1、S214省道顶管穿越施工方案编制：编制：胜利油建胜利油建山西分公司山西分公司朱磊朱磊中石化胜利油建工程有限公司 该工程为盂县首站技术改造工的一部份，S214省道位于桩A02和A03之间（即S112-900m公路位置处），附近有西城武村和芝角村，采用顶管施工法工艺施工。穿越处设计压力为4.0MPa，顶管管顶距离路面2m以上，管材为3PE加强级无缝钢管42614 L360M；A02和A03段管道设计水平长度为52m，实际长度为52m，其中穿越段长度为30m，混凝土套管长度为30m，混凝土套管型号为：DRCP10002000 GB/T11836。一、工程概况1.11.1工程说明工程说明中石化胜利油建2、工程有限公司 一、工程概况1.21.2顶管穿越位置平面图顶管穿越位置平面图A03A02S214省道混凝土套管气体流向S112-900m（公路桩位）天然气管道30米中石化胜利油建工程有限公司一、工程概况顶管穿越断面图1中石化胜利油建工程有限公司一、工程概况顶管穿越断面图2中石化胜利油建工程有限公司一、工程概况顶管穿越S214省道（穿越处路面情况）中石化胜利油建工程有限公司一、工程概况顶管穿越S214省道（穿越处路面西侧情况）中石化胜利油建工程有限公司一、工程概况顶管穿越S214省道（穿越处路面东侧情况）中石化胜利油建工程有限公司1.31.3 场地工程地质情况场地工程地质情况1.3.1根据土层的地3、质年代、成因类型、土性不同可将其分为两层，具体表述如下：耕土：灰黄色，稍湿，松散，有机质及粘土组成，填土由少量砖瓦碎块及粉性土组成。粉土：含铁锰质斑点、钙质结核，摇震反应中等，无光泽反应，稍湿，中密-密实。细砂：浅黄色，主要成分为云母、长石、石英，夹有硕石，湿，稍密-中密。1.3.21.3.2场区地下水情况场区地下水情况场地勘探深度内未见地下水一、工程概况中石化胜利油建工程有限公司2.12.1盂县首站技术改造工程设计图纸盂县首站技术改造工程设计图纸2.22.2油气输送管道穿越工程施工规范油气输送管道穿越工程施工规范GB 50424-2007GB 50424-20072.32.3油气长输管道工程4、施工及验收规范油气长输管道工程施工及验收规范GB 50269-2006GB 50269-20062.42.4给水排水管道工程施工及验收规范给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268-1997GB 50268-1997二、编制依据中石化胜利油建工程有限公司3.1 3.1 施工前和有关交通部门办理管道穿越高速的各种手续；施工前和有关交通部门办理管道穿越高速的各种手续；3.2 3.2 对施工作业带进行征地、赔偿工作；对施工作业带进行征地、赔偿工作；3.3 3.3 确定施工用料及时达到施工现场，施工机具完好，满足施确定施工用料及时达到施工现场，施工机具完好，满足施 工需要；工需要；3.4 3.4 5、做好施工人员的技术培训工作；做好施工人员的技术培训工作； 三、施工准备中石化胜利油建工程有限公司 顶管选用钢筋混凝土套管，尺寸为顶管选用钢筋混凝土套管，尺寸为1000*20001000*2000。顶管时。顶管时将第一节管全部压入土层后，便把第二节管子与第一节管子将第一节管全部压入土层后，便把第二节管子与第一节管子连接再继续顶进。在顶进的同时应将管内的泥土用机械结合连接再继续顶进。在顶进的同时应将管内的泥土用机械结合人工随掏出随运走。当第二节管压入土中并将管内的渣土清人工随掏出随运走。当第二节管压入土中并将管内的渣土清理干净后再下第三节、第四节等。理干净后再下第三节、第四节等。 顶管时校核顶管千6、斤顶的顶管时校核顶管千斤顶的顶力，需克服在顶管时所产生的重力，摩擦力和端头的切土顶力，需克服在顶管时所产生的重力，摩擦力和端头的切土力，且顶管用钢筋混凝土制造，不能将管顶裂。力，且顶管用钢筋混凝土制造，不能将管顶裂。