X三县天然气输气管道工程X段高压管线工程顶管施工技术方案Word文档下载推荐.doc
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自开工之日起12日内
2、施工进度安排：
详见施工进度计划表
3.3总体部署
本工程穿越设计采用顶管施工技术，套管管径选择合理，穿越层地质稳定。
考虑施工成本及工期，宜采用人工掘进顶管施工工艺。
本工程中穿越长度32米，采用单向顶进，在公路东侧设置顶管操作竖井，在公路西侧设置顶管接收坑，管内采用轨道小滑车出土，坑道出土用小型提升机或龙门吊，配备10吨汽车吊24小时作业加接套管。
针对该路段运行大多为100吨级车辆，为保证顶管施工期间安全，在顶进过程中应严格控制超前和径向超挖量，始终坚持“小进尺、多频次”的作业模式，施工完成后严格注浆。
施工中重点做好定位测量、纠偏、注浆等工艺环节的内容，适时采用缓冲技术、减阻技术及隔离技术等手段，确保工程一次验收合格率达到100%。
4、施工技术方案：
4.1顶管穿越施工原理：
顶管采用液压千斤顶进混凝土套管进行。
在对顶管穿越的路由测量后，在公路两侧放出管道中心线，确定顶管穿越的进、出口位置，在一端挖操作坑，放入要穿越的套管及顶管设备。
由人工先在套管前端掏土，待套管前端形成略大于套管外径的圆形空间后，再顶入套管。
待套管顶进后再继续人工在顶管前端掏土，如此循环渐进，直到穿越公路到达接收坑。
施工中的清土采用轨道小滑车（必要时配以小型卷扬机）经顶管、操作坑排出。
业主及主管部门验收
检查测量
停顶、加接管
挖管内土再顶管
接管顶管
清除管内泥土
管道就位
注浆
施工设施拆除及现场清理
4.2顶管施工工艺流程图
挖操作坑和接收坑
制作顶管靠背
安装导向轨和设备
测量放线
边顶管边清土
检查纠偏
4.3本次顶管穿越示意图：
详见设计图
4.4顶管穿越顶进阻力计算：
①顶力计算：
顶进套管D800（外径Φ960）
本次顶管穿越套管上方覆土厚度预计为3.24-4.80米，其顶进阻力一般可以按下列公式计算：
本次顶管穿越套管上方覆土厚度预计为3.24-4.80米，其顶进阻力一般可以按下列公式计算：
W1=f{k1（Pv+Pn）DL+Po}式中：
W1为管壁与土层的摩阻力（以吨计）
f为管壁与土层摩阻系数：
湿性黏土层f为0.25
k1顶力折减系数：
L=30—60，k1=0.9
Pv顶管上垂直土压力（t/㎡）Pv=rhr为管顶上土容量（t/㎡）黏土层为1.5；
h为管顶上方土厚度（3.1-5.02m）（包括路面厚度）；
h取平均厚度4.5m
Pn=管壁上土的水平压力（t/㎡）Pn=Pvtg²
（45°
-Φ/2）Φ为土壤内摩擦角,湿性黏土为18°
D为管外径（m）
L为顶进总长度（m）
Po为顶进全部管道自重（t），D800混凝土套管每根（节长为2米）自重为1.25吨
以本工程32米计算:
W1=f{K1（Pv+Pn）DL+Po}＝0.25×
{0.9×
（4.5×
1.5＋4.5×
1.5×
tg²
36°
）×
0.96×
32＋20}＝76.29t
完成本工程顶管穿越理论计算需76.29t
吨的最大顶力，此次工程我公司将配备1支QYS320型顶镐，推力为320吨，可以满足施工顶力要求。
②管材受力计算
钢筋混凝土套管管内径d=800mm，管壁厚度t=80mm，外径D=960mm，
每节管长度2000mm，混凝土强度C40，“F”型接口钢筋混凝土管，管的端头采用12mm的多层胶合板作衬垫。
端面受力面积s=p×
（0.482-0.42）=0.221m2
可承受的最大顶力为（安全系数为5）：
F=s×
4000T/m2/5=176.84T>
76.29t；
满足要求。
4.5施工准备:
A、穿越方案编制、报审，材料进场报验，穿越手续办理；
B、施工人员、设备、工程材料进场就位；
C、组织施工技术人员熟悉施工图，进行施工技术交底；
D、向国道公路、通信等有关部门了解清楚穿越部位地段内地下是否有通
