天然气管道大开挖施工方案Word格式文档下载.docx
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因管道中心线距电子厂围墙仅5.5米，在管沟开挖及焊接施工过程中，为防止围墙突然坍塌，需对围墙进行打拉森钢板桩支护，根据现场情况，采用长度9米的钢板桩（打进原土层约5米，4米外露），围墙支护长度为20米；
考虑该处钢板桩安装时可能无法上锁扣，钢板桩内侧采用HM型钢（350*250）作为垫板，与钢板桩焊接，连成整体保护。
待平行段管沟钢板桩施工完成，管沟开挖前，用Φ323.9*11材质L360钢管对围墙进行斜撑，斜撑间距5米一个，斜撑下支撑点采用1.5m×
1.5m见方厚度20mm钢板作为垫板，钢垫板周围用松木桩固定。
钢管支护
围墙9米钢板桩支护
管道走向
电子厂围墙
3.4坟地支护
原管线穿越一处坟地，因坟地经协调无法迁移，管道改线绕过坟地，改线后的管线紧靠坟地而过，为保证管沟开挖时坟地不塌陷，对管沟开挖处坟地进行打钢板桩保护，采用6米长拉森钢板桩围绕坟地一排，长度15米进行支护。
坟地钢板桩保护
开挖管沟位置
3.5管沟开挖支护
⑴放线定位：
根据设计给定的控制桩位和坐标点，用测量仪器放出穿越管中心线、施工带边线桩，并撒上白灰线；
根据管道中心线放出管沟开挖双边线，管沟双边线间距3.0米，管沟双边线为管沟打钢板桩支护线。
⑵管沟开挖及钢板桩支护
管沟开挖长度约60米，先对管线作业带放坡开挖至距围墙外路面标高下5米后再进行打钢板桩。
根据现场地质情况，决定此处采用（拉森SP-IV型）6米长拉森钢板桩。
打桩采用履带式液压打桩机，根据现场情况分批次打“П”型双边35米长钢板桩并进行横向支撑；
钢板桩内侧采用HM型钢（350*250）作为垫板，并用Φ323.9*11材质L360钢管分3排进行水平支撑，支撑间距3米，所有支撑断面都进行满焊。
锁口形状为套型锁口，钢板桩两侧均为勾状形，防水防流沙效果较好。
钢板桩打好，开挖管沟深度第一层约2米时加第一排水平支撑，第一排水平支撑距施工地坪面不大于0.5米；
第一层管沟土方采用单斗挖掘机开挖，待第一层水平支撑加固好后才能开挖第二层管沟土方，第二层及以下管沟土方开挖采用抓铲式挖掘机施工，第二层管沟开挖深度至4.0米时加第二排水平支撑，第二排水平支撑距施工地坪面不大于3.5米；
第二排水平支撑加固好后才能开挖下部管沟，管沟开挖标高达到设计要求后，加第三排水平支撑。
钢板桩布置平面示意图
钢板桩安装示意图
钢板桩侧土压力、拉森钢板桩、支撑HM型钢、钢管的承载力计算:
A、根据业主提供的地勘资料和《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012计算钢板桩侧砂质粘性土主动线性土压力（Ea）（朗肯理论计算总土压力，附图）：
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
3
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
5.5
外侧水位深度（m）
1.000
弹性计算方法按土层指定
√
弹性法计算方法
---
基坑外侧土压力计算方法
主动
[土层参数]
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
1
粘性土
6.00
17.5
7.5
20.00
20.5
2
3.40
18.5
8.5
强风化岩
5.00
21.0
11.0
与锚固体摩
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
35.0
21.00
22.00
分算
m法
9.58
70.0
35.00
25.00
13.50
120.0
45.00
合算
17.38
Ea=1/2r（H+t）2Ka=0.5*17.5KN/M3*71.73M2*0.49=307.54KN·
