管沟开挖施工方案.docx
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管沟开挖施工方案
西气东输三线西段工程
（二标段）
管沟开挖施工方案
0
施工使用
版本
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编制人
审核人
批准人
3.7组织机构
1编制依据
1）《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2006
2）《西气东输三线管道工程线路工程施工技术规范》（Q/SYGJX0209-2012）
3）《西气东输三线管道工程安全与环境监理技术规范》（Q/SYGJX0219-2012）
4）《西气东输三线管道工程竣工验收技术规范》（Q/SYGJX0224-2012）
5）《西三线西段第二标段施工组设》
6）《管沟开挖作业指导书》（XSX-EPC-GCB-ZY-0006/0）
7）霍尔果斯-中卫第二标段管道工程线路施工图纸
8）霍尔果斯-中卫第二标段管道工程招标文件
2工程概况
2.1概要
西气东输三线西段工程起新疆霍尔果斯，止于宁夏中卫。
管道总体走向自西北向东南，途经新疆、甘肃、宁夏3个省、自治区，从新疆霍尔果斯-宁夏中卫段与西气东输二线并行。
线路长2456km，设计输量300×108m3/a，管径1219mm，设计压力12MPa。
具体走向见“西气东输三线西段管道工程线路走向示意图”（图1-1）。
图1-1西气东输三线西段管道工程线路走向示意图
2.2地质、地貌
管道沿线大部分位于天山北麓的冲洪积区及丘陵台地上，地貌类型较复杂。
施工时，先进行作业带的平整，然后采取分段沟上焊接，再整体下沟连头的方法进行施工。
对于坡度较大山区地段，采取先开挖管沟、平整作业带，再进行沟下焊接的方法进行施工。
3
主要工序及施工措施
图12.1-1管沟开挖流程图
3.1施工准备及组织机构
3.1.1进行管沟开挖的人员有应包括机组长、技术员与安全员。
机组长负责指挥管沟的具体工作，技术人员负责技术指导，安全人员负责HSE相关方面的工作。
3.1.2用于管沟开挖的机械设备、施工机具等应处于良好状态。
3.1.3在管沟开挖之前，作业机组首先应该根据图纸，地质报告等文件，核实或再次确定地质情况。
对地质存在疑问的地方可采取试挖探坑的办法确定，如果在地质复杂地带进行施工，可增加探坑的数量。
3.1.4管沟开挖作业前，在靠近道路、建筑物、地下管道、电缆等地段，承包商应设置明确的警示标志。
3.1.5成立管道顶管穿越等级公路领导小组，负责管道顶管穿越等级公路的组织工作。
组长：
邓斌项目经理
副组长：
杨俊明（项目总工程师）张俊华（项目副经理）王辉（安全总监）
组员：
李益平、黄学敏、胡珀、祝忆龙、李满文
3.1.5组织机构
3.2中心线的确定
3.2.1管沟开挖前沿管线中心线做出明显的标志，以利于管沟开挖。
中心线确定的方法可根据测量放线与施工作业带准备程序。
同时按照管沟中心线，划出管沟开挖边线。
开挖前，对挖沟人员将管沟底宽、管沟开挖深度等技术要求进行技术交底。
3.2.2在管沟开挖前，应进行移桩。
对于移桩困难的地段宜采用增加引导桩、参照物标记等方法来确定原位置。
3.3管沟开挖
3.3.1一般要求
3.3.1.1本工程管道埋深一般要求为：
考虑到管道沿线的地形地貌、农田耕作条件、冻土深度要求。
对于卵石、碎石地段和石方段，管沟应超挖0.2m，并回填细土，以免防腐层受损。
管道穿越小型河流，管道埋深宜在冲刷线0.5m以下，并应恢复河岸原貌。
管道穿越鱼塘和沟渠时，埋设深度要保证管道处在清淤之后塘底深度1.2米以下，实际塘底确认困难时，必须保证管道埋设深度在现状塘底以下2米。
