顶管穿越高速公路工程施工方案.docx

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顶管穿越高速公路工程施工方案

广西液化天然气（LNG）项目输气管道工程

宜柳高速顶管穿越工程

施工方案

广西液化天然气（LNG）项目输气管道工程

柳州段线路施工XXX项目部

2014年10月10日

目录

1编制依据1

1.1设计资料1

1.2施工现场踏勘资料1

1.3施工技术标准及验收规范1

2工程概况1

2.1概要1

2.2位置与交通2

2.3地形、地貌3

3施工部署3

3.1劳动力安排3

3.2临设布置3

3.3施工围护3

3.4工作流程3

4主要技术方案4

4.1施工原理4

4.2施工准备5

4.3测量定位5

4.4作业坑开挖6

4.5顶管设备设施安装7

4.6顶管施工7

4.6.1安装护圈7

4.6.2安装管节7

4.6.3顶管作业8

5主要施工管理措施9

5.1技术管理措施9

6质量控制与措施10

6.1质量保证体系10

6.2质量控制措施10

7HSE施工管理措施11

8工期安排12

9机具设备配置表12

10施工平面规划13

11安全保障措施13

12施工险情意外事故应急预案14

13防塌陷的安全措施和顶进后的注浆处理措施16

14交通管制及交通应急预案19

14.1交通管制方案19

14.2交通应急措施21

14.2.1应急要素21

14.2.2具体措施22

1编制依据

1.1设计资料

1.1.1《管道防腐线路部分施工技术要求》（护-3791）

1.1.2广西液化天然气（LNG）项目输气管道工程施工技术要求

1.1.3《广西液化天然气（LNG）项目输气管道工程干线部分柳江县境内LLLJ123～LLLJ124号桩宜柳高速公路穿越》

1.1.4《广西液化天然气（LNG）项目输气管道工程顶混凝土套管穿越公路通用图》

1.1.5《天然气管道工程钢管通用技术条件》（CDP-S-NGP-PL-006-2011-2）

1.1.6《油气管道线路标识通用图集》（CDP-M-PC-OGP-PL-008—2010-1）

1.1.7《油气管道工程感应加热弯管通用技术条件》（CDP-S-OGP-PL-016-2011-2）

1.1.8《油气管道工程感应加热弯管母管通用技术条件》（CDP-S-OGP-PL-017-2011-2）

1.2施工现场踏勘资料

1.3施工技术标准及验收规范

1.3.1《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006）

1.3.2《油气输送管道穿越工程施工规范》（GB50424-2007）

1.3.3《石油天然气建设工程施工质量验收规范管道穿跨越工程》（SY4207-2007）

1.3.4《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GBT11836-2009）

1.3.5《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103-2006）

1.3.6《石油天然气钢制管道无损检测》（SY/T4109-2005）

1.3.7《广西液化天然气（LNG）项目输气管道工程施工技术要求》

1.3.8其他相关的标准规范及管理条例

2工程概况

2.1概要

广西液化天然气（LNG）项目输气管道工程宜柳高速顶管穿越工程，本穿越单体为天然气干线柳江县LLLJ123G～LLLJ123G1号桩宜州～柳州高速公路穿越，穿越位置里程K201+700m，采用顶进钢筋混凝土套管（管径1500mm×管长2000mm×壁厚150mm的钢筋混凝土圆管，其结构形式及制作要求详见专题设计《高速公路穿越段钢筋混凝土圆涵管通用图》）法施工。

本穿越段管道设计压力为10MPa，管径为813mm，穿越用管采用X70材质、Ø813×17.5X70直缝埋弧焊钢管，钢管采用3PE防腐。

本穿越位置位于柳州市柳江县鲁比村宜柳高速K201+700处，根据《输气管道工程设计规范》，穿越段划分为三级地区。

本穿越段桩号为LLLJ123G～LLLJ123G1号桩，穿越段里程为0km+52.43m～0km+154.43m，穿越段管道与宜州～柳州高速交叉角度为80度，套管穿越管道水平长度为102m，穿越段实长102m，套管长度100m。

