公路顶管穿越施工方案汇总Word文档下载推荐.docx
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1.编制依据
1）国家法律、法规，地区颁布的安全、消防、环保、文物等管理规定
2）单管顶混凝土套管穿越公路典型图
3）现场踏勘情况
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《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2007《钢质管道焊接及验收》SY/T4103-2006《石油天然气金属管道焊接工艺评定》SY/T0452-2002《油气管道线路标识通用图集》（CDP-M-OGP-PL-008-2010-1）《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-2010《成品油输送管道用钢管通用技术条件》（Q/SYGJX103-2010）《油气输送管道感应加热弯管通用技术条件》Q/SYGJX111-2010《石油天然气钢制管道无损检测》SY/T4109-2005《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》GB/T23257-2009《埋地钢质管道双层熔结环氧粉末外涂层技术规范》Q/CNPC38-2002
2.工程概况
2.1概况
XXXXX公路顶管穿越位于XXXXX约300m。
本段设计压力为10MP©
该段采用D660X10.3,材质为L450MB螺旋缝埋弧焊钢管，与主线路用管一致。
管道穿越里程16Km+175m-16Km+185m，水平长度10m，带钢筋混凝土套管长度为8m,套管规格DRCP川1200X2000A。
2.2地形、地质
XXXXX公路穿越段地貌单元属于冲洪积平原，地形较为平坦。
穿越段路面为水泥路面，宽约4m。
2.3管道顶管穿越公路平面示意图:
3.施工方法
3.1顶管施工方法介绍
顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、工作管、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、安装盲板顶环，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，然后加入套管并更换顶铁继续顶进，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，进行主管线穿越。
3.1.1顶力计算
根据陕西科学技术出版社出版的《长输管道施工作业技术》中顶管时的经验计算公式计算如下：
顶力计算：
混凝土套管顶进长度为26m，套管顶进时刃角及套管外侧涂抹黄油，降
低摩擦系数，计算如下：
理论公式：
F=K[f（2Pv+2Ph+Pb）+Pa]
式中：
F—计算顶力（KN）;
K—安全系数，一般取1.2:
Pv—管顶上垂直土压力（KN）;
Ph—管侧的侧土压力（KN）;
Pb—全部顶进管段的重量（KN）;
f—管壁与土间摩擦系数，一般取0.2〜0.4，
Pa－管端切土阻力（KN）；
1）Pv=KYHDL
式中K—垂直土压力系数；
Y—土容量（KN/m3）
H—管顶覆土深度（m）;
D—管外径（m）;
L—顶进管段长度（m）;
Pv=0.5X1.88X9.8X3.5X1.44X8=361.110KN
2）管侧土压力Ph=Y（H+D/2）D?
Ltg2（45o—©
/2）
©
—土内摩擦角
其它符号同上式
Ph=1.88X9.8X（3.5+0.72）X1.44X8Xtg2（45o—35°
/2）=188.002KN
3）Pb=G?
L
G—管节单长重量（KN/m）。
Pb=24.869X8=198.952KN
4）切土阻力Pa=A?
f0
A—管端截面积;
f0—土壤单位阻力；
Pa=3.14X（0.722—0.62）X500=248.688KN
F总顶力=1.2X[0.2X（2X361.110+2X188.002+198.952）+248.688]=609.748KN因此选用1台320t液压千斤顶能够满足要求;
3.1.2允许顶力
允许顶力[F]=（cc?