4.14.1顶管施工工艺顶管施工工艺四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司 4.24.2工艺流程图：工艺流程图：四、施工技术措施施工准备测量方线开挖操作坑顶进装置安装人工开挖土套管顶进套管连接测量纠偏恢复地貌主管组对、焊接焊缝探伤补口补伤管道试压安装绝缘支撑主管穿进管端封堵检查验收主 管 段 预 制中石化胜利油建工程有限公司4.2.1场地平整、测量放线4.2.1.1场地平整根据7、现场情况，在工作坑一侧平整出一块施工场地（在S214省道西侧）。4.2.1.2测量放线1）根据设计给定的图纸，用测量仪器放出穿越中心轴线，并定穿越中心桩，施工带边线桩，撒上白灰线。2）放线同时放出操作坑与接管坑的位置和开挖边线。3）保护好公路两侧中心线上的标志木桩，以便按该桩测量、审核操作坑开挖深度和穿越准确度。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司4.2.2顶管机的选用顶管机选用必须根据顶力选择，顶力计算方法如下：顶管机选用必须根据顶力选择，顶力计算方法如下： 根据总顶力经验计算公式根据总顶力经验计算公式F FnGLnGL其中其中n n土质粘度系数土质粘度系数 G G每米每米套管自重套管8、自重=2.0t L=2.0t L顶管长度，顶管长度最长按顶管长度，顶管长度最长按3 30 0米计算，地质按普坚石米计算，地质按普坚石 ，含水量较小时，挖后能形成拱，土质系数取，含水量较小时，挖后能形成拱，土质系数取2-42-4。总顶力。总顶力nGLnGL442.032.030 02 24040t t，安全系数取值，安全系数取值1.31.3，根据以上计算，管线穿越可采用，根据以上计算，管线穿越可采用400400吨液压千斤顶进行施工。吨液压千斤顶进行施工。四、施工技术措施顶管作业中石化胜利油建工程有限公司4.2.3 顶铁安装 预备预备1-0.01m1-0.01m长度的多种型号的顶铁，以利于施工减少9、顶管机空运转。长度的多种型号的顶铁，以利于施工减少顶管机空运转。顶铁要平稳放在顶铁运行轨道上，轨道选用顶铁要平稳放在顶铁运行轨道上，轨道选用18-20 18-20 槽钢。顶铁位置设槽钢。顶铁位置设在管下面。作用点在在管下面。作用点在1/4-1/5D1/4-1/5D处。以便于出土及工作人员进出管内外为处。以便于出土及工作人员进出管内外为宜。宜。 4.2.4 掏土： 顶管采用人工掏土，自制运土小车在管内进行运土。管内应安设便顶管采用人工掏土，自制运土小车在管内进行运土。管内应安设便于作业的安全照明，一般用低于于作业的安全照明，一般用低于 32V 32V 的安全电压、内外应规定明确的的安全电压、内外10、应规定明确的安全信号；工人在管内时，不得将头或身体伸出管外，以防塌方伤人，安全信号；工人在管内时，不得将头或身体伸出管外，以防塌方伤人，管四周必须均匀清土，不能留残土。在含有地下水的土中挖土，可采用管四周必须均匀清土，不能留残土。在含有地下水的土中挖土，可采用自上而下的挖土方法，并且要避免使下面的土成为稀泥，底部应挖的平自上而下的挖土方法，并且要避免使下面的土成为稀泥，底部应挖的平整，管底坡度始终应符合设计要求，防止弯曲、扭转。在正常情况下挖整，管底坡度始终应符合设计要求，防止弯曲、扭转。在正常情况下挖土，上部可向外多挖土，上部可向外多挖 10-15mm 10-15mm，以减少土壤间的摩擦力及11、顶进时的阻力。，以减少土壤间的摩擦力及顶进时的阻力。下部下部 120-153 120-153范围内不得超挖，可以预留范围内不得超挖，可以预留 10mm 10mm，让管子在前进时，让管子在前进时切去。切去。