高速公路顶管施工方案.docx
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高速公路顶管施工方案
新疆博乐天然气管道安装工程
高速公路顶管穿越管线
施
工
方
案
编制：
审核：
批准：
新疆分公司博乐天然气管道工程项目部
二零零九年九月二十五日
一、编制依据…………………………………
二、工程概况……………………………………
三、工程部署……………………………………
四、施工组织方案……………………………
五、组织管理机构……………………………
六、主要施工设备……………………………
七、质量管理……………………………………
八、安全文明施工……………………………
九、夜间施工措施……………………………
十、应急预案…………………………………
十一、施工图纸………………………………
一、编制依据
1．业主关于顶管工程施工安排情况；
2．有关设计方案及地质勘察报告；
3.自治区公路管理局文件《关于博乐市天然气输气管道穿越312线、省道205线有关事宜的复函》（新公管办【2009】994号）
4．《输油、输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98；
5.《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235—97；
6.《埋地钢质管道外防腐层和保温层现场补口补伤施工验收规范》（SY4085—93）；
7.《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079—95；
8.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236—98；
9．国家《给排水管道施工及验收规范》（GB50268—97）、建设部《市政排水管道工程质量检验评定标准》中关于顶管施工的相关规定以及国家建材行业标准JC/T640—1996；GB∕T11836-1999《钢筋混凝土套管规范》；
10.道路施工的有关施工规范及标准；
11.公司有关安全规章制度及相关公路建设施工检验；
12．遵循科学、合理、均衡、优先的原则。
二、工程概况
新疆博乐城市天然气建设的过程中，需要穿越312国道1次，桩号为（17至18号之间），公路边坡外沿的距离为52米。
1、线路穿越高速公路段：
探测深度揭露的地层为表土层、卵石层。
先描述如下：
表土：
厚度1.40-1.50m，灰白色，以耕土及素填土为主，稍密，干。
卵石：
埋深1.40-1.50m，厚度0.50-1.60m，末层未揭穿，最大可见厚度为6.60m，青灰色，亚圆形，质硬，一般颗径3.0-5.0cm，骨架颗粒均匀排列，砂填实，密实。
穿越段附近无地表水。
2、根据甲方要求：
穿越管线采用顶套管方法施工。
如在地下岩土勘察报告中地下存在有大体积坚硬岩石，对顶管顶进造成困难，施工进度缓慢，且难度大大增加，必须采取特殊安全及技术措施，方可由人来对坚硬岩石进行剔凿，同时亦增加了施工的成本。
3、工程内容：
（一）工程量:
1.公路顶管长度为52米，道路宽度为40米。
2.加道路两侧各20米，合计套管长度92米。
3.安装天然气主管道，共计120米。
（二）工程内容：
定位放线、管沟开挖、钢管防腐及电火花检测、管道组对及焊接、警戒带敷设、管道保护层施工及管沟回填、余土外运。
顶管详见顶管施工流程图。
（三）施工特点
1.集中人力、机械、设备，快速进行顶管作业。
钢管连接采用焊接，焊口处进行加强级防腐。
2.施工时，施工范围全部封闭，两端的道路前方设置警示牌，提醒过路的车辆慢行。
三、施工部署
1.穿越方案采用顶管穿越。
顶管采用φ406×6.4mm×52m钢制套管，顶管封堵采用沥青及油麻进行封堵。
2．材料计划：
G312穿越段材料部分