信线缆，管道等设施，请相关主管部门给予确认，作业场地平整完
成。
E、测量放线，根据设计给定的桩位用经纬仪放出穿越轴线，在公路
两侧打控制桩点，控制桩点是穿越精确对接的关键，因此，一定要
精确且牢固，控制桩点要用混凝土对桩点底部浇筑，确保桩点在施
工过程中不移位。
F、顶管设备、配套设备及其它各种机具准备齐全。
G、在穿越点两侧分设施工警示标志、减速标志、安全通过标志和夜间照明标志。
4.6作业坑挖：
A、放线：
依图纸在公路两侧放出操作基坑的灰线；
B、沿所放操作基坑灰线四周人工开挖探坑，探明地下缆线或管线分布；
C、在公路两侧利用水准仪测出高差，在两侧设置基准点；
D、在确认无地下设施的情况下机械开挖公路两侧的操作基坑，开挖操作坑时要以两侧的高程基准点为依据，控制开挖深度，确保套管穿越的轴线沿水平顶进，操作基坑开挖尺寸（底长×
底宽×
深）为5.0m×
3.0m×
4.0m，操作坑四壁采用C30钢筋混凝土浇筑方式，竖井壁厚30cm。
操作坑采用人工开挖方式，四壁支模进行钢筋混凝土浇筑，拆模后继续人工下挖，混凝土四壁浇筑，直至达到下挖高程要求，钢筋采用双层Φ12钢筋网片，钢筋采用圆钢或螺纹钢。
作业坑底部制作20cm厚混凝土垫层，在垫层制作时需考虑导向轨安装，在浇筑时安装预埋件。
坑底标高比顶管底标高低0.2m。
操作坑上口边沿设挡土堰，以防地表水汇入坑内。
操作基坑一侧开挖人员逃生通道。
作业区域设置安全防护，操作坑作业带宽度和防护要达到15m×
15m。
E、在开挖操作基坑时，后背墙的原土层不得破坏，机械开挖完成后由人工开挖保证与顶管穿越方向垂直，要与钢质后背墙紧密结合。
F、操作基坑机械开挖完成后，利用水准仪对坑底进行测量，由人员抄平确保高程达到设计要求及套管穿越的轴线要求。
4.7顶管设备安装就位：
A、设备下坑前，要对已挖好的操作基坑进行重复测量，符合设计要求；
B、预先制做后靠背墙（钢制后靠背墙），吊装钢质后靠背墙，要确保与套管穿越轴线方向相垂直，后靠背必须牢固、稳定、坚实。
C、导向轨的安装：
导向轨选用钢制材料制作，两导轨应顺直、平行、等高。
导向轨安装的允许偏差应为：
轴线位置3mm、顶面高程0～+3mm、两轨内距±
2mm。
安装后的导向轨应牢固，不得在使用中产生移位，并应经常检查校核。
D、架设激光指向仪：
激光指向仪是本次穿越成功对接的关键控制设施，其架设的精度及稳定性是本次工程质量的关键，因此，激光指向仪的固定架必须选用钢质材料焊接安装，底部用混凝土浇筑固定。
利用经纬仪和水准仪反复测量以减小人为测量误差。
E、并根据现场情况在操作坑四壁利用架子管和钢模设置全方位的档土墙，安装吊装设备，本工程出土采用小型龙门架吊装，设备安装和加接套管采用吊车吊装。
4.8顶管施工措施：
1、顶管选用钢承插口钢筋混凝土管，内径为800mm、壁厚80mm，执行标准《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GBT11836-1999）的规定。
2、顶管作业时，首先把顶管在导向轨上稳定好，测量顶管中线与前后两端的高程（高差为25mm），校核顶管轴线与测量中心线之间的偏差，要达到设计要求，每顶进一节管必须对套管高程进行认真复测核对，达到轴线及高程要求后方可加接管。
3、对套管的前进方向的控制要有效的利用激光指向仪，因为这是全天候24小时发挥作用，掏土过程中要以激光靶做为依据，保持激光靶始终为于洞的中心点，每日对激光靶进行校核，确保激光靶准确无误。
但对套管前进方向的控制和检查激光指向仪仅是保证措施之一，还必须定期利用水准仪和经纬仪测量方可做到准确无误。
4、为使后背受力均匀，顶管设备与后背接触面加δ=30mm的钢板和钢制后靠背；
为使顶管受力均匀，在顶管设备与顶管间加δ=30mm的承力盘；
为保证顶管前进的方向，千斤应按顶管中轴线对称布置。
5、顶管前进时，顶程在不停的发生变化，因此要配备不同尺寸的顶入传力设备:
顶柱。