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司四、施工技术措施4.2.5后背墙的处理： 后背墙墙结构示意图如下后背墙墙结构示意图如下： 原有土枕木枕木加强钢板后背墙示意图油压千斤顶中石化胜利油建工程有限公司4.2.5顶管作业 1 1、顶管前，检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏斜。第一根套管顶管前，检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏斜。第一根套管顶管前，应在坑壁用经纬仪检测套管入土位置，以保12、证第一根套管入土点顶管前，应在坑壁用经纬仪检测套管入土位置，以保证第一根套管入土点和安装角度准确。第一根套管顶进中心线偏差不应超过管长的和安装角度准确。第一根套管顶进中心线偏差不应超过管长的3 3。初始。初始顶进中，每顶进顶进中，每顶进300mm300mm应检查一次；正常顶进后，每顶进一米至少应检查应检查一次；正常顶进后，每顶进一米至少应检查一次。一次。 2 2、套管进入土层后，应采用人工方法自上而下开挖取土。在管道下套管进入土层后，应采用人工方法自上而下开挖取土。在管道下135135位置不应超挖，管顶部超挖量不应大于位置不应超挖，管顶部超挖量不应大于15mm15mm。根据土质情况，工作。根据13、土质情况，工作面向前挖面向前挖0.1m0.1m0.2m0.2m时，顶进一次，挖出的土要及时外运。顶进时，宜在时，顶进一次，挖出的土要及时外运。顶进时，宜在套管外壁涂润滑剂。套管外壁涂润滑剂。 3 3、顶进时，如果套管发生偏移纠偏时，每次纠偏角度不宜过大，可根据顶进时，如果套管发生偏移纠偏时，每次纠偏角度不宜过大，可根据管径、顶进长度和土质情况确定，宜为管径、顶进长度和土质情况确定，宜为520520之间。之间。 4 4、为减少混凝土套管顶进力，可在首节保护套管前加设刃板。为适应混为减少混凝土套管顶进力，可在首节保护套管前加设刃板。为适应混凝土套管的长度和补偿液压顶管机行程限制，可在保护套管与液压14、顶管机凝土套管的长度和补偿液压顶管机行程限制，可在保护套管与液压顶管机之之四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司间加设不同长度的过渡顶管。间加设不同长度的过渡顶管。 5 5、顶管时，应采用测量仪器控制中心线和高程，以施工放线时布置的、顶管时，应采用测量仪器控制中心线和高程，以施工放线时布置的参照物为基准进行导向监控。参照物为基准进行导向监控。 6 6、顶管时应严格控制油泵的压力，避免油泵压力过快上升。顶进作业、顶管时应严格控制油泵的压力，避免油泵压力过快上升。顶进作业开始之后，应连续进行，不宜中途停止，同时应尽量衔接工序，减少停开始之后，应连续进行，不宜中途停止，同时应尽量衔接工序，减少停15、顶时间，避免推进阻力增大。顶时间，避免推进阻力增大。 7 7、套管内采用双轮小推车运土，从工作面挖下来的土，要及时通过管、套管内采用双轮小推车运土，从工作面挖下来的土，要及时通过管内用小推车水平运输至工作坑内，然后用桁吊从操作坑提升至地面外运，内用小推车水平运输至工作坑内，然后用桁吊从操作坑提升至地面外运，地下水位高的地段进行顶管时，应采取降水措施。地下水位高的地段进行顶管时，应采取降水措施。 8 8、当套管顶进至对面接管坑时，套管穿越完毕，吊拆设备，清除管内、当套管顶进至对面接管坑时，套管穿越完毕，吊拆设备，清除管内余土，进行误差测量。余土，进行误差测量。 9 9、套管穿越施工完毕后，用测量16、仪器对套管的出、入土点标高、顶进、套管穿越施工完毕后，用测量仪器对套管的出、入土点标高、顶进轴线偏差进行测量，做好记录并报工程监理验收。轴线偏差进行测量，做好记录并报工程监理验收。