3.3.1.2管沟开挖时，应将挖出的土石方堆放在与施工便道相反的一侧，距沟边不小于1m。
管沟开挖深度以设计图纸为准，满足管线的最小覆盖厚度。
3.3.1.3管沟开挖的弃土、碎石不得存放在公路、铁路等地方，不得妨碍交通，对于穿越道路处的管沟，可采用修建旁路或搭设临时过桥的办法保证车辆通行，同时设置提醒标志。
3.3.1.4本标段沟渠较多，在农忙期间水流较多，管沟开挖前，应修筑必要的临时疏水设施，保证当地的农田灌溉和居民生活用水。
3.3.1.5在管沟开挖前，应进行移桩，转角桩按转角的角平分线方向移动，其余轴线桩应平移至堆土一侧施工作业带边界线内不大于200mm处。
对于移桩困难的地段可采用增加引导桩、参照物标记等方法来确定原位置。
3.3.1.6管沟开挖采用单斗挖沟机顺向开挖施工，河谷台地土质地段管沟开挖工序宜滞后管道组对焊接工序，二者宜相隔500m。
在有地下设施或石方地段宜先开挖管沟，后布管。
3.3.1.7直线段管沟应保证顺直畅通,曲线段管沟应保证圆滑过渡，管沟沟底、沟壁不得有尖状突出物，沟内无塌方，无杂物。
3.3.1.8在纵坡地段，为了最大程度地减少所需的弯管数量，同时保证管子的最小覆盖厚度，管沟开挖时在管沟的急弯处进行加深，在接近穿越公路、沟渠、电缆、管线等地下构筑物时应提前逐渐加深管沟。
3.3.1.9对于与重要地下设施交叉部位的管沟开挖前，应采用人工探明地下设施的准确位置，做出明显标示。
同时与当地部门办理好地下管道、光缆的通过权手续，在其书面同意后，方可进行施工。
3.3.1.10在耕作区开挖管沟时，应将表层耕作土与下层土分别堆放，表层土靠边界线，下层土靠近管沟。
3.3.1.11对碎石（戈壁）段管沟开挖时，管沟深度应比管底的标高深200mm；石方段管沟开挖时，管沟应比管底的标高深200mm，以便铺垫细土保护管道防腐层。
3.3.1.12在山前冲积平原地段时，要防止洪水对管沟的冲刷，每段管沟的开挖应与管道组对、焊接、下沟、回填紧密结合，开挖一段，完成一段，每段长度不宜超过1.5km，每段回填后及时进行水工保护施工。
3.3.1.13由于本工程与已建管道西二线、独乌善管道并行，其间多次穿越光缆地下水管线等地下设施，在并行、穿越已建管道和地下设施开挖前先征得项目部同意批准后方可参照《伴行、穿越已建管道施工方案》进行施工。
3.3.1.14管道施工作业带断面示意图
熟土生土1.5m
3.3.2开挖作业
3.3.2.1管沟开挖一般采用挖掘机进行管沟开挖。
按照管沟中心线、管沟开挖边线、管沟底宽、管沟开挖深度等进行管沟开挖作业。
3.3.2.2除较陡山区管沟开挖可以两侧堆土外，其他一般地段管沟开挖挖出的土石方堆放在与施工便道相反一侧，距沟边不小于1.0m，在耕地挖沟时，表层300mm耕作土应靠边界堆放，下层土应靠近管沟堆放。
在地势平坦、土质松软且连续施工地段宜采用轮斗挖掘机。
3.3.2.3有的地段，地表发育众多宽浅式沟渠，开挖管沟时土石方应放在迎水面，在较深的地方设置涵管，防止洪水影响管道安全及施工安全。
3.3.2.4管沟开挖宜滞后管道组对工序，二者距离相隔宜为1.5km。
但管沟开挖要与管道组装、下沟回填紧密结合，减少管沟暴露时间，开挖一段，完成一段，每段长度不宜超过2km。
3.3.2.5石方段管沟开挖，首先将上层土采用挖掘机或挖掘机和人相结合的办法先将上层土方剥离，将挖出的表层土装袋或堆放在远离管沟一侧，以备地貌恢复时用。
在上层土方揭开以后，对石方部分采用爆破开挖的方式进行管沟开挖，其爆破方法根据业主批准的相关的石方爆破施工程序。