顶柱可用多根型钢加横梁焊接而成,或用铸铁铸造而成。
顶柱尺寸要求能够满足最小和最大顶程的需要，从短到长每根相差500mm。
6、为防止操作坑塌方造成路基失稳及施工人员和设备损伤，操作坑四壁采用钢筋混凝土浇筑，操作坑外四周临边围挡，工作坑需设置人员逃生梯等安全设施。
7、顶管顶进过程中，人工在顶管前端掏土，整个顶进过程为边掏土边顶进，为保证顶进过程中的施工安全和道路安全，须严格控制掘进长度，采用“小进尺，多频次”的方式，在土质条件较好的情况下，每次掘这长度控制在30～50cm，若土质条件较差，应将每次掘进长度控制在10～20cm之内。
套管与周围土层之间的超大型挖量不得大于1.5cm。
8、在顶管过程中，每次掘进完成后应及时顶进，若因故出现施工中断，需对掘进断面支护回填处理，采用砂袋等对断面进行堆筑支护，避免塌方对道路产生不利影响。
9、顶管过程中，架设水准仪控制中心线，每顶进30—50cm左右就要对顶管中心线、高程等进行观测，以施工放线时布置的中心桩为准进行监测，发现位移，要采取适当措施予以调整，每次纠偏角度不宜过大，可根据管径、顶进长度和土质情况来确定，一般可在5´
—20´
之间选择。
纠偏可采用调整顶力作用点、在顶进管前端挖土或在顶管前端加木楔子纠偏等措施处理.
10、顶管每前进2000mm接管一次，每节顶管采用吊车安装，在导向轨上安稳后一定要进行重复测量，保证顶管前进方向和接管质量。
钢筋混凝土管接口处垫上油毛毡、麻辫圈等，起缓冲作用及密封防水处理。
11、顶管作业开始后，应24小时连续作业，无不可抗力因素不能中途停止作业。
12、顶管穿越示意图如下：
4.9泥浆配置及注浆：
顶管穿越成功后,混凝土套与周围土质间总会存在间隙，若不做处理时间长会造成路面下陷等隐患，因此，注浆是顶管施工不可省缺的工序。
1、注浆所用的压浆泵采用螺旋泵。
管路接头选用拆卸方便、密封可靠的活接头。
2、在顶管施工过程中就因考虑到后期注浆作业，一般应将注浆孔向上，注浆孔一般为顶管材料上自带，为保证后续注浆效果在主材供应时就应要求厂家将注浆孔套丝。
3、注浆前应对套管入口和出口处与周围土层之间隙进行填充密封，以防注浆时泥浆泄压和泄漏。
4、泥浆的配合比应按管道周围土层的类别、注浆材料的性质以及泥浆的技术指标确定，确定配合比后，在现场监理工程师的见证下进行配合比试验，实验合格后方可注浆。
5、注浆材料可采用粉煤灰、水泥和膨润土的混合泥浆，其比例为5：
2：
1。
项目
单位
参数
出浆量
L/H
1500
2500
电机功率
KW
4
砂粒粒
mm
≦3
W/C
≧0.3
灌（注）浆压力
Mpa
2.5～4.0（可调）
输送距离
水平
m
180
垂直
40（水泥砂浆）/60（水泥浆）
粒斗容积
L
130
整机重量
kg
230
外形尺寸
1360×
580×
800
主要技术参数
6、泥浆的注浆量按管道与其周围地层之间环形间隙的1—2倍估算。
7、泥浆的灌注应符合下列规范：
a）搅拌均匀的泥浆应静置0.5～１小时后方可灌注；
b）注浆前应通过注水检查注浆设备，确认设备正常后方可灌注；
c）注浆压力按不大于0.1Mpa开始加压，在注浆过程中的注浆量、压力等施工参数，应按减阻及控制地面变形的量测资料调整。
d）每个注浆孔安装阀门，注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续面进。
4.10套管接缝处理：
为防止因渗漏、套管跑水等对道路产生破坏，在套管顶进就位后，必须对其接缝进行防渗处理，对套管接缝处理分两步进行：
1、在顶进施工加接套管时：
在加接套管时，在管接缝内需填充浸泡热沥青的油麻，一来起缓冲作用，二来起密封作用；
2、套管顶进就位后：
用防水材料及水泥砂浆等材料进行沟缝；
4.11顶管施工检查及验收:
顶管验收执行GB50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》中顶管部分标准；
