拉管顶管.docx
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拉管顶管
天然气管道工程沿海滨大道
拉管、顶管段
施工方案及紧急情况应急预案
工程名称：
渤西接收门站及出站管道天然气工程
工程段位：
海滨大道
建设单位：
天津滨燃管网建设有限公司
施工单位：
编制人：
审批人：
日期：
2014年6月6日
一、总体概述
二、施工平面布置和临时设施布置
附表：
施工总平面图表
三、机械设备、材料及劳动力投入计划
附表1：
拟投入的主要施工机械设备表
附表2：
劳动力计划表
四、管道预制
五、拉管、顶管施工方法
六、地下管线、地上设施、周围建（构）筑物保护措施
七、工程质量保证措施
八、安全生产保证措施
九、雨季施工措施
十、穿越公路监测和应急措施
一、总体概述
1.项目情况和施工方案编制依据
1.1项目简介
本工程为渤西接收门站及出站管道天然气工程，建设地点位于天津市滨海新区南港经济区。
本工程主要工作内容包括：
建设天津渤西接收门站及出站管道，其中沿海滨大道方向敷设DN400天然气管道7092米。
沿滨海北路方向定向穿越DN400管道：
B0+025-B0+800，出土点对应海滨大道桩号：
海滨大道74km+600处。
拉管长度为785米；入土点和出土点管线穿越水平角度为8°，施工出、入土点位置分别距离滨海北路道路外沿侧石10.5米，出土点距海滨大道外沿侧石13米。
穿越深度11米以下。
顶管穿越排水渠DN600钢套管：
C1+114-C1+164，距离高速公路道路外沿侧石42米，对应海滨大道桩号约为：
起点海滨大道78km+540处，终点约为海滨大道78km+590处。
顶管长度50米；顶管深度14米以下。
拉管穿越段和顶管穿越段地质情况：
根据天津华铁工程咨询有限公司所作的《渤西迁址天然气穿越工程岩土工程详细勘察报告》，穿越段土层均为海相沉积层粉质黏土、淤泥质黏土和粉质粘土，埋深范围内土层对管道施工无不良影响，适宜穿越施工。
详情见附。
顶管穿越红旗路与海滨大道连接段处，考虑工作坑位置距匝道10m左右，尽量减少对匝道影响，另外顶管工作坑施工采取双支护措施，外围采取水泥搅拌桩和拉锚，内层采取钢板桩加内横撑。
同时加强管道施工时的对公路的监测，施工尽量选择车辆少的时段，实施穿越时协调交管部门实行断交措施，确保工程安全。
1.3编制依据和参考规范
1.3.1渤西接收门站及出站管道天然气工程施工图纸
1.3.2参考规范
（1）《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）
（2）《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-2005）
（3）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-2011）
（4）《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》（CJJ95-2003）
（5）《埋地钢制管道聚乙烯防腐层技术标准》（SY/T4013-2002）
（6）《承压设备无损检测》（JB/T4730-2005）
2.项目组织及施工部署
2.1项目实施阶段筹划
本工程建设地点位于天津市南港经济区，项目工期要求为年月日计划开工，年月日计划竣工。
2.2项目组织机构
2.3施工组织机构职责及范围
2.3.1项目经理
项目经理是企业法人代表在本项目的代表人，全权负责履行的工程合同，对工程的工期、质量、安全、环境、成本负全部领导责任，维护企业形象，积极采取有效的管理措施，确保本工程施工的顺利进行，有权调动本项目经理部的一切资源，对企业、对业主负责。
2.3.2项目副经理
在项目经理直接领导下，主管工程进度、劳动力安排、施工临时设施、临时水电、临时道路、现场通信、交通等。
