DN700油品管道顶管穿公路施工方案详解.docx
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DN700油品管道顶管穿公路施工方案详解
SINOPECTCC
中国石化集团第三建设公司
TheThirdConstructionCompanyofSINOPEC
甬沪宁进口原油管道工程宁波北仑线路段D10--J9处
顶管穿越老329国道施工技术措施
业主名称
中石化徐州管道局
工程编号
单项工程编号
文件编号
工程名称
甬沪宁进口原油管道工程
工程地点
宁波北仑
性质
□大型（重点）、装置型□中小型
□ 单项 ■Ⅰ、Ⅱ类 □Ⅲ类
工程类别
■新建□扩建、改造□检修
版本
日期
页次
说明
1
2004.04.26
所有
报审报批
目录
一、工程概况
二、编制依据
三、工程特点
四、施工措施
五、沉井施工方案
六、顶管设备
七、顶管施工方案及要点
八、顶管段主管施工方案
九、质量体系和保证措施
一十、施工安全及文明施工
十一、施工机具及材料
十二、附图
十三、施工计划
十四、施工人员名单
一、工程概况
甬沪宁进口原油管道工程北仑线路段桩号D10—J9处穿越老329处，采用顶管方式穿越。
顶管管道采用Ф1650，壁厚δ=190mm的钢筋混凝土管。
顶管穿越长度22米。
二、编制依据
1、华东管道设计研究院提供的设计图纸；
2、设计及业主有关现场交底精神；
3、《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-1998；
4、《顶进施工法用钢筋混凝土水管》JC/7640-1996；
三、工程特点及问题
管道穿越此段时，根据现场勘探,老329国道宽14m,根据国道路基情况,沉井和接收井离国道安全距离每侧4m。
沉井下沉及接收井开挖采用人工开挖方式。
沉井施工时，根据设计提供的桩号及接合现场实际勘察结果，用经纬仪放出沉井位置。
将沉井位置找平后，根据方案所提供的沉井图，进行配筋支模浇筑。
沉井主体成型后，拆模，湿养护一段时间（15天）。
待主体基本强度达到后，开始进行沉井内人工挖土。
每天人工挖土的厚度为500mm，挖土时，需保证开挖底面平整（用水平仪进行控制），以免主体下沉时，发生倾斜，无法保证预留孔的预留标高。
沉井沉到位后，进行封底。
接收井施工时，因井深，且开挖面不大，无法采用挖机开挖，因此采用人工开挖方式。
沉井及接收井开挖出的土方需分二至三次搬运至离井位置外20米。
此段沉井及接收井施工时，因井位置靠近河边，地下水很丰富，开挖期间时，需安排专门人员用泥浆泵进行连续24小时强排水。
另外因井深，排水时，需采用二级水泵。
按设计图纸，本次顶管套管直径为Φ1650“F”型顶管管道。
四、技术措施
（1）根据管道口径及长度，管道顶进时顶力计算如下：
F总=F（正面阻力）＋F（四周摩阻力）
F（正面阻力）=л/4D2×（1-е）×R=л/4×1.982×（1-0.75）×500=38.5T
F（四周摩阻力）=лDfL=л×1.98×5×22=68.4T
F总顶力=38.5T＋68.4T=72.23T
根据以上顶力计算及以往施工经验,工作井尺寸为内径5.0m（长）×4.0m（宽），接收井内径尺寸为Ф4.5m,工作井及接收井深度根据各段顶管位置及现场实际勘察结果确定，详见附后示意图。
沉井壁采用δ=400mm,标号为C25钢筋混凝土；接收井采用δ=370mm砖砌加圈梁圆形井。
（2）管道顶进时，为减少管道四周摩擦阻力，需使用触变泥浆技术，以减小管道摩擦阻力。
（3）管道在穿越时应注意顶管油泵压力的变化，发现油泵压力突然增高，应立即停机查清原因。
（4）施工采用24小时工作制。
（5）根据在工程实际情况，本次顶管工具管采用φ1680挤压式工具管（见后附图）。