穿越管段套管底部高程为107.55m，公路最低点路面与套管顶部的高差为14.39m。

2.2位置与交通

LLLJ123G～LLLJ123G1号桩宜州～柳州高速公路穿越场地位于柳州市柳江县鲁比村。

场地LLLJ123G号桩标高110.89m，LLLJ123G1号桩标高111.89m,穿越场地属于孤风平原，主要为旱地，穿越点离鲁比村至柳江县的水泥路约150m。

2.3地形、地貌

穿越场地微地貌属孤风平原，地形较平坦，地势开阔，场地高程110.2～124m，相对高差13.8m，地表多为旱地。

3施工部署

3.1劳动力安排

施工机组：

机组长1人；质量、安全1人；测量技术1人

顶管施工由1个顶管机组组成，顶管作业一般连续不停，三班制昼夜不停施工。

开挖加套管由土建机组在顶管结束后完成。

3.2临设布置

4临时施工用电采用50kw发电机供电；施工用水、生活用水可外部拉运。

在工作井的南北两侧分别设置堆管场和堆土区。

休息区设置在高速公路控制区外35m。

详见（施工平面规划）

4.1施工围护

工作井四周设置围挡，施工区域设置安全警戒标志与外界隔离。

4.2工作流程

本工程的涉路施工为顶管施工，其工艺流程见下图：

5主要技术方案

5.1施工原理

在公路两侧放出管道中心线，选择地势较低的一侧作为顶管操作坑，另一侧为接收坑，确定顶管穿越的进、出口位置，在操作坑内放入第一节穿越套管和顶管设备。

由人工先在套管前端掏土，待套管前端形成略大于套管外径的圆型空间后，再顶进套管。

待套管顶进后再继续人工掏土，如此循序渐进，直至穿过公路为止。

套管穿越完毕后，将安装好绝缘支撑的主管道用配套滑车送入套管内。

施工中的清土、排渣采用轨道小滑车配合施工。

顶管示意图

5.2施工准备

5.2.1组织施工人员熟悉施工图，进行技术交底，探讨施工质量保证措施。

5.2.2开工前预先与公路主管部门联系，按照管理部门的要求办理穿越施工手续，按其要求设置相应的警示标志及进行有关工程措施。

5.2.3向公路有关部门了解清楚穿越地段内地下是否有通讯线路、管道等设施，对于此类设施应请主管部门的有关人员现场指定位置，人工开挖，使之暴露，保护方案应得到主管部门认可。

5.3测量定位

5.3.1测量轴线及水准点的引入：

管线轴线和水准点由设计单位进行交桩（点）。

在每个操作井附近确定管线中心，同时高程要求设置1个临时水准点，水准点必须设在相对稳定坚固的构筑物上，以免影响测量精度。

5.3.2测量技术要求：

施工过程中由专人负责测量工作，固定人员，固定仪器，固定观测线路。

5.3.3水准点复核：

对各个水准点进行闭合测量，闭合公差应符合要求。

5.3.4管道中心控制：

中心复测合格后，及时设置中心线控制桩（点），做明显标志。

5.3.5管道高程控制：

水准点复测合格后，应在操作井后靠背附近较稳定处设1个固定水准点和顶铁中心线供顶管施工中使用。

顶进过程中用水准仪测量。

5.3.6对中心、高程复测：

顶管施工开始后，每天复测工作坑内中心线和高程桩一次，以防顶管反作用力使井中心偏移。

5.3.7测量仪器校核：

测量用水准仪校核合格后方可使用，要定期校核，在检定期内使用。

5.4作业坑开挖与防护

5.4.1根据设计要求，在穿越道路两端各开挖一个工作坑，一个作为作业顶进工作坑，另一个作为接收首节管的工作坑。

工作坑内沿坑的边线做槽钢支护，防止塌方造成人员和设备损坏，要求沿坑边线紧靠坑壁每隔0.3m放置一根槽钢，用挖掘机将槽钢压入作业坑边缘1.5m深，然后在操作坑内用圆木做横向支承，以防止槽钢受坑壁挤压歪倒而造成作业坑塌方。

