公路顶管穿越施工方案.docx
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公路顶管穿越施工方案
公路顶管穿越施工方案
公路顶管穿越施工方案
中贵线五标段工程四川油建EPC项目部
2020年10月
编制人：
魏山淞
审核人：
陈长中
批准人：
秦代禄
1．工程概况
中卫-贵阳联络线干线起自宁夏中卫，经甘肃、陕西、四川、重庆，止于贵州贵阳，干线全长1613km，其中中卫-南部段903km，南部-贵阳段710km。
本工程设计输气能力150×108m3/a，设计压力10MPa，管径Ø1016mm，材质为X80。
中卫—贵阳联络线重庆段途径重庆市合川区、潼南县，铜梁县、大足县、永川区、璧山县、江津区，全长约243.3km。
2．施工组织
2.1施工组织机构
由项目部对土建分包单位招标，成立专业顶管穿越作业队，负责本工程线路所有顶管穿越公路工程，依照公路顶管作业面的数量设置顶管作业班组。
顶管作业队设队长1人，副队长1人，技术员1人，现场治理1人，测量施工员1人，HSE治理员1人。
顶管作业队治理人员对各个顶管穿越作业点实施指导、监督治理工作。
2.2班组人员配备
1个施工班组作业人员配置：
班长1人，专职或兼职HSE监督员1人，综合治理员1人，挖掘机操作手1人，吊车司机1人，顶管机操作手1人，发电工〔兼电工〕1人，起重工1人，掘进工4人，运土工4人，配合工2人。
管道的焊接由穿越所属线路施工台班施工。
2.3施工进度打算
每条公路〔铁路〕穿越施工的作业周期安排如下：
1、测量放线：
1天。
包括穿越处的定位测量放线，标高测量，作业场所平面布置放线等。
由顶管队测量施工员负责。
2、作业坑开挖：
3～4天。
包括平坦作业面、机械开挖、作业坑人工修整、安全防护等。
由顶管小队现场治理员负责安排，顶管小队作业班组操作。
3、设备进场安装调试：
1天。
包括发电设备，顶管设备，排水设备，起重设备，照明设施等。
由顶管小队作业班组负责。
4、套管进场：
1天。
由顶管小队现场治理员负责提早报打算，项目部物资供应部负责供应到现场，可在作业坑开挖时套管同时进场。
5、顶管作业：
10～15天。
由顶管小队作业班组负责。
6、穿越管道预制：
3天。
包括组焊、单体试压、防腐等。
可在顶管穿越期间完成施工。
7、穿越就位：
2～3天。
包括支撑块安装，吊装就位，套管端封堵等。
8、清理出场：
1天。
包括拆除顶管设备、安全防护，清理现场等，由顶管小队作业班组负责。
穿越管道预制及穿越就位后的清理另行安排。
3．施工技术措施
3.1要紧施工方法
采纳人工掘土，轴向液压千斤顶配以液压站的方法。
使用挖掘机开挖顶管操作坑和接收坑，人工修整，吊车下设备和套管，30-50Kw发电机供电，千斤顶后方设置抗力挡墙，并对抗力挡墙后的坑壁进行加固处理〔自然土＋钢结构板或钢筋混凝土＋钢结构板〕。
顶管时，先由人工在套管前端掏土，再用电动油泵驱动千斤顶顶进套管，待套管顶进后再连续人工掏土，如此循序渐进，直至穿过公路为止。
顶管挖掘出的土石方采纳人力手推车从套管内运送至管口，再用卷扬机提升出操作坑。
顶管完毕后进行穿越段管道安装，拟采纳先部分预制再穿管，穿管后连续预制其余部分再连头穿管的方法。
管道穿越就位后进行试压，试压完毕后进行套管封堵、回填等工作。
顶管穿越施工断面图
3.2顶管施工工艺流程
3.3施工预备
开工前办理公路穿越施工许可证、征地等手续。
确认穿越段内是否有地下管道、光〔电〕缆等设施，假设有，设定戒备线范畴，设置警示标志，采取相应的爱护措施。
爱护保养机具设备。
3.4测量
顶管施工测量由专业测量人员现场测量并用白灰放出穿越套管中心线，依照中心线确定操作坑开挖位置，并绘出穿越施工断面图。
依照现场情形测放出施工作业带边界线，顶管穿越施工作业带宽度16m，作业带长度为40m〔不包括组焊管道的场地〕；放出套管顶进工作坑的开挖边界线，并依照套管埋设深度确定作业坑深度。
顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，它的实施好坏将直截了当阻碍到管线线形的平顺，甚至阻碍到顶管的顺利贯穿，因此需精心实施，确保无误。