（6）本段顶管沉井、接收井位置位于农田上，为此，制作顶管沉井接收井时，原始地坪1.5m以下采用δ=370mm砖砌体，顶管施及工完毕，把上部砖砌体拆除，然后再回填土，保证农民以后耕植需要。
五、施工机具及材料
（1）、施工机具
序号
机械名称
规格
单位
数量
1
液压千斤顶
320T行程700mm
只
4
2
高压油泵车
2B10/46mPa
套
2
3
工具管
Ф1680×2500
套
2
4
电焊机
BX3-400
台
2
5
组装桁车
CD-5T
套
2
6
经纬仪
J3
套
1
7
水准仪
S3
套
2
8
潜水泵
Ф50-Ф100
台
4
9
泥浆泵
Ф100
台
2
10
电动卷扬机
3T
只
4
11
顶铁
Ф1680
套
2
12
泥浆系统
Ф50
套
2
13
搅拌机
400T
台
1
14
挖掘机
PC2000
台
1
15
货车
2T
辆
1
（2）施工材料
序号
材料名称
型号
单位
数量
备注
1
混凝土管
Ф1650
m
98
2
膨润土
T
50
3
顶管工作井
5m×4m×5.5m
座
1
C25钢筋砼
4
顶管接收井
Ф4.5m
座
1
δ=370cm砖砌井
5
木衬板
Ф1680
付
120
木制
6
橡皮圈
Ф1680
只
120
7
枕木
250×250×3000
根
60
六、顶管及沉井施工方案
㈠、顶管施工方案
1、顶进设备安装
（1）顶管导轨用[22槽钢制作，安装符合下列规定：
两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡度应管道设计坡度一致。
（2）导轨安装允许偏差：
轴线位置：
3mm
顶面高程：
0∽+3mm
两轨内距：
±2mm
（3）导轨安装后应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常校核，以免应导轨发生误差，而使轴线移位。
2、千斤顶油泵安装时间方法及要点
（1）千斤顶要固守在支架上，并与管道中心的垂线对称，其力的作用点在管道中心的垂直线上。
（2）千斤顶对称布置，千斤顶的轴线与管中心的轴线一致。
（3）千斤顶的油路应并联。
每台千斤顶有进油，退油的控制系统。
3、油泵安装和动转应符合
（1）油泵设置应正确，并应有备用油泵，油泵安装完毕，应进行试动转。
（2）顶管开始时，应缓慢进行，待至接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。
（3）顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因关经处理后方可继续顶进。
（4）千斤活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。
4、顶铁质量要求
（1）有足够的刚度
（2）顶铁应采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接型，当采用焊接型时，焊缝时应高出表面，且不得脱焊。
（3）顶铁的相比邻面应互相垂直。
（4）同种规格的顶铁尺寸应基本相同。
（5）顶铁单块放置时能保持稳定。
5、顶铁安装和使用要求
（1）安装后的顶铁轴线应与管道轴线相平行、对称顶铁与导轨和顶铁之间不得有泥土、油污。
（2）更换顶铁时应先使用长度大顶铁，顶铁拼装后应锁定。
（3）顶铁的允许长度，应根据顶铁的截面尺寸确定，当采用截面为20CM×30CM顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5CM。
（4）顶铁与客管口之间应采用缓冲材料衬垫。
当顶力接近管节材料的允许抗压强度极限时，管端应增加U形或环形顶铁。