具体结构见下图：

5.4.2根据穿越套管长以2m计算，操作坑长度确定为5m。

5.4.3工作坑的深度由设计管底高程及基础厚度而定，即管底高程减去轨道及基础厚度，就是坑底标高。

5.4.4在挖作业坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：

5.4.4.1要考虑有充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。

5.4.4.2要有足够的刚度，当受到千斤顶的反作用力时，应使压缩变形小，当反作用力取消时，应能基本恢复原位，以充分发挥千斤顶的有效冲程。

5.4.4.3后背墙表面要平直，并且垂直于顶进管道的轴线，以充分避免产生偏心受压。

5.4.4.4根据土质情况，必要时后背墙要采取相应的支撑措施，例如加道木，加止推平台，选材要均匀坚固，以承受较大的后座力，避免造成后背墙受力不均，发生倾斜现象。

5.4.5根据道路两旁土质主要为粉质粘土，为便于顶管施工，修筑混凝土操作坑，操作坑后背采用30cm钢筋混凝土，并在后背中夹设槽钢、道木以加强后背强度，坑底标高比套管底标高低0.5m，并在作业坑的坑底铺素砼垫层200mm。

在另外两侧修筑砖墙。

5.4.6在操作坑内安装轨道、安装顶管设备。

5.5顶管设备设施安装

操作井处理完毕后，布置液压站、发电机及管路、线路。

工作井内安装导轨、千斤顶及纵横顶铁。

安装后的导轨应牢固，不得在使用过程中产生位移或过大变形。

导轨内距计算：

S=2[（D-h+L）（h-L）]1/2=863mm式中：

S——导轨内距；D——管外径；h——轨高；L——管外底距导轨底距离

5.5.1顶力计算

根据经验公式：

F＝n×G×L

其中n为土质粘度系数本地质取n=2G＝每米套管自重

L＝顶管长度

G＝每米套管自重＝材料密度×每米套管体积

为安全、稳妥的完成此项顶管任务，用2台最大顶力为320T的QYS320型顶镐顶进，满足施工需要。

根据设计地勘报告，顶管作业坑处土质坚实，符合顶管施工后坐力顶力要求。

5.6顶管施工

5.6.1安装护圈

护圈装于首节管端部，护圈由外壳内环和肋板三部分组成，护圈外壳套于顶进管外部，遮板端部呈20°～30°角，尾板宽度15～20厘米。

套管护圈示意图

5.6.2安装管节

混凝土管节下坑前先进行外观检查包括管端面的平直度，管壁表面的光洁度及端面上有无纵向裂缝，检查合格的管节用吊车吊到顶管工作导轨上，准备连接顶进。

顶进装置示意图

5.6.3顶管作业

5.6.3.1顶进操作要坚持“先挖后顶，随挖随顶”的施工原则。

千斤顶顶进一个冲程后，千斤顶复位，更换合适的顶铁，然后继续顶进。

坚决落实“先挖后顶，随挖随顶”，可以有效的防止顶管过程中可能出现的路面塌陷现象。

5.6.3.2顶铁安装应平直，顶进时严防偏心，以免使顶铁崩出伤人。

顶进时注意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。

千斤顶活塞伸展长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。

在整个顶进操作中应坚持连续作业。

5.6.3.3如遇石方段进行顶管作业时，采用人工凿进的方法施工。

5.6.3.4管道接口

管节稳定后，在管内侧两管节对口的地方按设计要求用沥青麻丝填塞，再用热沥青油毛毡围裹两道，详见《高速公路穿越段钢筋混凝土圆涵管通用图》中“钢筋混凝土圆涵管基础形式及管节接头”。

在管内用钢涨圈将两节管接口支撑牢固，使接口处于刚性连接，避免在顶进中受力产生错口，保证顶进过程中高程和方向的准确性。

钢涨圈是用6～10mm钢圈焊成的圆环，宽260～300mm，环外径比钢筋混凝土管内径小30～40mm。

5.6.3.5空隙注浆

顶管完成后，由顶管机组负责，向套管顶进后套管与公路回填土之间的空隙注浆，有效防止因