顶管作业完成后，顶进管道应满足如下要求：
a）顶进管道不偏移，轴向、径向最大偏差不得超过10cm，累计偏差最大不得超过20cm，管道不得出现“人”字或“U”字坡，否则会出现套管两端或中部集水现象；
b）套管不得出现偏移、开裂、错口等缺陷；
c）套管接口套环应对正管缝与管端外周，管与管接缝防水密封良好，沟缝无裂痕，管端垫板粘接牢固、不脱落；
d）套管出入口处与周围土层之间隙处混凝土或砂浆封堵严密，无裂纹；
e）顶管结束后，管节接口的内侧间隙应按设计规定处理；
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主，填塞物应抹平，不得突入管内。
f）管道内部不得有泥土、建筑垃圾等杂物。
5、公路安全保证技术措施：
1、顶管前由技术人员对全体施工人员进行安全质量教育和安全技术交底，按要求穿戴劳保用品，严格遵守操作规程。
2、为了确保顶管工作的准确性和安全性，严格控制超挖量，管前挖土长度应根据土质条件，最大不得大于50cm，若土质胶结状况差应进一步减小每次掘进量，管周围上方的超挖量不大于1.5cm，若出现因土质松散原因造成的塌孔等，必须停止掘进，采用超前注浆或超前支护等措施，正常情况下每次掏土、顶进应控制在200mm～500mm以内，保证掏土作业人员始终在顶管内作业。
3、进行顶管施工前，应确定所顶管处是否有油、气、水管线，是否有电、光缆，如有油、气、水管线或电、光缆应及时与有关部门取得联系，征得同意后方可施工。
4、顶管作业前应在要穿越的公路上做好公路沉降高程控制点：
在穿越轴线正上方公路路面上每间隔2米设置一排高程控制点（用红色或黄色油漆进行精确标记），在该控制点两侧间距各1.5米距离再设置两排沉降高程控制点。
在顶进施工作业前需对高程控制点的高程数据做详细记录，并在施工期间每天测量高程点与施工前数值进行对比，若沉降超过2cm应立即停止顶进作业，采取注浆等措施控制沉降，找到原因后方可继续顶进，若观测沉降大于3cm，应立即停止顶进，找出原因，及时采取相应措施或进入应急处置程序。
5、顶管作业前应进行安全防护，对操作坑、接收坑和顶管穿越地带进行全封闭。
顶管穿越地带若有车辆经过，应在车辆行驶的右侧栽设交通安全警示牌（所有警示牌必须是反光膜材料），G216线顶管时应在施工段前后1000米范围内进行临时标志警示，在施工前段1000米、600米、300米、100米分别设置“前方施工”、“限速60km/h”、“限速40km/h”、“慢“等临时安全标志牌，必要时设专人持旗在道口处对车辆进行指挥，夜间尤为重要，以防车辆冲入作业坑内。
工点前后交通组织可参照施工保障措施中《施工作业控制区交通管理设施设置示意图》。
6、公路上严禁临时停车及吊装作业，特殊情况下须经路政部门批准，并需做好安全警示，及公路车辆通行指挥，夜间严禁一切路面作业。
7、顶管穿越作业时，每班必须有一名安全员，保证现场安全作业，如有意外发生，应及时报告项目部，同时采取急救措施。
8、对施工人员进场进行必要的爱护公路及其附属设施的教育，对公路安全运行进行必要的培训。
9、在施工过程中，若有对公路及其附属设施造成损坏，必须按路政部门确定的标准赔偿。
6、施工进度控制及保证措施：
1、本次穿越施工工期短、难度大，必须做好周密的计划方可保证顺利完成。
施工所需人员、材料、工机具必须及时到位。
2、施工自采用24小时全天候作业，施工人员8小时一班，实行三班倒保证施工人员有充足的休息并处于充沛体力下作业，施工管理人员常驻工地，随时了解工程的进展情况，及时解决现场问题，进行人力和施工条件的平衡和协调，确保工程施工有序、高效地进行。
3、针对施工进度及质量对施工人员制订严格的考核制度，奖罚分明，充分调动施工人员的积极性及创造性。
同时做好施工人员的后勤保障工作。
4、布置施工现场的防洪、防汛措施。
全面掌握施工动态和施工进度，密切关注天气预报，及时了解一周内的天气变化情况及当天的天气情况，并扩时通知施工前线人员。
