顶管方案.docx
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顶管方案
一．编制依据
1,《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079-95
2《钢制管道焊接及验收》SY/T4103-2006
3《现场设备，工业管道焊接施工及验收规范》GB50236/98
4甲方提交的坐标及标高
二．工程概述
本工程是薛家湾集中供热改造工程北线工程，顶管采用螺旋钢管套管，Φ1420×14m二根，单根长度50m
三．地质情况
穿越点的地质情况属于湿陷性黄土，岩性以粉土为主，土质均匀土石等级为‖级，钢管顶距公路路面4.00米
四．穿越方式
此次公路穿越采用钢管套管型号Φ1420×14，套管长度50m。
五．施工方法
顶管穿越施工设备主要包括千斤顶，高压液压站，顶铁及运土设备等。
1.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，循环工作，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。
2顶力计算：
工程施工采用RCPⅢ1420×14钢管套管。
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x每米套管体积
=2.45x10³㎏/m³×л×<0.72+0.6>×0.12×1m³
=1.219t
顶管长度按50m计算，土质按粘土，粉质粘土，含水量较小时，
挖后能短期形成土拱，土质系数取1.5~2
总顶力=n·G·L
=2×1.219×50=121.9t
根据以上计算和我们的实际情况，穿越地段为粘土，粉质粘土，细沙，含
水量较小，穿越长度小于50米，采用1台320t柴油机液压千斤顶进行施工。
六．主要工序施工方法及措施
1.施工准备
1.1组织施工人员熟悉施工图，进行技术交底，完善施工质量保证措施。
1.2开工前预先与公路主管部门联系，按照路政部门要求办理穿越施工
手续，按照路政部门的要求设置相应的警示标志
1.3顶管设备，配套设备及各种机具材料准备齐全。
2.测量放线，场地整平
2.1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。
2.2放线同时放出操作坑与接管坑的位置和开挖边线。
2.3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。
2.4在穿越点附近构筑物上设置临时水准点，便于在穿越工程中复合套管标高。
2.5在公路西侧沿管道中心线平整一篇20m×16m场地，用于施工合成材料堆放。
3作业坑开挖
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。
在挖坑作业时，不破坏后背墙的原土层后背墙
的具体要求如下：
3.1要考虑有充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大的反作力而不破坏。
3.2要有足够的刚度，当受到千斤顶的反作力时，应使压缩变形小，当反作用力取消时，
应能基本恢复位置，以充分发挥千斤顶的有效冲程。
3.3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。
3.4本工程顶管作业坑设置在公路南北侧作业带比公路低，作业坑挖掘相对较浅，
施工比较方便作业坑开挖尺寸为底部6m×9m，深5.5m。
3.5接收坑待穿越完成后开挖，开挖方式同工作坑相同。
3.6道路南侧靠近道路的原采暖管道处，应提前挖探坑将原有采暖管道暴露出来，确保顶管对采暖管道无影响。
4顶管设备安装就位
4.1设备下坑前，要对以挖好的坑基进行高程复测，符合技术要求。
4.2作业坑处理完毕后，用8t吊车按装后靠背挡板，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。
4.3安装刃脚
刃脚首节管端部，刃脚由外壳内环和助板三部分组成，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
4.4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表面有无纵向裂缝，检查合格的管子用吊车吊到顶管工作坑导轨上，准备连接顶进。
4.5千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一台320t千斤顶，按管中心线对称摆放。
管带前端面安装刃脚，起切土的功能，减小顶进阻力，减少塌方。
管道顶进时所用顶铁包括方顶铁□300mm*δ10mm和横铁δ30mm厚*1600mm。
方顶铁是在顶管工程中减少对顶管阻力的垫铁，因此方顶铁的长度根据千斤顶的冲程，管节的长度确定。
方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，作业时用易发生顶铁外弹。
顶管横铁按在千斤顶与顶铁之间，将多只千斤顶的顶推力传递道两侧的方铁上。
5.顶管作业
5.1顶进也就是把管节沿导轨推顶到以挖好的土洞内的作业，顶进操作要坚持“先顶后挖，随顶随挖；绝不超挖的施工原则。
千斤顶的顶进一个冲程后，千斤顶复位，在横铁和顶铁间装进合适的的顶铁然后继续定进。
顶铁按装应平直，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的范围内，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。
5.2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焊接，采用沥青麻辨防水密封。
5.3挖土，运土
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。