m
式中系数Ka=tg2（45°
-θ/2）=tg2（45°
-20.5°
/2）=0.49；
砂质粘性土自重r=17.5KN/M3;
B、等反力布置计算（附图）：
由于拉森钢板桩施工等反力布置是使各层横梁和支撑所承受的力都相等，所有支撑承受反力都为P，反力P的计算如下：
P1=1/2*r*Ka*D（Hn+Hn+1）=0.5*17.5KN/M3*0.49*6.13*6.745
=177.3KN·
P2=1/2*r*Ka*D2=0.5*17.5KN/M3*0.49*（2.29+2.58）2
=101.7KN·
P3=1/2*r*Ka*D2=0.5*17.5KN/M3*0.49*2.582
=28.54KN·
由上述式中得出：
P1﹥P2﹥P3，取最大值P1支撑承受的轴向力来验算SP---Ⅳ型拉森钢板桩的允许弯矩。
查SP---Ⅳ型拉森钢板桩的技术参数表，钢板桩的允许应力为
，则每延米钢板桩的最大允许弯矩为：
钢板桩的最大允许弯矩（408.6KN·
m）﹥P1（177.3KN·
m）满足
C、HM型钢350*250
受荷截面
1、截面类型：
HM型钢:
340*250*9*14*20
2、截面特性：
Ix=21700cm4Wx=846.3cm3Sx=1280cm3G=79.7kg/m
翼缘厚度tf=14mm腹板厚度tw=9mm
弯矩值：
计算方案基本参数：
长L=3M
均布载荷标准值：
P1（177.3KN·
m）
设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ=215KN·
设计值215KN·
m﹥标准值P1（177.3KN·
D、Φ323.9*11材质L360钢管抗压承载力基本值为：
8MPa/cm2×
55.02cm2=4.4*105KN
钢管抗压承载力基本值4.4*105KN﹥标准值P1（177.3KN·
m*间距3m）
钢管的长度值计算：
钢管的长细比取基本值40倍：
Φ323.9*40=12.9m
Φ323.9钢管承载力的理论长度L=12.9m﹥使用长度L=3.5m满足
3.6管道焊接施工
⑴管道弯头提标高
根据设计平面图及纵断面图，从现连头低点采用2根11°
冷弯头提升管底标高约2.2m后再连接一个54°
的热煨弯头以迭加角的方式改弯原有管线路由避开坟地，至GHZC116G-8处再连接一个60°
的热煨弯头以迭加角的方式返平后，再连接1根直管，留头交付中原油建项目部进行试压和连头作业。
⑵沟下作业钢结构安全保护笼
由于地质条件差，管沟开挖深，在与现有三标管头连接处（管道最深点），为保证沟下作业人员的绝对安全，作业人员下管沟施工时采用特殊加工的钢结构安全保护笼进行作业人员的安全保护。
保护笼内宽2.0米，长度（管道纵向）2.5米，高度2.5米;
20＃槽钢做为上方横向梁框架，其余框架采用16＃槽钢，除预留管道位外周围采用12mm厚钢板包裹，所有连接采用焊接连接，上方设直径70mm透气管一条。
钢结构安全保护笼示意图
钢结构安全保护笼需承受的上方静止总土压力计算：
P1=S*H*r=2.5m*2.0m*3m*17.5KN/M3=262.5KN
钢结构安全保护笼需承受的上方动态总土压力计算：
P2=P1*H=262.5KN*3m=787.5KN
16＃槽钢参数：
横截面积21.95cm2，惯性矩Ix866.2cm4，转动惯量Wx108.3cm3
20＃槽钢参数：
横截面积28.83cm2，惯性矩Ix1780.4cm4，转动惯量Wx178cm3
保护笼上方承压值：
跨度L=2.0M
均布载荷标准值：
P（52.5KN·
m2）
设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ=180KN·
m2
设计值180KN·
m2﹥标准值P（52.5KN·
m2*3）满足
3.7管道保护及硅芯管套管敷设
⑴管道保护：