5、协同技术、质量部门检查安全生产施工情况，发现问题及时向领导汇报，调整作业。
6、协调工序衔接，维护正常施工秩序，迅速准确传达业主、工程项目部对现场施工作业的各项决定，并及时执行。
7、HSE现场控制与质量保证措施：
1、HSE现场控制措施：
1）现场设备较多，并且顶管穿越时需连续昼夜作业，机械手会出现精神高度紧张或疲劳，因此需要工作人员相互关照，协同作业，时刻注意安全。
2）注意现场安全用电。
必须由专业电工进行电工作业，要时刻注意线路是否漏电。
3）穿越施工要由专业起重工指挥吊装，要采用通俗、易懂的手势、旗语等，要严格按操作规程作业。
4）各项工作有完善的安全管理组织，要有齐备的安全管理资料。
2、质量保证措施：
1）认真做好施工技术交底,专设质量员对施工过程质量指标进行检查。
2）接受现场监理的监督检查，发现问题及时解决。
3）每日对激光指向仪进行校核，做好校核记录。
4）认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检、专检制度，并做好务项检查记录。
5）认真做好交班工作，交班必检，做到相互监督，做好交班记录。
8、本次工程所需配备的工机具：
施工机具及检测仪表配置表
序号
设备名称
规格
数量
备注
1
液压顶管机
BZ50-24（320T）
套
2
顶镐
320T
台
3
导向轨
2700×
600
副
顶铁
1000×
400×
300
块
5
500×
6
挡块
1500×
250×
250
个
7
钢制靠背墙
2000×
1800×
150
8
电动吊葫芦
3T
9
反铲挖掘机
210型
10
指挥车
本田CRV
辆
11
8吨吊车
8吨
12
柴油发电机
30
13
汽油发电机
2500W
14
电焊机
ZX7—400
15
氧割设备
16
经纬仪
FDTL2CL
17
水准仪
DSZ3
18
架子管
米
1000
19
建筑模板
平方
20
运输车辆
2吨
21
护口铁圈
DN800
注：
表中所列机具及检测仪表均经年检，性能良好满足生产要求。
9、安全管理和文明施工
9.1开工前的培训
9.1.1甲方工程项目部技术负责人向施工单位进行现场技术交底，并下达《项目工程HSE技术措施交底卡》。
9.1.2施工单位向班组进行现场技术交底培训，并下达《班组岗位HSE技术措施交底卡》。
9.1.3施工单位培训要求：
向作业班组下达《HSE技术措施交底卡》，要求有针对性。
对特殊工种进行取证培训。
9.2施工现场管理技术措施
9.2.1进入施工工地的所有操作人员必须按有关规定着装，方可上岗，施工现场应设HSE警示（宣传牌）。
9.2.2教育职工加强自我保护和公共安全设施保护以及安全标志的保护，禁止一切违章作业。
9.2.3施工现场临时设施、施工用料、施工机具严格按施工平面布置图布设。
9.2.4施工用电和生活用电，符合《施工现场临时用电安全技术规范JGJ46—2005》标准规范，在安装时要按照规范要求进行，绝对禁止电源线乱拉乱放以及开关盒不遮风雨和使用大容量保险丝，要求值班电工按照巡回检查制度，每天开工前对所有线路、开关盒进行检查，无隐患时方可使用，
9.2.5设备吊装、管材装卸，起重工必须持证上岗按规范进行操作。
9.2.6车辆交通安全措施：
a、施工设备的拉运、搬迁，需采用设备专用拖架。
b、容器拉运，超出车辆限定可拉运长度、高度，需办理“三超证”。
容器拉运过程中超高超宽要安装醒目标识。
c、编制容器拉运方案，经安全部门审核后执行。
9.3环境保护措施
9.3.1植被保护
作业前设置边界标志且尽可能小于设计规范规定。
合理设置施工便道，尽量减少施工便道的长度和宽度。
严格按作业面规划施工并实施现场监督。
根据工程情况，绘制施工区域植被保护草图，不定期进行检测与测量。
9.3.2防止火灾（潜在）爆炸
作业队根据公司编制的施工动火方案及应急预案和技术交底等要求，在现场对操作者进行安全教育和详细交底，并接受有关部门的检查。
公司及作业
升级会员 