顶管测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。
高程测量方法：
在地面上把永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道内架设水准仪测至机关内标靶，即可明白机头高程偏差。
此水准还可从机头测出来，闭合差按二级水准操纵。
左右偏差测量方法：
在后座设一台激光经纬仪，在满足通视的条件下，直截了当看机头内标靶就可明白左右偏差。
3.3场地清理
对作业带内的植被进行清理，并进行平坦碾压处理。
设置施工作业占地边界戒备线。
3.4场地排水
操作坑开挖前对场地采取排水措施：
操作坑内的排水采纳在操作坑的一角挖集水坑，用潜水泵抽水的方法。
作业坑周围距作业坑1m处挖排水沟，沟深0.2m、宽0.3m，将雨水和操作坑内抽出的积水引进公路边沟。
3.5顶管穿越施工平面布置图
顶管穿越平面布置图
3.6操作坑开挖及处理
测量放线后，在公路两侧挖顶进操作坑。
因操作坑深度达8.5m，该操作坑采纳阶梯式开挖。
放线尺寸为12.5×12.5m，分2个台阶进行开挖。
底层操作坑尺寸为5×4m。
作业坑开挖点应离公路边沟边缘10m，以保证公路路基边坡的稳固。
操作坑的二层和三层采纳钢筋混凝土护壁，厚300～500mm，第一层采纳搭钢架管和竹跳板支撑坑壁。
操作坑四周设钢性围栏，警示标志，操作坑内设爬梯至一层平台。
操作坑底在角落设500×500×500集水坑一个。
3.7顶管抗力挡墙安装
顶管千斤顶的后支撑客依照土壤具体情形而定。
基坑土壤胶结比较好，能够采纳枕木和钢板制作完成。
基坑土壤含水率较高，土壤的稳固较差，那么可选用素混凝土挡墙或钢筋混凝土挡墙。
不论采纳哪种形式的挡墙，都必须保证挡墙埋入坑底的深度。
假如采纳混凝土挡墙，混凝土的标号一样情形下选用C20。
3.8设备安装
在操作坑内安装轨道、顶管设备等并进行顶管。
顶管轨道的中心线和千斤顶的中线必须与穿越套管的平面中心线三线重合。
设备安装就位前，应再次确认作业坑开挖的深度是否达到设计要求，作业坑底部是否平坦。
①轨道安装时将发送轨道固定在操作坑底部并校正其方向，保证两轨道之间的中心线与设计穿越套管中心线在同一垂直面上，两轨道之间的间距为0.8m，轨面与基坑底部之间的高度为0.12m，顶管机的尾部要紧靠在抗力挡墙上。
②传力板采纳钢板制作，作用是将顶管机的顶力平均的分布在套管上，保证套管受力平均，传力板的中心线与套管中心线、顶管机顶进油缸中心线在同一直线上。
传力板的高度为0.55m，就位后传力板的顶部应在套管的1/4高度范畴内。
③顶管机安装在轨道上，顶管机尾部应紧靠在抗力挡墙上。
④工具切屑管的安装
为保证顶进过程中，套管前面端部的切屑阻力，需要在第一根套管的前端安装工具切削管，工具切屑管采纳δ=10mm的钢板卷制而成，切屑管的长度约0.5m，工具切屑管的外直径与套管的外直径相同。
轨道、传力板组装图
3.9套管顶进
顶管设备全部安装到位后，即可开始安装第一节套管，并连接传力板、传力轴。
第一节套管紧贴前壁，开始挖土，挖到约0.2m时就进行第一次顶管。
第一根管顶进方向的准确性是顶管，在顶进之前先校核套管中心线与管道设计中心线的偏差，其位置偏差不得超过管长的1.0%。
同时测量套管管顶埋深是否达到设计要求。
套管顶进作业按照掘进开挖→顶进主油缸→回收主油缸→添加顶铁→掘进的顺序循环进行。
套管顶进施工采纳人工掘进，电动油泵驱动顶进，人工掘进时只能在工具切屑管内进行，严禁超前开挖掘进，如需要超前开挖，超前开挖掘进长度不超过0.3m，开挖完成后应赶忙顶进套管。
挖掘出的泥土采纳小车运送出套管，然后采纳小型卷扬机将泥土运送出操作坑。
按照上面的顶进程序，逐根顶进套管直到套管到达接收工作坑，然后卸下工具切削管，撤出顶进设备。
套管每顶进1.0m都必须进行一次顶进方向检测，发觉偏移及时纠正。
方向纠偏能够在工具管的前端底部支垫楔形垫块逐步进行方向纠偏，方向纠偏量每次不能超过5´～20´。
套管顶进承诺偏差：
上下偏差：
顶进长度在30m以内的套管，偏差不应大于100mm。
顶进长度在30m-42m以内的套管，偏差不应大于150mm。