此段管道埋设在公路下，采取钢筋混凝土现浇保护，钢筋笼在沟上分节预制，管道外围包30mm厚橡胶，钢筋混凝土浇筑同开挖沟宽，深度同开挖沟底至管道面上300mm（详见附图）
⑵硅芯管套管敷设：
此段硅芯管穿套管保护，套管采用Φ114镀锌钢管。
3.8管沟回填及地貌恢复
管道焊接完成经检测合格防腐后再进行管沟回填，先回填细土至水平第二排支撑处再拆除第二排水平支撑；
第二排水平支撑拆除后继续回填至第一排水平支撑下，拆除第一排水平支撑，拔出钢板桩，管沟土方回填时分层夯实,经协调组协调拆除后的围墙由业主协调广铝公司自行恢复，地貌按原样恢复。
3.9主要工程量及设备、材料
主要工程量和材料明细表
序号
工程量和材料名称
单位
数量
管道穿越长度
60
热煨弯头
个
11°
冷弯管
条
4
9m长钢板桩及支撑
20
5
6m长钢板桩及支撑
85
6
土方开挖
m3
8000
7
土方回填
8
道路修筑
80
9
围墙及围墙基础拆除
30
10
土方转运
5000
11
养鸡棚拆除
150
12
电杆迁移
项
注：
本表数量仅供参考，以现场实际工程量为准。
主要设备明细表
主要设备名称
单斗挖掘机
台
抓铲挖掘机
抽水泵
移动电站
电焊机
套
起重机
辆
指挥保障车辆
运输车辆
测量仪器
四、施工部署
4.1施工准备
（1）组织设备、人员进场，树立安全牌，防火设施；
（2）地下障碍物的测量及保护，平整场地，布设排水系统；
（3）布置材料堆放；
（4）安排好临时用水、用电
4.2技术准备
（1）工程开工前，组织主要管理人员学习有关规范、规程文件；
（2）组织主要管理人员仔细研究施工图，明确后方可施工；
（3）进行施工方案的深化、完善；
（4）进行施工技术交底及各级施工技术交底；
（5）编制施工进度控制计划
（6）进行各级安全技术交底
（7）完善各项规章制度
项目经理
4.3项目组织机构
技术负责人
执行经理
安全生产办公室
综合办公室
计划经营办公室
技术质量办公室
防腐机组
安装机组
土建机组
4.4劳动力组织计划
工种
人数
工作范围
备注
机组长
1人
负责整个工程的施工流程技术、安全
专职安全员
安全教育、检查、交底
技术员
负责整个工程的施工技术
质量检查员
负责整个工程的施工质量
挖掘司机
2人
开挖桩位沟槽，平整桩机作业面、材料短驳
专职指挥
指挥施工机械，把握施工流程
普工
5人
打拔桩，管沟排水
4.5施工方法
施工工艺流程：
放坡降标高------打桩定位放线------打钢板桩及支撑安装-----土方开挖----管道焊接及检测防腐----管沟土方回填----拔钢板桩-----地貌恢复
拉森钢板桩施工
（1）施工前应对钢板桩及其他支撑材料的质量进行详细检查，35号工字钢（350*250*10）垫板不得存在焊接现象，所用钢板桩及其他支撑材料规格型号符合质量要求。
（2）按照夹具上起始钢板桩定位，履带式液压打桩机就位。
（3）钢板桩夹桩在龙口打桩机变幅范围内衔桩。
（4）导向夹具夹住入龙口，并将桩夹紧，带好保险，起吊打桩锤，起吊钢板桩。
（5）调整好桩的垂直度或倾斜度，精确定位。
（6）对好桩位下桩，校准桩的垂直度或倾斜度及桩的平面位置，让桩自沉。
若桩位有误差，拔起，校准到位，同时控制好桩的垂直度或倾斜度，栽桩到位，误差控制在范围内，沉桩。
（7）先轻锤轻击，待桩入土一定深度后，再重锤重击，直至满足深度。
（8）测量桩的偏位及标高。
（9）下一根钢板桩衔桩，夹住入龙口，并将桩夹紧，带好保险，起吊钢板桩调整桩的垂直度或倾斜度，对号拉森钢板桩小齿口。
（10）下桩，校准桩的垂直度或倾斜度及桩的平面位置，让桩自沉。
若桩位有误差，拔起，校准到位，同时控制好桩的垂直度或倾斜度，载桩到位，误差控制在误差范围内沉桩，做好沉桩记录。
（11）依次吊钢板桩、打钢板桩。
（12）拉森钢板桩施工时应派专人监护基坑放坡地段地表情况，如发生裂缝、塌陷等情况，立即停止施工并采取相应措施。
基坑排水降水措施
在施工过程中有地下水涌出，因此在基坑开挖及管线焊接过程中需采取相应排水降水措施，如在拉森钢板桩内开挖集水坑并及时抽排，以确保基坑施工的安全。