采用四轮小车推运土，从工作面挖下来的土，要及时通过管内用小推车运输出工作坑内，然后垂直提升在地面。
6设备吊拆
当套管顶进至对面接管坑时，套管穿越完毕，掉拆设备清除管内余土，进行误差测量，进行主管穿越施工。
7.主管预制
7.1本次穿越主管采用1420×14螺旋钢管，在穿越套管之前，根据设计要求，在做业带内进行组对焊接，穿越主管焊接2根加一根6m的短接，长度约50m，管道焊接技术要求与主线路施工相同。
8.主管的穿越
8.1在公路北侧操作坑后部开挖发送沟，发送沟长度与主管长度相同
8.2将以试压合格的管段，采用两台吊管机，首先分段放入发送沟内缓慢的传入套管中。
穿越前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在套管内，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。
8.3按照设计要求，套管端口与管道之间环形空间用沙土，沥青麻丝，防渗水泥浆封堵，并且安装阴极保护工作。
9．回填，恢复地貌
穿越主管工程完毕后，应进行部分回填，按照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。
八．质量控制与误差校正
1.质量控制
1.1顶管的质量要求
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，每次纠正角度不宜过大，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，顶管高程允许偏差不超过顶进长度的5%。
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，其原因有几个方面；
1.由于两侧的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，造成左右及上下偏差，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.导轨安装有较大的误差。
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，设置临时水准点等，都要进行精细测量，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，管线位置发生偏移时，要及时采取校正措施。
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的偏离的垂直距离，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以推测出来，定管时的方位，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。
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利措施，偏差时逐积累起来的，也是逐渐矫正过来的，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种方法，具体做法如下
2.1挖土校正法，在管子偏向设计中心的一侧适当超挖，而在相对一侧不超挖或留砍，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。
2.2顶木校正法，当偏差大于20毫米或者用挖土方法校正无效时，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是管子得到校正。
九．套管穿越施工配置
序号
名称
规格
数量
备注
1
吊管机
572G
2台
2
移动电站
YZDZ-100
2台
3
履带喷砂除锈车
1台
4
气动内对口器
1台
5
平板拖车
奔驰/LAK2632
1台
6
皮卡车
尼桑皮卡
1台
7
试压泵
SY350
1台
8
液压千斤顶
320T
1台
9
液压站
1台
10
单斗挖掘机
PC-220
2台
11
汽车吊车
20T
1台
12
柴油机发电机
30KW
1台
13
中巴车
16座
1台
14
工具房
-
1台
15
污水泵
DN50
2台
十．人员配备《不包括管线安装》
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
机组长
2
2
技术员
1
3
HSE监督员
1
4
测量
1
5
焊工
4
6
防腐工
2
7
管工
2
8
机手
4
9
起重
1
10
炊事员
1
11
司机
3
12
普工
9
合计
30人
十一安全保证措施
11.1施工现场操作坑比较深应在坑内设置逃生梯，并严密注意沟壁稳定情况防止产生坍塌伤人。
11.2注意现场安全用电，必须用专业电工进行电工作业，要时刻注意线路是否漏电。
11.3试压要有专人负责，严格按照试压方案去做，要做好试压时的安全防护工作。
11.4穿越施工要有专业起重工指挥吊装要采用通俗易懂的专业手势旗语等，要平整操作严格遵守安全管理条例。
11.5各种工序有完善的安全管理组织，要有齐全的安全的管理资料。
11,6对所有用电设备应安装漏电保护器，电缆应使用橡胶线揽，操作人员应带橡胶手套穿绝缘鞋。
套管内应使用36V安全电压
11.7施工过程中在进出口明显处设置警示牌并设置专人指挥交通。
施工段上行道与下行道前各一百米设置警示牌。
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
11.8顶管通过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，
11.9施工人员必须经安全教育，按照要求穿戴劳动保护用品遵守操作规程。
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