顶进长度在42m以上的套管，偏差不应大于200mm。
水平偏差不应大于套管长度的2%。
在进行顶管穿越施工时，关于公路下面层位内存在的岩石层，能够采纳风镐钻掘开挖。
3.10套管连接
当第一节套管顶进完后，缩回千斤顶并撤出传力板和传力轴，然后用吊车放下第二节套管到轨道上，安上传力轴和传力板后连续顶进作业。
如此重复进行直到完成全部套管的穿越作业。
3.11套管接口处理
套管顶进过程中，钢承口套管与套管之间加设橡胶圈作防水处理。
套管全部顶进后套管间的内接缝用素混凝土或沥青麻丝封堵。
3.12复测检查
套管顶进完毕后，对套管中心线进行复测，有偏移时修正穿越管道段施工测量成果表，以为下一步的管道安装提供准确的数据。
3.13管道组焊及穿越
〔1〕在预制场上进行穿越管段预制，用外对口器组对，半自动焊接工艺。
穿越段管道的组焊要求与主干线相同。
〔2〕焊接完成后，应赶忙联系检测单位进行100%的超声波探伤和100%射线探伤检查，检验标准与主干线相同；随后进行补口补伤，要求与主干线相同。
〔3〕二级及二级以上的公路穿越段管道需要单独试压：
强度试验压力为9.45MPa，稳压时刻4h；严密性试验压力为6.3MPa，稳压时刻24h；介质为无腐蚀性的清洁水。
经检查试压合格后，放掉管内余水，撤除试压设施。
试压详见3.14节。
〔4〕管道安装就位：
试压工作完成后，按照储-7920«带套管公路穿越通用图»进行支撑块安装，然后用吊车抬吊穿越管段，前面用卷扬机拖拉穿越就位。
〔5〕管道就位后向监理报验，进行检查，技术人员填写隐藏工程记录，及时签字认可。
3.14单体试压
按照设计文件及施工标准规范的要求，二级及二级以上的公路穿越管段应进行单体试压。
县级公路施工时应调查该公路的等级。
试压在管道预制完成后进行。
强度试压介质采纳水罐车拉运洁净水。
强度试验压力9.45MPa，稳压4小时以管道无变形、破裂，压降小于0.1MPa为合格；强度试验合格后采纳低点排水法排除管道内的水。
严密性试验采纳压缩空气，严密性试验压力6.3MPa，稳压24小时，以压降小于0.09MPa为合格。
严密性试验完毕后采纳管道上部的放空排气阀排除管道内的压缩空气。
试压系统见以下图：
强度试验示意图
严密性试验示意图
3.15套管管口封堵
主管道安装就位试压合格后，按照储-7920«带套管公路穿越通用图»进行套管封堵。
封堵方法见以下图：
3.16标志桩埋设和地貌复原
公路穿越两测埋设穿越标志桩。
穿越旁的线路转角桩，可代穿越标志桩。
标志桩的埋设和地貌复原详见线路工程标志桩埋设和地貌复原要求。
4、质量操纵
4.1.测量操纵：
在进行穿越测量过程中，应认真测量并绘制穿越断面图，把握顶管穿越断面情形，防止在顶进过程中因测量误差显现顶进曲线偏移。
4.2.操纵点测量，对操纵点高程和坐标进行严格定位和操纵。
4.3.顶进过程中，穿越轴线的高程操纵，穿越轴线高程应严格按设计曲线顶进。
4.4.基坑开挖时，应将基坑起始位置开挖在远离公路边沟1.5m以外，防止基坑塌方，放坡严格按照要求进行，基坑开挖完后必须进行坑壁支护。
4.5.顶进套管时，套管顶埋深应满足设计要求。
4.6.超前开挖时，开挖孔洞不能稍大于套管外径。
4.7.主管道的质量操纵按照主管道施工质量操纵要求进行。
4.8.每顶进1.0m进行一次方向测量，发觉偏离应赶忙采取措施进行纠偏处理。
4.9除采取以上质量措施外，其余按照«质量打算»、«质量检验打算»及有关标准规范的有关章节要求执行。
5、HSE措施
5.1基坑安全治理措施：
1〕由有资质的土建工程师提供的技术运算书，包括基坑护壁的设计运算、护壁厚度的选择、安全系数的运算、钢筋与混凝土的选择、四木架基础的选择等；
2〕土建工程师和监理必须在现场监督混凝土护壁的钢筋绑扎、护壁的厚度、支模和浇注等关键工序，必要时对混凝土强度取样检查；
3〕成形后的基坑的要有由土建工程师的定期检查，检测其位移做好检查记录，专门时雨后必须进行基坑检查后才承诺进入基坑作业；
4〕基坑四周2米禁止堆放材料和停放设备；开挖出来的土不承诺堆在作业坑四周以免加大支壁的侧压;土质较差或是路边的作业坑应考虑选择圆形支壁,顶管套管用可靠的楔子固定,以防滚动.