基坑的监测
（1）三维监测点的设置：
本工程施工基坑设监测点3处（见附图）呈三角形布置，采用水准仪监测基坑边地面的沉降情况，采用电子全站仪监测基坑开挖前后的土体位移情况。
监测点3
监测点2
监测点1
（2）基坑支护结构内力监测：
本工程基坑开挖深度达5米，砂质粘性土质，采用拉森钢板桩作为基坑的支护结构，在管沟开挖过程中及沟下作业时采用应力传感器监测钢板桩的受力情况，并采取相应的安全保证措施。
（3）土压力的监测：
采用钢弦式土压力计监测基坑土体的受力情况，以便采取相应的安全措施。
质量保证
（1）开挖、安装过程中要密切注意土壤的移位变化。
（2）要注意的是由于钢板桩在插打过程中受各种因素影响，整个夹具的侧面顺直度会出现一定的偏差，夹具安装后与钢板桩之间会留有一定的间隙。
锤击中，保证锤、夹具、桩三者轴线共线，以免偏击。
钢板桩允许偏差：
控制项目
板桩轴线偏差
桩顶标高
板桩垂直度
允许公差
±
100mm
1%
（3）钢板桩堵漏
钢板桩在插打不当会使锁口发生变形、胀缝，出现渗水的情况。
锁口不密封漏水时，应用木条、棉絮、麻绒线等在板桩内侧嵌或在漏缝外侧水中撒下大量的炉渣、木屑或谷糠等随水夹带至漏缝处，通过水流渗透自行填塞。
也可用质量较好的塑料薄膜整块挂在围堰外侧进行挡水处理，减小渗水量。
（4）钢板桩围擅施工的质量控制措施
①拉森桩打入底标高，紧密咬口式呈长方形，弯曲的拉森桩（桩身弯曲矢度大于1‰桩长）不得使用
②围护拉森桩打好后，首先检查拉森桩的咬口，如发现有脱缝时在开口处补插钢板桩，以减少缝隙中漏水、漏泥现象。
其次检查水平联系圈梁和支撑的安装情况是否符合设计要求。
③钢板桩施工打桩过程中有时遇到大的块石或其它不明障碍物，导致钢板装大如深度不够，采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
④钢板桩挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：
在发生偏斜位置将钢板桩往上拔1.0m-2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使打的块石被振碎或使其发生移位，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。
⑤钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工；
倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。
⑥在基础较软处，有时发生施工当时将领桩带入现场，采用的措施是把相邻的树根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。
（5）钢板桩支撑保证措施
钢板桩施工完成后，为保证钢板桩安装的有效性及安全性，需对钢板桩进行横撑安装。
钢板桩内侧采用35号工字钢（350*250*10）作为垫板，并用Φ323.9*11材质L360钢管进行水平支撑，支撑间距3~4米，支撑断面进行满焊。
4.6施工工期安排
项目
所需工期
前期准备及进场
2天
篷屋拆除、电杆迁移、围墙拆除
1天
临时路修筑
支护钢板桩施工
3天
管沟开挖
管件调拨
管道安装
5天
焊缝检测
防腐补口补伤
钢板桩拆除、管沟回填
地貌恢复
共计工期
22天
五、现场文明施工措施
5.1目标及承诺
5.1.1现场保持整洁、有序、畅通、标志清晰、工完料尽场地清。
5.1.2在施工带以外，不毁坏树木和植被。
5.1.3尽快恢复受影响地区的原貌。
5.1.4污水、垃圾集中处理，废弃物和有毒物集中处理，不乱扔垃圾。
5.2现场布置
5.2.1在打拉森钢板桩穿越施工区域设置警示牌，上面提示“施工重地、闲人免进”，共计4个，其中警示牌设置在作业带两边。
5.2.3现场文明施工布置材料
材料名称
规格型号
1.