2.3.3技术负责人
在项目经理的直接领导下，主管本工程的管理体系建立及运行、施工技术、项目管理人员的技术培训、工程质量、图纸深化设计、施工方案制定、业主生产人员培训、机械设备管理、材料设备质量验收、系统试运行、组织工程交工验收等。
2.3.4安全经理
在项目经理的直接领导下，负责本工程的施工安全、环境管理、现场安全保卫等工作。
2.3.5工程部
在项目副经理和项目总工程师的直接领导下，负责本工程的施工技术、材料设备质量管理、本专业施工工艺安全措施、工程质量、系统运行、交工资料编制、工程设计变更签证。
2.3.6质安部
在项目总工、项目副经理、安全经理领导下，运用GB/T19001管理体系和GB/T24001管理体系开展工程质量管理工作，负责本工程所有的质量管理工作、文明施工管理工作和安全环境保护与监控管理工作，对本工程过程质量及最终质量负监督及管理责任，保护自然资源、消除污染。
2.3.8经营部
在项目经理的直接领导下，负责工程预决算的及时性、准确性，确保工程款专款专用及其合理性。
2.3.9办公室
在项目副经理领导下，负责外部和施工周边关系处理。
二、施工平面布置和临时设施布置
本工程施工总平面布置本着生产、生活临建分开设置原则，不在施工现场设置生活临建设施。
我方将根据施工进度计划，统一安排确定临建规模和施工人员进出场时间。
在施工过程中实行统一管理，并配备专职管理人员负责总图、临建设施、保安、环卫、临时水电等公用设施管理。
生产临建在施工区域内就近合理布置，服从建设单位总体安排。
平面图报监理方和建设方备案。
员工宿舍20间（二层）
员工宿舍20间（二层）
消防
器材
现场办公12间
电
水
预制车间2
300㎡
预制车间1
300㎡
材料堆放场地
库房5间
三、机械设备、材料及劳动力投入计划
3.1施工机械配备（见下附表1：
拟投入的主要施工机械设备表）
3.3劳动力投入计划（见下附表2：
劳动力计划表）
附表1、拟投入的主要施工机械设备表
序号
机械或
设备名称
型号
规格
数量
国别
产地
制造
年份
额定功率（kW）
生产
能力
用于施工部位
备注
1
汽车吊
QY25
1台
国产
2007
管道
安装
自有
2
拖车
EQ140-5
2台
国产
2008
管道
安装
自有
3
挖掘机
3台
日本
2008
管道
安装
自有
4
空压机
ZW-10/7
2台
国产
2006
管道
安装
自有
5
电动试压泵
4DSY-3/40
2台
国产
2008
管道
安装
自有
6
交流焊机
20台
国产
2008
管道
安装
自有
7
焊条烘干箱
ZYH-150
2台
国产
2010
管道
安装
自有
8
电火花检测仪
2套
国产
2008
管道
安装
自有
9
角磨机
10台
国产
2010
管道
安装
自有
10
潜水泵
2”-3”
6台
国产
2009
管道
安装
自有
11
千斤顶
10T
6台
国产
2010
管道
安装
自有
12
手拉葫芦
2～5T
35个
国产
2010
管道
安装
自有
13
台钻
2台
国产
2005
管道
安装
自有
14
水平仪
2台
国产
2005
管道
安装
自有
15
经纬仪
DJ-02
2台
日本
2005
管道
安装
自有
16
弯管机
1台
国产
2004
管道
安装
自有
17
砂轮切割机
D400
6台
国产
2004
管道
安装
自有
18
水平定向钻孔机
KSD15
2台
国产
2008
管道
安装
自有
附表2、劳动力计划表
单位：
人
工种
按工程施工阶段投入劳动力情况
初期阶段
中期阶段
高峰阶段
收尾竣工阶段
管工
16
24
24
8
焊工
24
32
32
8
起重工
4
8
8
2
探伤工
8
8
8
2
防腐保温工
8
10
10
2
电工
2
2
2
2
砌筑工
4
12
12
2
力工
60
80
80
30
四、管道预制