A/1000S）n
cc—管体抗压强度（MPa）
A—加压面积（cm2）
S—安全率，采用2.5〜3.0
n—接触系数；
F=[40X10.204X3.14X185X17.5/1000X2.5]X0.8=1037.31t，经过计算，允许顶力[F]>
F总顶力完全能够满足顶管要求；
3.1.3后座墙
后靠背受力计算公式
R-总推力之反力（一般大于推力的1.2—1.6）
a—系数（取1.5—2.5之间），此处取2
B-后座墙的宽度（M此处取4米
丫―土的容重（KN/M）依据勘查报告1.88
H—后座墙的高度（m），此处取4.0米
Kp-被动土压系数
c-土的内聚力（kPa）—般情况下取10
h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取3.3米
R=2.0X4X[1.88X9.8X4.0X4.0Xtg（45°
+30°
/2）/2+2X10X3.5X1.316+1.88X3.5X4.0X
1.732]
R=3080.962t后座墙R>
F总顶力，完全能够满足顶管要求；
4.施工程序
5.施工技术措施
5.1施工准备
1）施工前熟悉施工图纸，了解该公路穿越点的地质情况和地形地貌，掌握穿越的结构、深度要求，进行技术交底。
2）检查施工顶管设备、配套设备及各种施工机具和手段用料是否齐全完好。
3）按照施工计划及时向业主、监理工程师递交施工方案，向当地公路路政部门办理“公路穿越施工许可证”。
4）查明穿越段地下是否有管道、电缆、光缆等障碍物。
5）安排施工队伍、机具、材料及安装安全警示和安全防护设施。
6）平整场地、修筑施工便道，根据现场情况，在作业带内修筑一条5m宽的施工便道进入预制场地，穿越完成后按公路主管部门的要求进行作业带恢复。
5.2测量放线
1）根据设计控制桩，用RTK放出穿越管段的中心桩，并撒上白灰线；
2）定出施工区域边界线的位置，在公路穿越时，设置穿越点的车辆限速标志；
5.3降水井施工
1）降水井套管采用预制砼涵管，砼涵管规格为DN400,每根长度为1m；
2）降水井分布位置应设置在操作坑两边侧，距坑边中心距为2.5~3.0m，为保证降水影
响半径及施工操作安全，根据现场情况，该公路穿越点操作坑内需打4处降水井，
分部在坑的四角。
降水井
O
o—
jii・
■--B
L2倂3m穿越中心线
o
锦大线公路
降水井分布示意图
3）降水井形式按轻型井点方式考虑，降水井深度应根据现场地下水位情况，可事先采
用挖掘机就近试挖确定，一般应达到地下渗水层，以6〜9m为宜。
降水设备采用扬
程10m的2寸真空泵进行。
4）现场施工可雇佣当地打井队伍完成，采用转动钻孔冲水方式作业，排出的污水、泥浆应设置排污池，经二次沉淀后，水质达到地方要求的排放标准后方可进行排放处理。
5）降水井待最后公路穿越施工完成后，按要求给予填土封闭恢复。
5.4作业坑开挖
1）根据设计要求，在穿越道路两端各开挖一个操作坑，一个作为作业顶进工作坑即发送坑，另一个作为接收首节套管的工作坑即接收坑。
2）发送坑的尺寸比接收坑的尺寸大，发送沟的位置应确定在顶管穿越端自然地坪较低的一侧，以减少土方施工量。
在现场撒出两个操作坑的正确尺寸和位置的白灰线，发送坑规格可按以下要求执行。
3）该段管道管径设计为①660X10.3，操作坑宽度可定为4m;
工作坑的长度与管节长
度、千斤顶长度及后背墙的尺寸有关，还与顶进方法和运土工具有关，其长度根据现场和所使用的千斤顶的尺寸而定，本处穿越套管规格采用DRC1200X2000川
AJC/T640,发送坑坑底尺寸定为：
长5m;
宽4m;
深度比设计要求管底标高深0.8m;
接收坑坑底尺寸定为：
长5m，宽4m，深度比设计要求管底标高深0.2m;
坑边坡比为1：
1.25。
铁合金厂公路采用挖掘机进行接收坑和发送坑的开挖工作。
根据操作坑开挖的深度及现场条件，为保证其边坡稳定性，应考虑设置简易钢管桩或简易钢板桩支护进行，确保施工安全。
4）在挖发送坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：
A.要考虑充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。
B.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。
C.后背墙表面要平直，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，选材要均匀坚固，以承受较大的后坐力，避免造成后背墙受力不均，发生倾斜现象。