3.3.2.6对于岩石管沟采取松动爆破法施工，即在岩石内钻眼孔径25-46mm，深度5m以内，将延长药包放置在圆柱形孔洞中进行爆破并加盖炮被，此方法操作简单，容易掌握，炸药消耗量少，岩石破碎均匀。
3.3.2.7石方、卵石段管沟深度应比设计要求的管底深度超挖200mm以上，以便铺垫细土保护管道防腐层。
3.3.2.8山区段管沟开挖应在发生泥石流、山洪、石崩、持续暴雨和雪崩等灾害可能性最小的时期内进行。
3.3.2.9在山区开挖管沟时应从上向下进行，并根据坡度的大小沿堆土侧设置一定数量和大小的挡土墙，由于山区一般地段坡度不会很大，可采用土工布袋装土垒砌的方法修筑，长度以堆土侧的作业面宽度为限（5m左右）、高度在1.5m左右，防止开挖出的土石滚落，如右图。
3.3.2.10在坡度大于20°的地段进行管沟开挖时，可以间隔一定的距离修筑施工作业平台，然后，通过施工作业带，将挖掘机开到作业平台上，然后沿上下两个方向进行管沟开挖。
当距离超过做挖掘机的工作范围时，将挖掘机又开到上一个施工作业平台继续施工。
3.3.2.11在地表水或者地下水位较高的地区，管沟开挖之前，应到现场进行勘查，根据现场实际情况进行排水或降水。
如果存在地表水，就需要在施工作业带外侧挖排水沟渠将地表水排净，若地下水位较高，则需要在根据水量的多少每隔一定距离在管沟中挖一个集水坑，然后在集水坑中放置水泵进行排水。
在开挖管沟时，承包商需要协调好管沟开挖与管线下沟的关系，管沟开挖验收合格后立即组织管道下沟，稳管及回填。
3.3.2.12穿越电缆、管道时，作为5m范围内必须采用人工开挖作业。
管道与光缆垂直净距不得小于0.5m；管道与其它管道交叉时，管道除保证设计埋深外，保证两管道间净距不得小于0.3m。
3.3.2.13在公路、人行道路、洼地、及其他通道进行管沟开挖时，承包商应该提供采取搭建具有足够强度的人行天桥或者修筑临时通道的办法来保证通行，搭建临时的人行天桥应该得到业主的批准。
3.3.2.14管沟开挖成形后，若局部管沟深度、沟底宽度达不到设计的要求，可使用人工或机械的方式对管沟进行修整，石方段采用凿岩机打眼进行局部爆破或在挖掘机上安装液压镐来铲平，使管沟达到设计要求。
3.4管沟验收
3.4.1管沟开挖完毕,施工单位通过采用经纬仪或者塔尺等测量工具在自检合格后，向监理提交管沟验收申请。
3.4.2管沟验收应由测量人员进行复测，直线段每30m测一点，特殊地段每5m测一点，纵向变坡点及水平转交点每处应至少测三点。
3.4.3管沟主要验收项目
3.4.3.1深度在5m以内管沟最陡边坡坡度见表12.5-1。
表12.5-1深度在5m以内管沟最陡边坡坡度
土壤类别
最陡边坡坡度
坡顶无载荷
坡顶有静载荷
坡顶有动载荷
中密的沙土
1：
1.00
1：
1.25
1：
1.5
中密的碎石类土
（填充物为沙土）
1：
0.75
1：
1.00
1：
1.25
硬塑的粉土
1：
0.67
1：
0.75
1：
1.00
中密的碎石类土
（填充物为粘性土）
1：
0.5
1：
0.67
1：
0.75
硬塑的粉质粘土、粘土
1：
0.33
1：
0.50
1：
0.67
老黄土
1：
0.10
1：
0.25
1：
0.33
软土（经井点降水）
1：
1.00
－
－
硬质岩
1：
0
1：
0
1：
0
注：
静荷载系指堆土或料堆等，动荷载系指有机械挖土、吊管机和推土机作业。
静载或动载应距挖方边缘0.8m以外堆土或材料高度不宜超过1.5m。
3.4.3.2深度在5m以内时，沟底宽度应按下式确定：
B＝D＋K
B—沟底宽度（m）；
D—管子外径（m）；
K—沟底加宽裕量（m）；
表12.5-2沟底加宽裕量
条件因素
沟上焊接
沟下手工电弧焊接
沟下半自动焊接处管沟
沟下焊接弯头、弯管及碰口处管沟