4.1管道接收、拉运、保管
4.1.1拉运前质检人员对所有管材进行验收，验收内容包括：
产品使用说明书、合格证、质量保证书、性能检验报告、规格数量和包装情况等，标出合格字样。
验收管件、管材时，应在同一批产品中抽样，进行规格尺寸和外观性能检查，必要时进行全面测试，阀门安装前应作气密性试验，不渗漏为合格。
并办好技术、物资交接手续。
4.1.2拉运前，先按现场管线类别及各段所需数量、规格核定清楚定好拉运计划，按需要量及指定位置拉运堆放、堆放管子的场地必须平整，底层管必须用道木垫起或软质物垫300mm-500mm且垛管不得超过5层，保护好管材，特别强调管子规格不要混装、堆错。
4.1.3钢管检查要求：
钢管质量检查在管场内进行，参加检查人员由监理、运管施工单位组成，对现场的钢管进行宏观检查，检查合格并有钢管厂提供的出厂合格证的材料，才可拉运出厂。
4.1.4钢管接收时，要根据供货清单标注的数量、规格、质量等级、管号、防腐号等数据，进行核对验收，检查钢管总长度、总数量、壁厚、防腐等级等是否符合清单要求，提供的每批钢管均应有监理或业主认可的产品合格证等保证质量的证明，凡属不合格产品，拉管人员及现场施工人员有权拒收。
4.1.5管材管件的装卸：
工作人员必须遵守高空作业安全要求，吊装时，要用加软质衬套的吊钩，不能损伤坡口，操作时要平稳，要注意观察工作范围内人员设备情况，确保安全生产。
4.1.6卸管位置及数量需严格按图纸上的长度及规格作好现场布置计划，尽量减少二次倒运及多管回收情况的发生，最大限度地减少管材的划伤。
4.2钢管组对焊接
①准备工作
检查上道工序管口清理的质量。
检查施工作业带是否平整，顺畅。
保证所有设备的完好性。
每位焊工必须持有本工程的焊接考试合格证，由监理确认后，方可上岗。
施工人员应熟悉本工序的技术质量要求，按施工作业指导书指导操作。
电焊条的储存和运输应按照厂家的要求执行，规格型号必须符合设计要求。
②对口组装
管道采用螺旋钢管，采用L360材质，管件采用L360钢材质，管道焊接采用下向焊，焊条选用E6010和E7010。
管道无损探伤执行规范《承压设备无损检测》（JB4730-2005），沿道路铺设次高压管道焊缝进行100%超声波探伤和100%射线复验；定向穿越段管道进行100%超声波检验和100%射线复验，Ⅱ级标准为合格。
③管口组装要求：
接头的坡口形式应为Ｖ型，管道坡口角度应为65°～75°，钝边1.0～2.0mm，间隙1.0mm～2.0mm，组对错边量按10%管壁厚控制，最终错边量小于1.6mm。
钢管切割宜采用机械方法,如用乙炔焰切割,必须将切割表面的热影响区除去。
切口表面应平整，不得有裂纹，与管子中心线垂直，偏差不得超过1.5毫米。
毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化铁、铁屑等均应清除干净。
一般地段均采用沟上组装，对口焊接误差不得超过设计和相关施工规范。
管口组对时不允许锤击，错边大需校正时应在组对前采用专用工具校正，严禁在定位焊或根焊后校正错边量。
锤击校正时应采用铜锤（锤击校正只允许局部的微量错边）。
变形大校正无效的部份，应切除或将此根管废除。
④焊接
焊口层间用砂轮或电动钢丝刷清除熔渣和飞溅物，外观检查合格后方可焊下一层焊道。
焊机地线应尽量靠近焊接区，用铜卡具将地线与管表面接触牢固，避免产生电弧。
根焊完成后并检查合格后应尽快进行下一焊道焊接，层间间隔时间不大于3-4分钟。
焊接过程中，发现缺陷应立即清理修补。
盖帽焊完成后，应迅速检查焊缝质量，若缺陷超标，应趁焊口温度未降，及时修补。
手工焊过程中，应避免焊条横向摆动过宽。
4.3焊口探伤
经外观检查合格的焊缝并经清除焊缝中心至两侧各50mm范围内的浮锈及其他污物后，沿道路铺设高压管道焊缝进行100%超声波探伤和100%射线复验；定向穿越段进行100%超声波检验和100%射线复验，探伤结果不应低于《承压设备无损检测》（JB4730-2005）GB12605中Ⅱ级质量要求，按照现场条件不同选择不同的检验比例。