5）该处穿越点操作空间较大，操作坑开挖可采用翻铲开挖，人工配合挖放边坡，施工时要注意采取措施防止边坡塌方。
5.5发送操作坑地基处理
1）发送操作坑底要精细找平。
2）找平后铺垫400mm碎石，碎石上铺垫300mm厚黄砂，并夯实。
5.6安装导向支架、就位顶管机和套管
1）操作坑处理完毕后，在发送坑后壁平卧和立放两层枕木，并用吊车安装后靠背挡板，
挡板规格为2mx2m,3=20mm厚钢板，然后在黄沙垫层上等距离（约250mm）放置标准枕木，并根据现场地基处理情况，可选择在枕木上铺一层4mx4m,3=
20mm厚钢板，保证施工精度。
钢板上安装2台自制的升降式滚动导向支架，用角钢Z100x10加固焊接在底面钢板上，或者用标准枕木铺垫，固定液压顶管机部件。
2）用RTK校正液压顶管机和穿路套管位置，保证套管中心线与设计中心相吻合。
要求上下偏差：
钻进长度在30m以内的套管，偏差不应大于100mm;
钻进长度在30m〜42m以内的套管，偏差不应大于150mm;
水平偏差不大于套管长度的2%，保证施工精度。
3）套管安装下坑前应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纹，套管内表面要保证平整，下端600弧范围内要抹平，无凸起，检查
合格后在吊车的配合下，按示意图就位顶管机和DN1200X120X2000型钢筋混凝
土套管。
30X200X200X6块均布
十字筋板1100X200X202块
混凝土套管
1200X120X2000
□
枕木250X250X2000钢板20X2000X2000
钢板20X4000X4000
枕木250X250X2000
黄沙300厚
碎石400厚
5.7顶管作业
1）启动液压千斤顶开始穿越，开始时速度要缓慢，第一节混凝土套管的对中度必须控制好。
顶管机的每个顶进行程完成后，退回原位，由人工排净管内淤土，更换纵向顶铁，然后继续顶进，直到行程达到第一节混凝土套管的长度时，吊装下一节混凝土套管，准备顶进。
2）纵向顶铁用200X100X16重型工字钢制作，根据混凝土套管长度和液压顶管机顶
进行程为200mm需制作500mm、1000mm、1500mm、2000mm、2500mm、
3000mm、短节各一个，短节断面形状为II型。
3）为防止与千斤顶接触端套管受力不均被破坏，需在千斤顶和套管间放置一块盲板顶环，盲板顶环采用30mm钢板制作，结构如图示：
4）为防止穿越长度过长，套管顶进过程中因前端受力不均，使两根套管连接处发生错
位，根据现场情况在两套管连接处放置环形限位圈，限位圈采用8mmx180mm的
带钢制作。
5）顶进过程中需随时观测套管进土的对中度，一旦发现有偏移趋势，要立即停止顶进，采用螺旋式千斤顶人工校正。
6）顶进操作时要注意液压机油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。
千斤顶活塞伸长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。
7）在整个顶进操作中应坚持连续作业，若顶进时间间隔过长，土拱容易下塌，使顶力增大。
8）如此反复，使混凝土套管抵达公路另侧的接收坑，即完成顶进过程。
5.8挖土、排土
1）1）顶进套管每次200〜300mm，边顶进边用人工在管前端挖土，排土工具用手推车装土，人工牵引到送到操作坑料斗内，用吊车吊出操作坑运到指定地点。
2）套管前端挖土必须严格控制，必须在规定的范围内开挖，不得超挖，管底土基弧度
在120°
-135。
范围内一定要保持管壁与原土层表面吻合。
3）人工挖土时，不得搅动管底下部的地基土，根据土质情况，工作面向前挖至0.1-0.2m时，顶进一次，挖出的土要及时外运。
4）开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在最小的范围内。
5）人工排土时，管内应架设安全电压照明灯具和通风管。
6）人工排土只许取管内积淤的泥土，以避免造成冒顶或其它意外事故
5.9顶管误差校正
在顶管过程中必须严格控制误差、及时校正偏差保证顶管质量。
顶管校正方法分为坑内和管端面纠偏两类，它们包括如下方法：
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，以防产生相反的结果。
当偏差为10〜20mm时，可采用此法校正。
