高速公路顶管施工方案.doc
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线路穿越高速公路段
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
目录
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
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