4.4钢管补口补伤
本工程所有埋地管道均采用防腐成品管，管道外防腐采用聚乙烯三层复合结构加强级防腐，补口采用热缩套防腐，定向穿越段焊口采用双层热缩套防腐，执行标准为《埋地钢质管道聚乙烯三层防腐涂层技术标准》（SY/T0413-2002），管件、阀井设备的防腐采用RD6冷缠带，施施工及验收标准执行《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》（SY/T0414-2007）。
4.5管线清扫试压
4.5.1管道清管
试压前首先进行管道吹扫。
吹扫采用压缩空气作为介质，采用逼压速打开方式吹扫。
为了能缩短吹扫次数，提高质量，必须在安装过程中严格执行先把管内壁清洁干净。
管道系统空气吹扫时，吹扫压力不得大于系统设计压力。
利用空压机进行间断性吹扫，吹扫空气在管道中的流速不得小于20m/s。
管道系统在吹扫过程中，应在排出口用白布或涂白色油漆的靶板检查，在5min内，靶板上无铁锈、尘土、石块、水等杂物时为合格。
经吹扫合格的管道，应及时恢复原状，并填写管道系统吹扫记录。
管道试压结束后，按照要求进行通球清管，通球清管按照《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-2005）进行。
4.5.2管线试压
①试压要求：
管道试压执行标准《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-2005）。
管线试压介质采用洁净水。
试验压力为：
高压管线强度试验压力为6.0Mpa，稳压时间为1小时，高压管线严密性试验压力为4.6Mpa，稳压时间为24小时，以不泄露为合格。
管线试压前，由项目部负责将试压方案、试压流程、试压要求向有关单位、人员进行技术交底，各有关单位及人员要明确职责，组织落实，按期实施。
试压所用的临时管线、阀门、封头、焊条等材料，应检查其产品合格证、材质证、规格、型号是否符合国家标准或有关规定的要求。
管段试压前，施工单位应对下列资料进行审查：
制造厂的钢管、弯头的合格证明书；
焊接检验记录；设计修改及材料代用文件。
各种接头、接管、试压装置、封头等焊缝质量保证资料，主要包括：
焊条的牌号、规格必须符合设计要求；封头必须符合国家标准并有产口质量的证明书。
焊试压装置的电焊工必须有压力容器焊接证，持证上岗作业。
压力表精度等级为1级，试压用压力表的最大量程为2.5Mpa，即试验压力的1.5倍以上，其表盘直径不小于150mm，最小刻度不应大于每格0.02MPa。
使用的压力表需经校验合格。
压力表阀选用高压阀及管件。
温度计为双金属温度计，量程为0-100℃。
阀门及附件检查出厂合格证和试验的记录，对法兰密封面及密封垫片进行外观检查，不得有影响密封性能的缺陷。
安装时应确保法兰连接件螺栓规格型号符合要求，安装方面一致，紧固均匀、松紧适度，启闭灵活可靠。
扫线、升压、稳压过程中，各单位技术质量人员，要对压力变化进行详细记录。
及时检漏，分析原因，立即解决和处理。
各值班人员作好交接班，在试压的始末端作明显的警示标记，严格按试压要求开关阀门，严禁敲打试压管线。
试压的始未两端设手机进行通讯联系和联络，发现情况，立即通知两端的试压人员，及时停止送压或关闭阀门。
检漏时各观测点必须人员到位，对漏点放置明显的标记，检漏情况要有详细记录。
②强度试压
升压及检查：
升压前应打开进口阀门，检查排口阀门是否己关闭。
升压速度不宜过快,试验压力应均匀缓慢上升,当压力升至1/3试验压力时,停止升压,稳压15分钟,若未发现异常情况或问题方可继续升压。
管道继续升压到2/3试验压力时，然后停止升压，稳压15分钟,按以上要求进行观察检查,若未发现异常情况或问题,方可继续升压。