当涵洞管前土方被切削形成一定的土洞空隙时，宜用顶力设备，采取下述方法校正施工。
2）顶木校正法：
当偏差大于20mm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。
3）千斤顶校正法：
用小千斤顶接一短木，利用小千斤顶的顶力使管位得到校正，具体操作方法类似于顶木校正法。
4）加垫块校正法：
即在顶木末端于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定角度，顶进时可使顶管得到纠正。
5.10拆除顶管设施
1）套管出土长度达到设计要求后，经监理验证合格，停止顶进。
2）套管顶进后，两节混凝土套管对接处，按设计要求用1:
2防水渗水泥砂浆和沥青麻辫填充密封，施工时可从外壁塞沥青麻绳，穿进混凝土套管，使两端压实，然后开始正常顶进。
3）利用吊车在人工配合下，拆除导向支架、枕木等设施并运走顶管机。
4）因考虑到顶进套管施工完成后穿越工作管有一定的施工周期，为防止意外事故发生，对于砼套管两端可采用编织袋装土码砌封都好两侧敞口端，并做好安全警示标识。
5.11工作管及光缆套管预制、穿越
1）工作管组焊方法与质量评定标准与直管段组焊相同，预制长度应大于套管长度4m以上，且应是整根管，工作管长度为26m，光缆套管长度为28m。
2）管道经单独试压合格后进行补口、补伤，补口、补伤完成后，防腐层经15kv电火花检验合格后方可进行穿越。
光缆套管焊接完成进行补口、补伤、穿越固定。
3）预制合格的管段在安装好聚乙烯支撑块后，由一台挖掘机在接收侧牵引，2台25t
吊管机在发送端吊管行走来完成穿越工作。
5.12附件安装、套管封堵穿越完成后，及时对通信硅管的套管进行敷设施工。
通讯光缆套管敷设在管道顺气流方向的右侧，与沟底相平。
套管内积水杂物等清除干净后再进行两端封堵，套管封堵采用沥青麻辫水泥砂浆砖砌施工，外表面采用环氧煤沥青涂刷。
5.13地貌恢复施工结束后，回填操作坑及管沟，彻底清除施工及生活垃圾，恢复原状地貌，最后通过地方有关主管部门的验收检查认可。
6.质量保证措施
1）严格按图施工，认真执行施工规范。
2）对职工进行教育，提高职工的质量意识和责任心。
3）设置专职的质量检查员。
4）认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检与专检相结合的检查制度，并做好各项检查记录。
5）冬季施工期间，要采取防冻措施。
6）管道在吊装、运输、堆放的全过程应有保护措施并严格实施。
7）防腐管吊装应使用能防止防腐层和管口损伤的专用吊具
8）防腐管必须分类运输和堆放，同一规格、型号、防腐等级的管子堆放一起
9）运输和装卸过程中检查出防腐管的防腐层或管口有损伤，应做详细记录并标识清楚，分开堆放；
10）布管应按设计图纸要求壁厚、防腐层类型等顺序进行，不同壁厚、防腐等级的分界点与设计图纸要求的分界点不应超过12m；
11）布管时应轻起轻放，注意保护管口和防腐层不受损伤，不允许防腐管在地上拖拉、碰撞，布管应以锯齿形摆放，防止两管口相互碰撞；
12）管沟开挖前应进行移桩，并标出管道走向，确保符合测量要求；
13）开挖前对地下障碍物调查登记和标识，并采用人工开挖，对重要的地下设施应作好保护措施；
14）沟内弃土不得堆放在施工带上，耕作土与下层土须分开堆放；
15）检查与其它地下设置（管道、电缆、水渠等）的间距是否符合要求，并做好隐蔽记录；
16）组对焊接及补口补伤：
A.组对前检查管子的材质、规格是否符合设计要求；
B..组对前应将管内杂物清除干净，并注意保护内涂层；
C.管端50mm范围内外表面的油污、铁锈和污垢应清理干净，露出金属本色；
D.管口表面的缺陷的处理应符合技术要求，不允许有对管道寿命产生影响的缺陷（如裂纹、夹层）；
E.逐根检查管口的椭圆度，超标管口的处理应采用符合技术要求的方法，严禁采用锤击方法强行管口矫正；
F.组对时应重点控制错边量、螺旋焊缝或直焊缝错开量和对口间隙，符合规范要求；
G.不同壁厚管子的组焊必须按规范要求打内坡口；
H.严禁强行组对焊接；
I.必须严格按照焊接工艺规程进行预热、焊接，管材预热必须配备环型火焰加热器加温，严禁使用喷灯和火把加热；
J.焊缝表面成型良好，咬边、余高、错边、焊缝宽度等参数符合标准要求，无飞溅、裂纹、焊疤、气孔和夹杂等缺陷；
K.检查补口、补伤是否按标准要求进行。
当有在下列情况之一，且无有效防护措施时，不得进行补口补伤露天工作：