警示牌
4个
2.
彩旗
28面
3.
警示带
400米
5.3现场文明施工措施
5.3.1开工前编制施工总平面布置图。
工程过程中按照总平面布置图布置临时设施、物资仓库、材料堆场、道路及进出口、机械作业场地等。
5.3.2随着工程的进行不断合理调整施工总平面布置。
5.3.3施工人员应穿戴工作服并佩戴标志牌。
5.3.4按照施工组织设计要求安装用电设施，严禁任意拉线接电，施工现场必须保持夜间照明。
5.3.5施工机械应按照规划的位置和线路工作和进出，不得任意行走。
5.3.6经常保持施工现场道路畅通。
保持施工现场的整洁，随时清理施工垃圾。
在过路施工时做施工标志。
5.3.7施工工作区内要安全文明施工。
爱护施工区域内设施及树木花草，杜绝现场污染和不文明施工。
施工人员严格按照施工措施做好现场防沙、防雨和防塌工作，出现问题及时整改。
项目部管理人员做好监督和检查，确保施工安全和质量，杜绝野蛮施工。
5.3.8施工现场的材料摆放（包括临时摆放）应整齐、集中。
5.3.9施工现场应做好安全保卫工作，现场周围设围护设施，无关人员不许进入施工现场。
施工现场应设兼职安全员一名。
5.3.10经常检查现场管理情况，发现不符合现场管理要求的及时督促整改，对于屡教不改的给予处罚，对于现场管理好的给予奖励，处罚和奖励首先要针对现场负责人。
5.3.11施工结束或局部结束后，及时组织清场，恢复现场原貌或设计要求，不留尾巴。
5.3.12施工中的现场清理
在施工中，保持现场整齐、有序，处置好施工机械和多余的材料，及时把现场的废料、垃圾或不再需要的临时设施清除运走。
随着施工设备的移动和工序的变化，及时移动配合工序施工的设备、设施。
5.3.13竣工时的现场清理
工程完工时，除为保证试运行及保修期而配备的施工机械、材料和临时工程外，其余的施工机械、材料、垃圾和各种临时设施，应在交工验收前运走，保持该部分现场和工程清洁整齐，达到使监理满意的使用状态。
六、HSE管理措施
6.1健康、安全与环境（HSE）管理方针
“安全第一，预防为主；
保障健康，以人为本；
保护环境，清洁生产；
遵守法规，持续改进”为本工程的HSE管理方针。
6.2健康、安全与环境（HSE）目标
6.2.1管理目标：
减少对大气、土壤、水源的污染和植被的破坏，实现清洁生产，追求最大限度的不发生事故，不损害员工健康。
6.2.2管理指标:
项目施工产生的垃圾进行分类回收，合理处置；
杜绝各类事故的发生，千人死亡率为零，千人重伤率为零；
无污染事故，职业病发生率小于1‰。
6.3HSE管理措施
6.3.1保证在健康、安全的环境下施工作业，提高施工现场的健康性、安全性。
6.3.2如果爆发传染性疾病或流行病，将遵守和执行国家或当地的医疗或卫生部门制定的规章、制度，及时处理和战胜疾病。
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