（5）顶进时，工作人员不得在项铁上方成反侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常现象。
6、起重设备安装方法要点：
下管时工作坑内严禁站人，当管节距离轨小于50CM，操作人员方可近前工作。
7、顶进方法要点
开始顶进前经应检查下列内容，确认条件具备时，方可开始顶进。
（1）全部设备经过检查并经过试动转。
（2）顶管时导轨中心线、坡度和高程应符合规定。
8、拆除封门应符合下列规定
（1）首先拆除内侧面的临时封门，拆除井壁外侧封板或其它封堵措施。
（2）在稳定土中顶管时，封门拆除后应将顶管立即顶入土层。
（3）工具管开始顶进5-10M的范围内，允许偏差为：
轴线位置3MM，高程0-3MM，当超过允许偏差时，应采取措施纠正。
（4）工具管进入土层后的管端处理应符合下列规定：
①、进入接收坑的工具管和管端下部应设枕垫。
②、管道两端露在工作坑中不得小于0.5M且不得有接口。
9、管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合下列规定
（1）工具管道进入土层过程中，每项时30CM，测量不应小于100CM，测量不应少于一次，纠偏是增加测量次数。
（2）全段完后，应在每个管节接口位置测量，其轴线位置和高程有错口时，应测出相对高差。
（3）测量记录要完整、清晰。
10、管道顶进作业，遇下列情况时，应暂停顶进，并应及时处理
（1）工具管前方遇到障碍物时。
（2）后背墙变形严重。
（3）顶管发生扭曲现象。
（4）本工程由于穿越公路及铁路，对于管道出土非常重要，管道顶进时应控制出土时量，管内出土过多容易产生路面下陷，出土太少容易使路面产生上弓。
11、施工测量及纠偏
顶管配备2″光学经纬仪和水准仪各2台，用于视线和轴线偏差的测量，纠偏时应遵循小幅度纠编的原则，加强顶进时的测量纠偏工作，尤其是在轴线偏差接近规范时应增加测量频率及时发现和掌握轴线变化情况，并采取相应措施及时纠正和处理，另外每天复测轴线基准点和及时调整基准点的误差及修正轨道的误差。
（二）、沉井施工方案
1、测量控制
为保证施工精度与方便施工，保证测量的精度，在原有导线点的基础上进行加密，建立核查平面与高程施工控制网。
具体的操作方法是：
（1）平面控制测量
测量平面控制网，根据设计部门提供的平面控制网布设。
根据施工要求，加密布置控制点。
布置原则：
选点合理，利于观测，埋石牢固，不影响精度。
水准点的引测，以方便施工，满足施工要求为目的。
施测方法采用普通水准仪测量，使用的仪器设备为站式，正常气候条件下视程约2KM，良好气象条件下视程约4KM，中误差为2”，采用两个测回最大中误差4”，在以上布置的三角网中，最大偏差16.65MM，在300M范围内测距，中误差最大为8.6MM，通过精度测算，中线偏差可小于±8MM。
（2）各控制点的检查
在施工中定期对各控制点检查，以保证各点的稳定，首先设稳定点，对各三角网的控制点进行复测，以防构造物位置变化。
复测时，观测精度与原测三角网精度相同，并再次丈量基线线段。
2、原材料质量控制措施
加强材料的质量控制，凡工程需用的成品、半成品、构配件及原材料、设备等严格按质量标准采购，合理组织材料供应和材料使用并做好储运、搬运工作，供应部门必须提供所有所供产品的合格证，按规程要求必须做好抽样复试工作，质量管理人员对提供产品进行抽查监督，凡不符合质量标准、无合格证明的产品一律不准使用，并采取必要的封存措施，及时退场。
3、模板及支撑技术质量控制措施
模板制作时，必须严格经过设计和按木工翻样图要求进行加工，运至现场后，必须加强验收，进行预拼装以确保模板就位前的平整度和刚度，所有定型模板都必须分区域进行编号，加以区别，更有利于模板的安拆工作快速、便捷地进行。
