管涵穿越施工方案.doc

1、广东LNG站线项目输气干线工程六标段文登路管涵穿越施工方案1、工程概况本段管道起自广州/佛山交接，终止于佛山末站，属于支干线金山末站-佛山末站区段，以陈村水道为界，上游番禺境内属于四标段，下游佛山境内部分属于六标段，六标段整段管道均位于佛山境内。广东LNG站线项目输气干线工程六标段文登路管涵穿越工程位于广东省佛山市顺德区陈村镇。管道设计采用61012.7mm ，X65直缝埋弧焊钢管，管道设计工作压力9.2Mpa。此段线路的施工特点为六标段比较典型的，即整段管线一直伴行文登路一侧的非机动车道敷设，一直伴行有高压电缆及光缆。管线紧靠公路旁的水道，地下水位高，加之管处管线埋深较深，须达8米左右，施工

2、整体难度较大，技术含量较高，全线共顶管穿越此类管涵9处，一般穿越（人行道敷设）1处。因该段一直沿靠河道侧非机动车行道路面敷设，施工期间，须占用整个靠河边的非机动车行道及人行道，并须对管涵两边各20米的河道围堰断流排水。现场施工作业面窄，大型机具设备无法使用，公路交通较为繁忙，给管线施工带来了较大影响。2、穿越处工程地质条件穿越处场地等级为三级，地基等级为三级，岩土工程勘查等级为三级。穿越段地处广东省佛山市陈村镇，地形平坦，交通方便。穿越处表面有一层厚约0.3m的混凝土，下面为人工填土层、灰黄色、松散稍密，主要成分为粘性土，含碎石颗粒，粒径250cm不等，从管沟开挖情况看，甚至有大漂石，建筑垃圾

3、随处可见，层厚2.04.0m；再下层为淤泥质土，深灰色、软塑状、稍有光滑、干强度中等、韧性中等、含一定量细砂，层厚4.04.5m；底层为中砂，厚未见底。3、管涵穿越工程量一览表序号起始里程（km+m）终止里程（km+m）穿越长度（m）穿越方法备 注13+4743+49420人行道敷设地方规划部门已同意23+6273+64114顶管套管长度10m34+0084+02416顶管套管长度12m44+6594+67718顶管套管长度14m55+1455+16116顶管套管长度12m65+4985+51214顶管套管长度10m75+8795+889718顶管套管长度14m86+2876+30518顶管套

4、管长度14m97+5127+53018顶管套管长度14m107+8847+90016顶管套管长度12m3、管涵穿越技术方案文登路管涵穿越方案，按照设计要求，除3+474处采用人行道敷设外，其余均采用顶管方式敷设。人行道敷设的具体做法为：管线在管涵前部一定距离加设一个叠加弯头改变管道走向至人行道一侧，然后采用一个叠加纵上弯头，使管道从地下水道涵洞上方通过，管中心线距文登河护岸挡土墙800mm。管线过涵后然后采用一个纵下叠加弯头和一个水平叠加弯头使管道回到原线位的方法完成管道敷设。管道焊接完成后，在管道两侧浇筑混凝土墙，墙边线距管线两侧0.3米，墙高出涵洞上表面1米，按照设计要求修筑人行道。顶管施

5、工方法为，在管涵的两端各做一个沉井，沉井深度由该处管涵深度确定，沉井下沉到设计标高后,进行封底及开凿洞口,在沉井内完成顶管操作和管道焊接、防腐补口、及探伤工作。顶管完成后，拆除顶部3.0m范围内的混凝土，回填原土。然后按照地方公路部门要求恢复路面。2.3mRs=552.8m10m8mRs=43Rs=43Rs=553.1人行道敷设管道断面示意图3.2沉井设计3.2.1沉井高度的确定,根据管涵的深度和地质条件，沉井底部应穿过淤泥质土进入中砂层1.0m，沉井的高度H 为：H=2.9+5.2+0.5=7.6m因此，沉井高度统一选择为8.0m，底标高为-5.7m，因地下水位较高，第一节沉井高度选为3.0

6、m，其余两节沉井高度均为 2.5m。3.2.2沉井平面尺寸的确定，考虑到管涵部位的特殊性，位于文登路非机动车道内，且靠近河岸一侧有电缆及光缆，所以沉井的宽度不宜过大，内部空间只需保证沉井作业和顶管作业即可，净尺寸取3.0m；考虑到管道的穿越长度，因此沉井的长度选择为6m（净尺寸）。井壁厚度第一节拟取=0.6m，上部厚度拟取0.4m。刃脚踏面宽度采用0.12m，刃脚高度为0.6m，刃角内侧倾角为Tan=0.6/（0.6-0.12）=1 .25 =512445 3.2.3沉井混凝土强度的选择，刃脚及井壁选择C20混凝土，封底混凝土选择C15混凝土。3.2.4沉井在施工过程中的强度验算（排水下沉和不

7、排水下沉相结合）1.沉降系数验算沉井自重G=刃脚重+沉井自重=250.2162(6.6+3.6)+(6.6+3.6)20.63+(6.4+3.4)20.45=2926.16KN沉井浮力F=100.2162(6.6+3.6)+(6.6+3.6)20.63+(6.4+3.4)20.45=1170.47 KN土与井壁间的平均单位摩擦力Tm=(162.5+114+151.5)/8=13.31KN/m2井周围所受的摩擦力Tm=(7.2+4.2)23+(6.8+3.8)2513.31=2321.27KN排水下沉时G/Tm=1.261.25，沉井过程中，应控制下沉速度，防止突然下沉和倾斜现象发生，适当控制基