5〕基坑四周必须设置足够强度合适的硬围护〔上护栏、中护栏和踢脚板〕；
6〕超过2米的基坑按高空作业防护标准执行，施工平台必须有足够强度的防护栏杆和全身式的安全带，在吊装过程，顶管内的监护人员和下层操作人员应站在落物碰不到的地点；
7〕基坑内设置合适的上下通道上下通道尽量不用直爬梯，使用笼式直爬梯，
8）在作业坑四周筑围堰，防止雨水倒灌入基坑，并在坑内配备专门抽水泵及积水池.
5.2受限空间治理措施：
1〕任何进入基坑和进入顶管内的作业按受限空间进入程序执行，由顶管负责人签署受限空间进入许可证；
2〕受限空间进入人员、负责人员、监护人员必须通过受限空间培训；
3〕每天按要求做好的安全交底和班前会等；做好进入人员的进入记录，进入人员和监护人员必须有合适的通讯联络方式，监护人员不能离开岗位；
4〕必须保证基坑的强制通风，并定期做气体检测,依照测试情形可递减为只要进入前测试；包括氧气浓度，一氧化炭、可燃气体和爆炸性气体检测等.顶管长度超过50米时，强制通风。
5〕保证顶管现场配备必要的急救设施，包括吊篮、安全绳、担架、急救箱及紧急联络等,保证在紧急情形进行施救;
6〕电源绝缘和接地良好，必须使用36V的安全电压电压〔在潮湿的地点使用12V的安全电压〕并有合适的漏电爱护等；所有的照明灯具必须是低压，密封，防水的;所用的配电箱尽量设置在地面上，不要带入坑内，并有防水功能
8〕作业人员配备必要的个人防护用品，包括绝缘带钢头的长靴,包括合适的雨衣，合理安排顶管内工作人员的劳动时刻,顶管在顶进时,里面不承诺有人.
9〕禁止管坑边缘1米内存放设备，以防落物伤人。
5.3交通安全治理措施
1〕在公路两旁划定施工作业带，并设警示围护，假设需要时，在围挡上安装闪耀信号灯以在夜间警示人们及车辆；
2〕在施工区周围位置设立〝前方施工，车辆慢行〞和〝施工区域禁止外人进入〞提示的标志牌，在人口密集区设置全封闭式安全栅栏，将作业区域与外界有效隔离；
3〕施工车辆需临时占用公路时，提早与当地交通治理部门及其他相关部门取得联系，并在两端设置警示标志和穿反光背心的交通指挥人员。
4〕作业平台和作业工棚应远离公路侧，以免公路车辆的损害。
5.4开挖和地下扰动施工安全措施
1〕第一联系相关障碍物治理单位，通过相关竣工图核实障碍物的名称、数量、位置及埋深并确定开挖方案。
2〕使用地下障碍物探测器进一步探明障碍物的具体位置及埋深并在地面做出明确的标识。
3）在已探明障碍物的位置划出一个安全开挖范畴，采取人工挖掘的施工方法。
4）对已挖掘的地下障碍物采取有效的爱护措施保证障碍物的安全。
5）对已挖掘出障碍物的地段划出一个安全范畴并采取爱护措施保证行人及车辆的安全。
5.5吊装安全措施：
1〕配备合格的起重工，每次吊装前对所有起重设备、卷扬机、索具进行检查并标识起重负荷和色标等;
2〕用提升设备（如四木塔等）吊装,必须应提交运算书和吊装方案包括钢丝绳,吊具等选择,四木塔的稳固性的运算等,汽车吊的安全装置齐全完好;
3〕吊装时由起重工负责专门指挥，检查支腿、吊装负荷和吊装吊装时吊装半径内的围护；
4〕顶管的吊装必须用合适的吊车吊装，禁止使用四木塔斜吊顶管；
5〕吊装时基坑里面和起吊物下禁止站人，合理使用溜索吊装；
6〕在高压线邻近吊装时必须设置合理的安全距离和安全警示，保证在安全距离内吊装，禁止在高压线下吊装。
7〕四木塔顶部挂安全绳，上下四木塔时必须将安全带挂在安全绳上。
6公路穿越统计表
序号
穿越桩号
道路名称
路面宽度〔m〕
路面结构
穿越方式
所属区县
1
EC3090-EC3091
凉斑路
6
水泥路面
顶管
铜梁县
2
EC3064-EC3065
团鹅路
5
水泥路面
顶管
铜梁县
3
EC3022-EC3023
G319G国道
14
水泥路面
顶管
铜梁县
4
EC3032-EC3033
G319G国道
13.6
水泥路面
顶管
铜梁县
5
EC3051-EC3052
G319G国道
14.8
水泥路面
顶管
铜梁县
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