管道继续升压，直至强度试验压力。
稳压及检查：
当压力升至强度试验压力时,停止升压,重要的是随时注意超压现象的发生,严禁超压。
强度试验的稳压时间1小时,稳压期间施工单位会同业主和监理对管道进行沿线检查,检查其有无断裂、变形和泄露。
强度试验合格的判定及泄露的修补：
强度试验的稳压期间及稳压结束时,管道无断裂、无异常变形、无泄露、无压降,强度试验为合格。
③严密性试验
严密性试验压力为管线设计压力1.15倍,当强度试验达到要求后,应缓慢泄压,当使得管道内压力降至试验压力时,立即关闭阀门。
严密性试压稳压时间为24小时,稳压24小时后,对全线进行详细检查,检查由业主及监理参加,检查包括：
管道有无渗漏和压降情况,温度变化情况。
五、拉管、顶管施工方法
5.1定向钻穿越
5.1.1施工准备
①布管
沿作业带将管道顺序摆放、首尾错开，以便组对焊接。
②管道焊接
管道焊接参见本方案管道焊接方面的措施和要求。
焊接完毕后的穿越段管道焊口要求100%超声波探伤及100%射线复验，全部合格后方可进行下道工序。
③焊口防腐
管道焊口防腐采用双层热收缩套补口。
管套的施工环境温度为0～60℃，若环境温度低于0℃，应对管套采取保温措施。
应用液化石油气喷枪火焰从热收缩套中间沿圆周方向均匀加热，并使热收缩套完全收缩后再分别向两端延伸加热。
加热时套管允许受热温度不超过250℃。
在局部收缩完后再重新加热表面凹凸不平的其它部分，直至使其完全平整。
最后应对收缩套的两端各50mm处再加热一遍，以使两端热熔胶充分熔化。
④拉管环焊接
在管道连接完毕后，根据长度用Φ12mm圆钢筋做四条加强筋与管子拖拉头及管尾封堵头连接，并且在每根管子连接部位用钢板做一个抱箍与加强筋连接（抱箍宽50mm、厚5mm），以增强管道的抗拉力及抗压力。
⑤拉管段防护
在施工中，为防止地下水、雨水进入管内，每天收工后，必须将管末封口，防止泥浆、雨水、杂物进入管内。
5.1.2定向钻穿越
①施工曲线设计
本工程按设计图纸提供的管底标高进行施工设计。
②施工工序：
③水平定向钻穿越
依据施工图纸，确定穿越入土点位置，并打桩做好标记。
首先在入、出土点位置设计井位，然后挖入钻工作井及出钻工作井。
根据各工程点管底标高确定工作井深度，然后选用长度不同的钢板桩，工作井的尺寸是根据管径大小及采用的回扩钻头大小而确定的。
一般情况下，工作井深度在3m～5m上选用6m的钢板桩（5～7m的选用8m的钢板桩）做井位四个角支撑，然后用围钢板桩作围护。
井内为二道支撑，第一道支撑设在地面1.2m，第二道支撑设在管顶以上1m处，横道采用30#槽钢，支撑采用原木，直径在18~20mm。
工作井的尺寸选择为DN400管入、出钻工作井为3.5*5m，共用井（即入钻、出钻为同一个井）长度要加长1米。
另外在入钻点为挖一个长3m，宽1.5米，深1.2米的工作坑，出钻点位DN400管径挖10-15米的发送沟。
然后根据设计的入土角确定钻机的摆放位置，并使钻机的中心点与穿越方向重合。
钻机应试运转并调整好适合本次施工的参数，按设计曲线要求钻导向孔，在穿越曲线上每隔4.5米设数据控制点，以此控制导向孔不偏离设计曲线。
导向孔钻成后，卸掉钻头及控向系统，安装扩孔器进行预扩孔，根据我公司的施工经验，本次扩孔采用逐渐增大扩成孔，扩孔器的规格为Φ450、Φ600、Φ750、Φ900。
为使扩完的孔成型较好，扩孔速度不能太快，扩孔时间应大于3分钟/根，泥浆粘度保持在45-50秒之间，泥浆量保持在孔内充满足够泥浆。
扩孔完成后进行回拖作业。
④定向钻施工质量控制措施：
水平定向钻穿越入、出土角按设计确定，确保管道在地下的深度要求和施工安全。
根据不同土质选取不同的钻进速度，选配不同性质的泥浆（泥浆粘度在45秒至50秒之间）。
本次穿越工程为确保钻机正确就位；开钻前应认真进行参数标定，确保穿越控向数据的准确，严格控制偏差在规范允许的范围之内。