8、坑内的水量，保证下沉平稳进行。2.沉井井壁竖向拉力验算 Smax=250.2162(6.6+3.6)+(6.6+3.6)20.63+(6.4+3.4)20.45/4=731.54 KN(未考虑浮力影响)井壁受拉面积为：A=7.24.2=30.24m2混凝土所受的拉应力为：h= Smax/ A=731.54 KN/30.24 m2=24.20kpa650 kpa，井壁可按构造布置竖向钢筋。实际上，根据土质情况井壁不可能产生太大的拉力。3.配筋计算沉井最不利位置为沉井沉至设计标高，这是刃脚根部以上一段井壁承受的外力最大，它不仅承受本身范围内的水平力，还要承受刃脚作为悬臂传来的剪力。考虑刃脚悬臂传来

9、的荷载，其分配系数=1.0。因为地下水丰富，应考虑水压力。单位宽度井壁上的水压力W1=6.410=64KN/m2W2=7.410=74KN/m2W1=810=80KN/m2单位宽度井壁上的土压力e1=162.5tan(45-3)=36.02KN/m2e2=114tan(45-3)=39.6KN/m2 e2=151.5tan(45-3)=20.25KN/m2刃脚及根部以上1.1m井壁所受的外力P=(36.02+20.250.6+64+800.6)1.7=272.289KN/m2沉井各部所受的力：N=272.2892.1=571.81KN假定钢筋和混凝土应力在用足条件下,中性轴位置为:=(0.6-

10、0.05)1091000/(1601000+91000)=0.292m。所需受拉钢筋总截面积为Ag=571.810.8-0.5910000.60.292(0.6-0.05-0.292/3)/1601000(0.6-0.05-0.05)(0.292-0.05)/(0.6-0.292-0.05)=1810-4(m2)所需受压钢筋总截面积为Ag=571.810.8-91000（0.60.292/2）(0.292/3-0.05)/1601000(0.6-0.1)=-4110-4(m2)10200102001430014300沉井配筋布置图根据计算不需要设置受压钢筋，按构造布置14300即可满足要求；受

11、拉区采用14300，Ag=20.3610-4(m2)因此该沉井的配筋如下图：此外,在角隅处还应配置45纵向抗剪钢筋，设置方法为12500。4.沉井封底 沉井沉至设计标高后，采用C15混凝土进行封底处理，封底采用干封法，先浇筑钢筋混凝土垫层，然后浇筑钢筋混凝土底板，底板配筋按照构造要求配筋即可，采用双向10200。3.3沉井施工3.3.1沉井施工前，首先应调查和排除地面以下3.0m以内的地下构筑物，如地下管道、树根、漂石、光缆、电缆等。3.3.2开挖基坑制作沉井，根据沉井的平面尺寸，开挖守节沉井所需要的工作坑，工作坑只需保证沉静模板支护为原则，不得扰动动人行道内光电缆，根据本工程的特点，工作坑开

12、挖深度应保持在1.5米以内。模板采用钢模板，模板内应每隔1000mm设置对拉螺栓。沉井钢筋可采用吊车垂直吊装就位，采用人工绑扎，每节沉井内的竖筋可一次绑好，水平筋分段绑扎，与前一节井壁连接处伸出的钢筋采用焊接连接方法，街头错开1/4。3.3.3浇筑混凝土，应采用防水混凝土，抗渗等级为S8， 水灰比不得超过0.65，每立方米混凝土的水泥用量采用330kg，砂用量取660 kg，碎石用量为1280 kg；混凝土塌落度控制在35cm，底板混凝土塌落度控制在23cm。振捣采用插入式振捣棒振捣。混凝土尽量要一次浇铸成形，不能一次浇完的，需设置水平施工缝，缝间留有凸凹疯并插入短钢筋增加连接。在浇筑新混凝土

13、前须将表面洗刷干净，用水湿润，并铺设一层强度等级高一级的砂浆。当第一节砼强度等级达到设计强度70%时(一般为七天时间)，方可浇筑第二节。浇筑第二节前，应将表面凿毛、吹洗等处理。3.3.3沉井下沉沉井下沉采用排水下成的方法，采用人工或风动工具、进行分层开挖，也可采用抓斗进行井内取土。普通土层从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚 0 .40.5m，在刃脚处留1 .01.5m台阶，然后沿沉井壁每1m一段，向刃脚处逐层全面、对称、均匀的开挖土层，每次挖去51.0cm，当土层经不住经不住刃脚的挤压而破裂，沉井便在自重作用下均匀破土下沉。当沉井下沉很少或不下沉时，可在采取重复挖法，是沉井平稳下沉。下沉过

14、程中如遇漂石或树根等应清除，然后进行挖土下沉。3.3.3沉井下沉过程中危险分析、预防措施、及处理方法3.3.3.1下沉过快，现象表现为：沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况，施工难以控制。原因分析 (1)遇软弱土层，土的承载力很低，使下沉速度超过挖土速度。 (2)长期抽水或因砂的流动，使井壁与土的摩阻力下降。 (3)沉井外部土体出现液化。 预防措施 (1)发现下沉过快，可重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土。 (2)将排水法改为不排水法下沉，增加浮力。 (3)在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，增大摩阻力。治理方法 (1)可用木垛在定位垫架处给以支承，以减缓下沉速度。 (2)如沉井外部土液化出现虚坑时，可填碎石处理。3.3.3.2下沉过慢，现象表现为：沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的现象。 原因分析 (1)沉井自重不够，不能克服四周井壁与土的摩阻力和刃脚下土的正面阻力。 (2)井壁制作表面粗糙，高洼不平，与土的摩阻力加大。 (3)向刃脚方向削土深度不够，正面阻力过大。 (4)遇孤石或大块石等障碍物，沉井局部被搁住，或刃脚被砂砾挤实。 (5)遇摩阻力大的土层，未采取减阻