序号
材料名称及规格型号
单位
数量
备注
1
无缝钢管D168×5.020﹟
m
120
三层PE防腐层（加强级）
2
冷弯弯管（采用无缝钢管,L=12m）
38°R=30DD168×5.020﹟
个
1
三层PE防腐层（加强级）
58°R=30DD168×5.020﹟
个
1
三层PE防腐层（加强级）
3
钢套管D406×6.4Q235B
m
92
4
隔离保护支架HDPE-168-393.2-8-常温
个
48
5
橡胶板δ=4mm
㎡
26
6
热收缩补口带（套）
套
16
补口用料
7
标志桩
个
2
8
转角桩
个
2
9
警示牌
个
2
10
环氧富锌底漆
Kg
2.4
11
环氧云铁防锈漆
Kg
1.5
12
黄色氯化橡胶面漆
Kg
2
13
红色醇酸面漆
Kg
0.04
3.主要施工设备：
序号
名称
规格
数量
备注
1
顶管成套设备
4镐1200T、行程2500mm
根据工程情况定
2
工具管、护口等
Φ800—Φ2000mm
根据工程情况定
3
运输车
根据工程情况定
4
桁车架及
电动葫芦
1T、5T、10T
根据工程情况定
5
吊车
8T、16T
根据工程情况定
6
激光经纬仪
J2
根据工程情况定
7
水准仪
ET-204
根据工程情况定
8
水平定向钻机
DDW150
根据工程情况定
4.施工人员计划：
施工班组
类别
数量
备注
顶管班组
顶管作业
10人
土建班组
管沟开挖回填
20人
焊接班组
套管及管道安装
12人
四、施工组织方案
1．施工前准备工作：
（1） 现场考查：
项目部根据甲方提供信息进行工程施工区域的水位、地质、交通、建筑物、地下埋设物的调查，制定土方堆放、进出运输道路选择等有关施工方案。
根据现场考查确定施工现场的布置。
管道线位校核：
根据施工图资料校核管线走向、水准点、高程等准备依据，并做好工程开工准备。
业务交底：
全员培训。
项目经理、技术、施工、测量、质检等项目部人员认真熟悉图纸，理解设计要求，进行合同内有关法规、规范、施工技术及总体方案交底。
同时对施工班组及具体操作人员进行技术交底和技术培训，全面熟悉施工图纸技术规程，施工方案要点。
并了解工程合同、业主、监理等各项制度规定，建立项目经理负责制和组织框架，明确分工，责任到人。
（2） 检修、准备顶管用主要设备及附属设备，对主顶设备（顶镐、工具管、护口、油泵等），吊管出土等本工程专用设备、工具（龙门架、吊车、电动葫芦、小推车、顶镐支架、轨道等）进行现场加工及试运行，发现问题及时维修好，对测量仪器（水准仪、经纬仪）进行校正，对附属设备及时加工。
（3） 组织人员，机械进场：
按照施工组织设计适时组织人员、机械进入施工现场。
2、顶管前的准备工作：
1）、工作井
（1）充分尊重设计及使用要求设置工作井。
（2）综合考虑本段地面建筑物、构筑物、地下管线情况，覆土深度、顶进长度及管道井室位置等多种情况、综合考虑工作井的设置。
井内设临时集水坑以利于出现地下水时排水。
（3）在地形和土质上，有可利用的原土后背。
（4）工作井待顶进完成后根据覆土深度及需要改作检查井。
2）、工作坑的施工工艺
根据施工方案在顶管准备工作施工期间，首先进行工作坑的施工，工作坑深度按顶管规范不得小于3m，根据甲方要求适度增加深度，工作坑为保证顶管施工的最小操作空间，故工作坑设计为内径8m×4m。
工作坑采用钢筋混凝土墙支护，混凝墙壁厚500mm，配筋为HRB335双排双向φ16@150双层双向设置，使用C25砾石混凝土（详见大样图）。
混凝土浇筑分层施工，每次浇注高度不大于2m，根据工作坑设计深度，约需要分次进行。
3）、导轨基础及后背处理：
（1）导轨：
①采用重轨，由于钢制套管自重较大，摩擦力相应增加，采用底板基础上合适位置预埋钢板，与钢轨焊为一体，同时外侧与护壁用钢管支撑，防止导轨发生位移或导轨间距增大。