钻机安装牢固后方可开钻，根据穿越管径的大小、长度和钻具的承载力调整回拖拉力。
⑤管道标高控制措施：
钻导向孔施工前，用水平仪将钻线各控制点处的地形标高转测出来，并做出标记。
然后根据地形标高，设计图纸上的管底标高换算出个控制点的深度，做出设计数据表。
钻导向孔时根据设计表对每个控制点进行控制，如有偏差及时纠正。
导向孔施工前，在入、出钻工作井处各找两个点，井位两侧用水平仪测出标高，使这两点标高一致，并打木桩做好标记。
然后在这两个点上拉一条细线，当导向钻头至工作井时，用塔尺进行直观测量，这样可算出导向仪在地面上测量的深度与实际深度的偏差，然后根据这一个系统偏差对导向孔进行纠正。
⑥预扩孔质量控制措施
预扩孔是管道回拖成功的关键程序，为了保证回拖拉管工序的顺利进行，确保穿越万无一失，根据本地区地质资料，预扩孔DN400管采用4级扩孔。
第一级采用Φ450挤桶式扩孔器进行第一次预扩孔；第二级采用Φ600挤桶式扩孔器进行第二次预扩孔；第三级采用Φ750挤桶式扩孔器进行第三次预扩孔。
第四级采用Φ900挤桶式扩孔器进行第四次预扩孔。
本次扩孔直径要达到600mm，为了保证成孔质量及路面安全，需采用以下措施进行施工：
施工中加大泥浆配比，增加泥浆粘度的方法来维护钻孔的稳定。
具体为：
回扩孔时泥浆的马氏粘度值必须保证在45～55秒之间，泥浆比重应大于1.03，泥浆注入土中与粘土混合后产生的泥浆比重应大于1.10（根据土质情况而定）；选用进口高度膨润土，增加泥浆的高造浆率，保证泥浆具有优良的悬浮能力；为了增加钻孔的护壁效果，防止塌孔，在泥浆中按比例加入高分子聚合物，使钻孔壁形成一层保护层达到良好的护壁功能。
施工时要连续进行，保证钻孔中的泥浆粘度适中处于一种粘滞状态，使泥浆没有时间沉淀，保证孔壁稳定性。
在预扩孔时扩孔速度不能太快，扩孔时间应大于3分钟/根，并均速扩孔不得忽快忽慢，使孔内泥浆均匀分布，严禁回扩器向扩孔方向反推以减少泥浆的不均匀分布。
每次预扩孔结束后要根据扩孔情况，合理确定下一级扩孔尺寸和扩孔器水嘴的数量及直径，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，避免泥屑床生成。
最后一次扩孔与回拖工序要连续进行，间隔时间不得超过3个小时。
在预扩孔及回拖拉管过程中，孔内将会涌出大量的泥浆，为了观察孔内土质变化及保护施工环境，工作井内的泥浆必须及时抽出运走，施工过程中两侧工作井旁必须配备一台挖掘机及泥浆泵，进行泥浆清理，以保证回拖拉管工序连续进行。
施工前必须利用物探手段结合开样槽方式对地下原有管线进行详查，对地下原有管线准确定位，并采取相应的保护措施，以确保地下原有管线的安全。
管道穿越时连接的顺序为：
管道万向节短节扩孔器钻杆。
在管道焊接摆放过程中，根据场地的实际情况，在不影响交通的前提下，管道尽量一次性焊接完成。
如果场地不允许，可分段焊接摆放，在拉管进行过程中逐段焊接以保证交通畅通。
泥浆在各个阶段的配制如下（如果地质情况有变化，其配制方案也随之变化）：
钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定；其基本配方是：
7—8%预水化钠基膨润土+0.2—0.4%增粘剂+0.3%降滤失剂。
预扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁效果，防止地层坍塌，提高泥浆携带能力；其基本配方为：
7—8%预水化钠基膨润土+0.3%—0.5%提粘剂+0.4%降滤失剂。
扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力，同时还有很好的润滑能力，减少阻摩力和扭矩；其基本配方如下：
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