模板拆除后及时清理归还，并刷隔离剂保养。
4、钢筋工程技术质量控制措施
（1）钢筋进场由材料供应单位提供质保书，并由工地质量员负责校对标牌、生产厂家，并进行外观检查，外形尺寸复核，且在每批钢筋中取四个试样，分别做拉力试验和弯曲试验。
（2）当施工时遇前钢筋品种和规格与设计不符时，可根据等强、等截面代换原则，由技术员经设计签证核定后方可进行。
（3）钢筋搭接，锚固长度应符合规范要求。
（4）砼浇捣前，钢筋安装的允许偏差符合规范要求。
5、轴线、标高控制措施
（1）在开工前做好业主提供的水准点，导线点记久性的保护工作。
（2）管线的轴线由施工人员负责按图纸放样，工地质量员、施工员进行自复，由质监科负责技术复核，然后邀请业主或现场监理复核。
七、顶管段主管施工方案
1、主管焊接及打压、清扫
（1）主管道规格Φ711×7.9。
（2）安装时,先在沟上组装焊接，组装采用下向焊工艺。
（3）此段油管进行单独耐压试验和通球扫线，主管强度试验压力为7.5Mpa,严密性试验压力5.0Mpa。
进行强度试压和严密性试压时，在规定时间内允许压降分别不应大于试验压力的1%，且不大于0.1Mpa。
（4）试压时对管段用水推球进行清管。
2、主管穿管
（1）主管是在沟上组装焊接、打压清扫后才下管安装，所以穿管时，须把已浇筑完的工作沉井爆破后用挖机挖除，同时根据管子的埋深在顶管工作井的一侧开挖管沟30米，把组装焊接好的钢管下沟。
（2）因管沟较深，开挖采用分三层大开挖和底层打钢板桩方式（管沟开挖示意图见后），具体为：
①因开挖的土方量较大,且考虑到征地范围较小,需要留出主管组对焊接、打压及挖机的车道，开挖时采用4台挖机同时开挖：
二台挖机挖土，另二台挖机进行翻土，翻土至离顶管端（工作井侧）60米外。
管沟两侧各打一排钢板桩（槽钢[200，单根长L=6米），桩间距300mm,总共为：
240根;两侧各用一根[200槽钢焊接加固，两排槽钢间每隔6米用[200槽钢支撑加固，共30米。
②管沟开挖底面宽度为2.0米，放坡系数1：
0.75。
管沟一侧需留出挖机道，以便于开挖及下管。
③管子下管采用两台挖机下管。
八、顶管、沉井施工流程图
沉井施工工艺
浇筑井壁砼
施工准备
拆除模板
基坑开挖
养护
抽除垫木
排水
铺垫层、垫木
挖土、下沉
支刃脚内的模板
浇筑底板垫层
绑扎刃脚钢筋
绑扎钢筋
支刃脚外模
浇筑底板
浇筑刃脚混凝土
排水
封底
支井壁内的模板
养护
绑扎钢筋
顶管开始
支井壁外的模板
顶管施工工艺：
测量
顶完全程
是
下一节管段吊下井，安装在顶进管道后
缩回主油缸，吊去全部顶铁
管道几乎全部顶入土中
达最大行程后回缩，放入顶铁，油缸继续顶进
主油缸顶进、管道顶入土中
安装顶管设备
铺设导轨
检查工作坑
安装工具管、测量
管内出泥
否
九、施工安全及文明施工
（1）顶管工程由于是地下工程，施工时，管内施工人员密集，通风效果又差，所以施工时必须配备相应通风增氧设备。
（2）管内照明必须使用变压器，使用电压不得超过36V，以保证施工人员安全。
（3）施工时必须配带相关劳保用品
（4）工作井、工作坑内施工材料上、下起吊时，应注意配合，消除作业时的不安全因素。
（5）特种作业人员需带有关合格的上岗证后方可作业施工。
十、附图
平面示意图
说明：
1.老329国道宽度为14.0m，穿越套管长度为22.0m，接收井设在D10侧，沉井设在J9侧。
2.接收井侧施工作业带为长15m、宽15m；沉井侧施工作业带为长50m、宽25m；老329国道高出现状地表2m，两侧各需修长20m、宽6m的施工道路。
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