②导轨安装应顺直、平行、等高、坡度与施工管道设计坡度一致，轴线与管道轴线重合。
③导轨安装允许偏差：
轴线偏差：
±3mm、顶面高程：
±3mm、两轨内距：
±2mm。
（2）后背：
为保证顶力，将δ=25cm钢制后靠背紧贴在工作井后座墙壁上，C20砼灌缝以保证紧密接触，以保证足以承受最大500T顶力，并保证靠背的铅垂度与轴线的垂直度。
4）、顶镐支架、顶镐、油站安装：
（1）顶镐支架两侧安装要求水平、等高、对称、纵向坡度与管道设计坡度（平坡）一致，并与后靠背连为一体。
（2）顶镐安装用“U”形夹固定在支架上，不能发生横向位移。
（3）油站液压系统安放在侧壁靠近后靠背侧结实原土上，安装好后油管应顺直，避免转角，保证油路畅通，油管盘好用钢丝固定后，避免工人下井踩踏损坏，安装完毕后进行试运行。
5）、工作坑后部顶面搭设工作台，避免出土影响测量和毁坏测量仪器，工作坑四周设防护栏杆。
6）、下管及出土设备：
根据管径等采用吊车或桁车配合电动葫芦下管及出土。
3、顶管施工步骤及操作要点：
1）、第一节管（工具管）进入洞口后，加强检查，边顶进、边测量，严格控制第一节管走向与坡度。
2）、第一节管顶进4～5m时停止顶进，下第二节管。
3）、开挖时严格按规程操作，正常情况下周围方向底部135。
范围内不得超挖，其他范围不得超过15mm，需要纠偏时可按技术员的具体要求进行少量超挖。
4）、为确保公路的安全，每次掘进进尺严格控制在20～30cm，顶进一次同时测量一次，发现偏差及时校正。
5）、顶进中，为减少阻力，在钢制管外壁四周均匀涂抹石蜡，管前挖出的土由专用推车及时推出工作坑，及时顶进，同时采用管内注触变泥浆减阻和填充空洞，使顶力限制在较小范围同时确保地面不塌陷。
6）、顶管施工过程中，管内照明采用36V安全电压供电，必要时强制通风。
7）、顶管完毕，应及时将两井端钢制管下混凝土基础做好（采用注浆加固），以免管端下沉。
8）、测量方法：
（1）中线偏差测量：
采用先进的激光经纬仪进行导向测量，自制木尺，长度略小于管内径，与水平尺绑在一起，水平摆放在第一节管前部，观察激光点打在木尺上“0”刻度左右多少，便知钢制管往右或左偏多少。
每次测量前与工作坑前后井壁上设置的两点复核。
（2）一般高程测量：
用水准仪及高程尺，根据工作坑设置的水准点标高，测头一节管前端与后端管内底高程，以便掌握头一节管子的走向趋势，测量后与工作坑内另一水准点闭合。
9）、纠偏措施：
顶管误差校正缓慢进行，通常有三种方法：
（1）留坎纠偏法：
当偏差不超过1cm时，在偏向方土层留坎，反方向适时超挖，利用土层的侧压力将混凝土管慢慢挤向反方。
（2）圆木纠偏法：
当偏差超过1cm时，发现上法不起作用时可用此法，根据圆木与混凝土管端面的不同角度，不同距离，顶进过程中，圆木可产生向上（下）和向左（右）的分力，这样混凝土管就会向所需纠偏方向缓慢调头，逐渐正位。
（3）千斤顶纠偏法：
原理与上法相同，只是千斤顶取代圆木，产生更大的分力。
钢制管纠偏在顶进中进行，边顶进、边纠偏、边测量，不能猛纠硬调，以防发生相反的结果。
10）、顶管完后，为了保证以后公路的扩建，在公路两边各加20m长套管，然后再穿管（天然气管）施工。
２．顶管施工流程图：
挖土、运土
推进
测量
卸管、接口安装
进洞
取工具管
全线测量
收坑
工程结束
五、组织管理机构
1．施工原则
科学组织、精心施工，合理安排，统一指挥，高速高效确保合同工期，确保工程质量，确保安全文明施工。
2．施工管理机构
为确保该工程各项指标的实现，选派组织管理能力强，施工经验丰富，善打硬仗施工管理人员进驻现场。
项目部管理体系如下：
六、质量管理
1．质量管理目标：
争创优良工程。
2．质量管理保证体系：
为确保工程质量目标的实现，建立从公司技术部到项目部的质量保证体系：
项目经理
专职质检员
施工员
技术员
资料员
测量员
３．质量保证措施：
（1）做好图纸会审，坚持按图施工。