土质管沟
岩石爆破管沟
弯头、冷弯管处管沟
土质管沟
岩石爆
破管沟
沟中
有水
沟中
无水
沟中
有水
沟中
无水
K值
沟深
3m内
0.7
0.5
0.9
1.5
1.0
0.8
0.9
1.6
2.0
沟深
3～5m
0.9
0.7
1.1
1.5
1.2
1.0
1.1
1.6
2.0
注1：
当采用机械开挖管沟时，计算的沟底宽度小于挖斗宽度，则沟底宽度按挖斗宽度计算。
注2：
沟下焊接弯管、连头以及半自动焊接处的管沟加宽范围为工作点两侧各1m。
3.4.3.3验收标准见表12.5-3
表12.5-3验收标准
检验项目
检验数量
检验方法
合格标准
外观
全部
目视施工记录
直线段管沟顺直，曲线段圆滑过渡，无凹凸和折线；沟壁和沟底平整，无沟坎阶梯，无锐器物；沟内无塌方、无杂物、转角符合设计要求。
管沟中心线偏移
每千米不少于5处
经纬仪
允许偏差<100mm
沟底宽度
尺
允许偏差±100mm
沟底标高
每千米不少于5处
水准仪
允许偏差＋50mm,－100mm
变坡点位移
全部
尺
允许偏差＜100mm
3.4.4管沟验收合格后，待监理验收合格后，方可进行下道工序。
3.5质量保证措施
3.5.1管沟开挖过程中，委派专职测量人员进行监督复测，严格执行施工规范和设计要求，保证管沟一次开挖成形，并报监理复查。
3.5.2机械设备在沟边作业时必须保持在2m以上，以免由于侧压或震动影响，造成管沟塌方，对管材或已焊完管道造成损害。
3.5.3管沟沟壁上或沟边上欲坠的石块、土块要及时清理，避免伤害防腐层。
3.5.4管沟开挖与管道组对焊接和下沟回填工序之间的间隔时间要尽量缩短，避免由于管沟暴露过长对管沟质量造成影响。
3.5.5及时对下沟段的管沟进行回填，避免由于自然或社会因素对质量造成影响。
3.6管沟开挖HSE措施
3.6.1由于本标段地形主要为山前冲洪积平原，地表主要以戈壁和农田为主，开挖前应对沿线土质、地下设施以及沟渠、河流等情况进行调查，结合施工机械的侧压、震动及管沟暴露时间的影响，制定切实可行开挖方案，并向施工人员交底，开挖管沟要指定专人负责。
3.6.2开挖管沟应按设计要求的深度、宽度、坡度进行。
沼泽地区施工管沟开挖前先筑堤排水，必要时先进行降水作业。
3.6.3在开挖过程中如遇流沙、地下管道、电缆、危险物品及不能识别的物品时，应立即停止工作，待查清情况并采取措施后方可继续开挖。
3.6.4根据土质情况适当加大管沟坡比；因作业带宽度限制不能加大坡比时，应采取沟边打桩、使用防塌板支撑等防塌方、滑坡措施。
3.6.5人工开挖管沟时，应自上而下进行，不准掏洞；两人在管沟内操作间距应保持在3m以上。
上下分层翻土时，上下人员水平距离不少于2m，下边人员往上翻土时，应注意观察。
坡度较陡地方作业要佩戴安全带。
3.6.6挖出的土方应堆在管沟无焊接管一侧，且距沟边1m以外，高度不超过1.5m。
3.6.7如沿已焊接管线开挖时，管沟边沿与已焊接管线的水平距离应不少于1.5m，含水量较大地段，距离不小于2m，同时要采取挡土支护、放破等必要的防塌措施。
3.6.8雨后开挖管沟时，必须检查管沟的边坡，当发现沟壁有裂缝时，应采取支撑加固措施，确认安全可靠时方可施工。
3.6.9在靠近道路、建筑物及构筑物开挖管沟时，施工点要设置明显标记，夜间应设照明，并设立必要的夜视警示标志。
3.6.10在已焊好的管线附近开挖管沟时，管沟与管线的平行距离应不少于1.5m。
3.6.11管沟附近有凸出物或其它易脱落滚动的物品时，要采取相应的安全措施。
3.6.12所有人员不准在管沟内休息或乘凉。
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