路的限制顶管工作坑设置在公路东侧，作业坑坑底部尺寸为8m×
4m，根据设计图纸的要求，作业坑的深度应达到6.8m，另外根据操作设备的要求需要加深0.3m，因此作业坑的深度达到7.1m，需要分层开挖管沟。
作业坑的尺寸见下图：
8.4.4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：
1）要考虑有充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。
2）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。
3）后背墙表面要平直，并且垂直于顶进管道的轴线，以充分避免产生偏心受压。
4）根据土质情况，必要时后背墙要采取相应的支撑措施，例如加道木，加止推平台，或浇注钢筋混凝土后背墙，选材要均匀坚固，以承受较大的后座力，避免造成后背墙受力不均，发生倾斜现象。
8.5顶管设备安装就位
8.5.1设备下坑前，要对已挖好的坑基进行高程复测，符合技术要求。
8.5.2作业坑处理完毕，用8t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。
8.5.3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。
1—遮板2—尾板3—套管壁4—环梁5—筋板
8.5.4安装管节
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。
详见顶管穿越示意简图5.5.4-1：
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
图5.5.4-1顶管穿越示意简图
8.5.5千斤顶着力点被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，采用两只500t千斤顶，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。
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。
方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。
顶管横铁安在千斤顶与方顶铁之间，将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，公路套管规格为DN1000mm砼混凝土管，横铁长度应为1.6米。
制做时，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。
8.6顶管作业
8.6.1顶进也就是把管节沿导轨推顶到已挖好的土洞内的作业，顶进操作要坚持“先顶后挖”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。
8.6.2管道接口
管节稳定后，在管内侧两管节对接处按设计要求进行密封，采用沥青麻刀防水密封。
在管内用钢涨圈将两节管接口支撑牢固，使接口处于刚性连接，避免在顶进中受力产生错口，保证顶进过程中高程和方向的准确性。
钢涨圈是用6～10mm钢圈焊成的圆环，宽260～300mm，环外径比钢筋混凝土管内径小30～40mm。
1—木楔2—套管3—钢涨圈4—麻辫
8.6.3挖土
挖土只能在套管范围内开挖，必须在规定的范围内开挖，不得超挖。
8.6.4运土
采用双轮小推车运土，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。
8.7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。
8.8主管预制
8.8.1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，组装应在发送沟一侧进行。
发送沟拟定长70m。
8.8.2组装焊接技术要求同一般地段相同。
8.8.3组焊完毕后进行100%XPT和UT，质量达到规范和设计要求。
8.8.4射线和探伤合格后，按设计要求进行防腐补口。
8.8.5按设计和规范要求，进行单独试压（详见试压方案）
预制完成后进行单独试压，强度试验压力12.94Mpa，稳压4小时，压降不大于1%为合格，严密性试验压力8Mpa，稳压8小时，压降不大于1%为合格。
8.9主管的穿越
8.9.1在公路的一侧开挖一条发送沟。
8.9.2将已试压合格的管段，根据穿越主管的长度，采用2台吊管机吊入沟内，缓慢地穿入套管中。
按设计要求安装绝缘橡胶板和聚乙烯支撑块，聚乙烯支撑块中间间距为2m，边距为0.5m。
为更加切实的保护好穿越管，将穿越管段固定在专用小车上，将小车和穿越管段放入套管内，前部用绳牵引，后部用吊管机抬起穿入套管。
穿越完成后拆除小车。
8.9.3按设计要求，套管端口与管道之间环型空间用沥青麻丝、防渗水泥砂浆封堵。
8.9.4主管线穿越的同时，及时通知光缆施工单位，将光缆同时穿入套管内。
8.10回填、恢复地貌
在穿越主管工程完毕后，应进行部分回填，按设计图纸要求进行回填。
部分回填土应充分夯实，当主体焊接全部完成后，进行恢复边沟、排水沟等道路设施。
9、质量控制与误差校正
9.1质量控制
9.1.1顶管的质量要求
1）上下偏差不应大于200mm。
2）水平偏差不应大于套管长度的2%。
3）顶管中心线允许偏差不得超过顶进长度的1.5%，顶进位移纠偏时，每次纠偏角度不宜过大，可根据管径、顶进长度和土质情况确定，一般在5′～20′之间为宜。
9.1.2顶管质量的检测
管节在顶进时，必须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。
9.1.3顶管质量的控制
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。
2）在顶管前，每根套管外部涂抹一层石蜡，增加套管的润滑。
9.2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。
校正的方法分坑内和管端面纠偏这两类方法，具体作法如下：
9.2.1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，以防产生相反结
9.2.2顶木校正法：
当偏差大于20毫米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。
9.2.3千斤顶校正法：
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。
9.2.4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。
10、套管穿越施工机具配置
序号
名称
规格
数量
用途
1
液压千斤顶
500吨
1台
顶管穿越
2
液压站
-
动力
3
单斗挖掘机
PC-220
挖土方
4
汽车吊车
8t
吊装
5
柴油发电机
30kw
动力源
6
值班面包车
16座
1辆
接着职工
7
工具房
1座
物品堆放
8
DN50污水泵
2台
基坑降排水
9
空气压缩机
CV—6/8
一台
通风及喷水
11、人员配备（不包括管线安装）
工种
人数
队长
技术、质量、HSE
测量
机械
管工
电工
起重
电、气焊
司机
10
炊事员
11
排土工
18
合计
30人
12、HSE保证与质量保证措施
12.1HSE保证措施
12.1.1现场设备较多，并且穿越时需连续昼夜作业，机械手精神会高度紧张，因此，要求施工人员相互关照，协同作业，时刻注意安全。
12.1.2注意现场的安全用电。
必须由专业电工进行电工作业，要时刻注意线路是否漏电。
12.1.3试压要有专人负责，严格按照试压方案去做，要做好试压时安全防护工作。
12.1.4穿越施工要由专业起重工指挥吊装，要采用通俗、易懂的专业手势、旗语等，要平衡操作，严格遵守安全管理条例。
12.1.5各工序有完善的安全管理组织，要有齐全的安全管理资料。
12.1.6对所有用电设备应安装漏电保护器，电缆应使用橡胶电缆，操作人员应戴橡胶手套及穿绝缘靴。
12.1.7施工过程中应在进出口明显处设置警示牌，并设专人指挥交通。
夜间施工要有人看守，在人行道及有车辆经过处安装红色警示灯。
12.1.8顶管过程中污水应排放到指定的污水坑，施工结束后清除污水坑内被污染土壤并运至指定地点。
12.1.9为防止油料泄漏所引起的安全事故及污染，应在设备周围堆放中砂，运油设备应安装静电导链。
12.1.10施工人员必须经安全教育，按要求穿戴劳动保护用品，遵守操作规程。
12.2质量保证措施
12.2.1主管焊接要严格按照有关施工规范进行。
12.2.2接受现场监理的监督检查，发现问题及时解决。
12.2.3特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作。
12.2.4防腐补口每一道口，每一道工序要严格执行规范，要求详细的施工数据，施工记录，并搞好防腐检漏工作，把缺陷全部消除。
12.2.5认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检与专业检查相结合的检查制度，并做好各项检查记录。
13、施工进度计划
我单位（中国石油天然气管道局港枣成品油管道第四标段
（1）项目分部）承建的大港石化-济南-枣庄成品油管道工程的顶管穿越S254省道工程，工总工期为15天。
工程名称
施工日期
测量放线
1天
作业坑开挖
2天
顶管
6天
主管预制
主管试压
整体穿越
恢复地貌
14、施工用地平面图
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