施工图纸和设计文件是组织施工的技术依据，开工前由项目总工组织相关部门、主要技术管理人员，认真学习图纸，做好图纸会审工作，了解本工程特点和设计意图以及关键部位的职能要求。
施工时必须按图施工，施工过程中若发现因施工条件变化和材料代用等事项，而不能遵从原图施工时必须按规定报请现场监理和业主及设计部门审批，在获得设计变更通知单和设计修改图后方可施工，同时做好各项资料校验，保证使用的数据准确可靠。
（2）搞好技术交底，落实质量管理计划。
工程施工前由项目工程师召集相关技术人员、施工人员讲解施工图纸及设计要求，施工操作方法与技术措施，质量标准及质量改进措施，在施工过程中，技术交底和下达任务同时下达。
（3）开工前预防检查，作好技术复核。
开工前预防检查，做好技术复核，消除质量及故障隐患，对中线基线，水准点等控制及定位，要进行三级复核，对钢筋制做，砼强度等必须在下道工序开始前，进行检查和复核并作好记录。
（4）做好材料实验工作，严把原材料关，严格按物资采购程序控制采购过程，确保使用的材料合格。
（5）人员组织使用技术过硬，专业心强的施工管理人员，同时对各特殊工种（电工、机械、焊接等）持证上岗。
（6）切实做好检测仪器及计量器具的复核、校正和各种原材料产品、机具、设备的质量验收工作。
（7）每天召开碰头会，每周召开例会，及时解决施工中有关的施工和技术问题，以确保工程质量。
七、安全文明施工
1．保证安全生产目标：
（1）做到无工伤、死亡事故。
（2）无交通死亡事故。
（3）无等级火警事故。
2．设置安全领导小组。
3．主要措施：
（1）设置专职安全员负责制，杜绝不安全因素和隐患，监督安全措施的执行。
（2）建立健全的各项安全制度，各工种施工前，必须进行安全交底。
（3）在施工现场设立围档，设立红灯等醒目标志，主要出入口，设立安全防火宣传栏。
定点设置专用灭火器，消防水桶。
（4）吊车吊运砼管、设备时专人指挥以防撞碰路人，并保证钢丝有足够的安全储备。
凡表面磨损、腐蚀、断丝超标；有死弯、断股、油蕊外露的不得使用，吊钩应有防止脱钩的保险装置。
（5）现场工作人员佩卡上岗，进入现场必须戴好安全帽。
（6）工作期间严禁喝酒。
（7）供电线中、漏电保护器及开关等电器安装安全、正规，非电工人员不得操作电器。
工地办公室、食堂、宿舍不准使用电炉子，不准乱接电线。
（8）顶管操作台顶部要加防护罩，防止井上物品坠落伤人。
（9）减少施工噪音，特别是夜间施工，做到少扰民或不扰民。
（10）搞好环境卫生，实行卫生包干，预防各种传染病的发生。
（11）接受社会监督检查，积极参加安全生产，劳动竞赛活动。
安全文明施工组织机构框图：
八、夜间施工措施
根据施工工艺的特殊性——顶进过程不能长时间间断，顶管工程一般情况下必须进行夜间施工。
结合工程进度情况及工程特点，由项目部下班前将夜间施工安排统一报监理部，由监理部安排人员旁站及巡视监督检查。
项目根据工程进度情况安排夜间值班管理人员，检查工程进度、工程质量和工程安全情况，杜绝安全事故的发生。
做好夜间施工记录，交接班时相关问题要交待清楚，重要问题及注意事项必须要进入交接班记录。
九、应急预案
1．塌陷
处理办法：
将钢管数根钻上小孔[10mm—12mm]纵向间隔为600mm，横向排列成一字型，插入土中。
用C20水泥外加剂泵入钢管内，泵入压力可达6MPa，逐根钢管进行，全部泵完以后，相隔12—20小时[水泥凝固，但不必很硬]，将钢管拔出，可以施工。
2．流沙
处理方法：
用稻草、沙子和水泥将流沙处封死，以后进行降水工作，水位降至工作面1米以下，方可施工。
3．顶力超过极限，泵站卸压
处理方法：
（1）向顶管处注澎润土。
（2）相应超挖[孔可挖大1—10ｃｍ]。
（3）调整千斤顶位置。
４．事故报警电话:
救护：
120
报警：
110
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