雨天、雪天、风沙天；
风力达到5级以上；
相对湿度大于90%；
L.除锈后补口处的钢管表面严禁有浮锈、油污及其它杂物，钢管表面除锈等级应
为Sa2.5级，管口两侧100mm范围的防腐层打毛。
7.HSE管理措施
7.1HSE预防措施
1）机组人员体检、营地建设合格后，方可进行施工。
2）施工前，制定施工方案与安全措施，与公路交通管理部门取得联系，征得同意并办理相应手续后方可进行施工。
3）施工现场用警示彩带维护，设置隔离带，禁止外人进入施工作业区，以免影响工作
和安全可进行施工，夜间施工做好安全警示工作，在路上设慢行警示。
4）特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作，确保安全文明施工。
5）工地要指定专职安全人员进行安全巡视。
6）穿越点要设警示标志、险情提示标牌，工地要指定专人进行安全巡视。
7）顶管作业时在操作坑放置好应急、逃生工具，并提前进行安全交底工作。
8）作业的设备、工具，其电气部件要先检查是否绝缘良好，绝缘性能不好的不准使用。
在使用电气设施时尤要注意用电安全，做好接地，所有电线应为防水电缆，严防漏电现象发生，临时配电箱、开关要有防雨设施。
9）开挖中如遇地下管道、电缆及不以辨明的物品时应停止作业，采取必要措施后方准施工。
10）修筑的施工便道，有足够的安全行车宽度，其坡度缓慢下降。
11）在施工中采用土墩垫高管线时，垫层必须坚实牢固，防止管道滚动伤人。
不准用石块垫管子。
12）在施工过程中，HSE监查员随时对坑壁进行检查，以防止坑壁塌方伤人，造成事故发生。
13）顶管施工的安全措施
A.水泥涵管在拉运过程中做好封车工作，不得超载、超高，吊装时由专职起重人员指挥，吊车旋转半径内不得站人，涵管应同向分层码垛堆放，堆管高度不应超过二层。
管垛距端部支承的距离为1.2m〜1.8m，每垛支承四道，均匀对称地配置，以便使载荷分布均匀。
管垛外侧应设置楔型物，以防滚管。
B.根据操作坑开挖的深度及现场条件，为保证操作坑边坡稳定性，应及时打降水井降水，并考虑设置简易钢管桩或简易钢板桩支护进行，确保施工安全。
顶管靠背墙要有足够的强度，必要时采用加固措施，保证施工安全。
C.施工中，液压千斤顶顶进过程中需随时观测套管进土的对中度，一旦发现有偏移趋势，要立即停止顶进，采用螺旋式千斤顶人工校正。
D.顶进操作时要注意液压机油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。
千斤顶活塞伸长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。
E.人工掏土应做好必要的预防、保护措施，如携带氧气、身上栓应急绳索、佩戴应急求救信号灯等，现场设专职监护人，确保施工安全
14）管道组焊现场，氧气、乙炔胶管与电线、电焊软线要合理布置，不能混合交叉在一起，电焊软线及氧炔胶管要牢固绑在工作地点的支架上，焊接材料要放在稳妥方便的地方。
15）穿越施工完成后，及时清理施工现场，作到“工完料净场地清”。
7.2HSE应急预案为了减少和杜绝顶管穿越作业对生产、生活中可能发生的影响，使风险危害的初期达到有效的控制目的，杜绝和避免各类事故的发生，确保顶管施工的顺利进行，特制订本应急预案。
7.2.1坍塌事故应急措施
当发生塌方出现紧急情况时，必须采取以下应急救助措施：
1）立即命令操作坑内所有人员通过应急梯有顺序撤离，并清点工人数量。
2）立即向当地医院或救援队伍求助，或召集自己的救援队伍。
3）不参加救援的人员在可能的情况下必须离现场至少15米远距离。
4）不要用翻铲或者其他设备挖掘土方营救被埋的人员。
5）在救援人员赶到之前，不要移去被埋者使用的工具或者设备，因为根据工具或者设备的位置可以帮助救援人员找到被埋者。
6）收集被埋人员数量、位置、塌方时间的位置等情况，为救援提供足够的信息。
7.2.2人员伤害事故应急措施
1）作业前，工作人员做好各项检查工作。
落实各项措施，保证作业的顺利进行。
2）当事故发生时，现场应急小组立即采取抢救措施，组织人力、物力用现有的设施进行抢救，并采取有效的措施阻止事态的进一步扩大。
3）疏散人口，在组织抢险的同时，对抢险义务小组中的其他成员要进行疏散，以防人员伤亡事故的发生，在疏散过程中，被疏散人员必须听从指挥，服从命令，保证抢险工作的顺利进行。
4）立即与项目部应急办
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