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司4.3质量控制4.3.1 4.3.1 质量控制质量控制1 1）顶管的质量要求）顶管的质量要求 上下偏差：顶进长度在上下偏差：顶进长度在30m30m以内的套管，偏差不应大于以内的套管，偏差不应大于100mm100mm；顶进长度在；顶进长度在303042m42m以内的套管，偏差不应大于以内的套管，偏差不应大于150mm150mm；顶进长度在；顶进长度在42m42m以上的套管，偏差17、不应大于以上的套管，偏差不应大于200mm200mm。 水平偏差不应大于套管长度的水平偏差不应大于套管长度的2%2%。顶管中心线允许偏差不得超过顶进长度的顶管中心线允许偏差不得超过顶进长度的1.5%1.5%，顶进位移纠偏时，每次纠偏角度不，顶进位移纠偏时，每次纠偏角度不宜过大，可根据管径、顶进长度和土质情况确定，一般在宜过大，可根据管径、顶进长度和土质情况确定，一般在552020之间为宜。之间为宜。2 2）顶管质量的检测）顶管质量的检测 管节在顶进时，必须对顶进管段中线的方位及高程严格控制，以保证顶管的质量。管节在顶进时，必须对顶进管段中线的方位及高程严格控制，以保证顶管的质量。顶管时的中线容18、易产生方位和高程上的偏差。其原因有以下几个方面：顶管时的中线容易产生方位和高程上的偏差。其原因有以下几个方面：四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司 由于两侧千斤顶的顶力不对称，或后背发生倾斜，造成中线左右偏离。 由于顶力作用点和管中线不一致，造成中线左右偏差。在前方挖土时，管底超挖而使高程起伏的不均现象。 顶管的端面或后背上下部位的土壤承载力相差较大。 导轨安装有较大误差。 顶铁制造质量差，受力后变形。 根据设计要求工作坑的方位、高程、标定管道中心线、设定临时水准点等，都要进行精心测量，开始顶进的首节测量非常重要，首节管顶进好坏、方位是否正确直接关系到顶进的质量。对每节管吊装下坑组对时，19、要及时进行相关的测量，并在正常顶进13米时就应测量一次，管线位置发生顶偏移时，要及时采取校正措施。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司3）顶管质量的控制 顶管高程的控制，可在顶坑中悬空固定水准仪，在顶管首端设立十字架。每次测量时，若十字架在管首端的相对位置不变，水准仪的高程亦固定不变，只要量出十字架交点偏离的垂直距离，就可读出顶管的高程偏差。若水准仪从坑外引进绝对高程，那么顶进管段的各点高程也可推测出来。顶管时的方位偏差，可在坑上面引出中线，在中线方位的两点向坑内吊设两根垂球线，若管首端通过中心点的垂球线和上两垂球线在一条直线上，则顶管方位是准确的，否则存在偏差。 对管内工作面已挖成形，20、要由专检人员进行质量检验符合要求后，方准进行顶进作业。 对含水量大的粉土、砂土、砂砾土挖土后不能形成土拱，可采取润滑处理，以减少管壁与土壤的摩擦。采用触变泥浆可减少顶管顶力达2/3左右，同时在松散的土层中顶进，用它可对管周围土质起到加固作用。防止土拱的坍塌。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司4.3穿越管道的安装 套管顶进施工中，在预制场地完成穿越段钢管线组对、焊接、防腐、试压工作，为主管穿越做好准备。 4.3.1穿越管段的预制 1）在穿越套管之前，根据设计要求，选择接收工作坑的施工作业带作为穿越管段预制场地，进行布管，组焊，主管道长度按设计图纸各段长度确定，且应是整根管。 2）管道组对21、 业主提供的防腐管、管道附件应具有管材出厂质量证明书及出厂合格证。管道及管道附件的管径偏差、壁厚偏差、椭圆度应符合设计和规范要求。坡口尺寸应符合设计和规范要求，适用于手工打底和半自动焊作业。 四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司 组对前严格按设计、规范和焊接工艺评定的要求进行坡口检查，坡口表面不得有折叠、重皮、刻痕、压扁等缺陷，否则，进行打磨修复，不能进行修复者重新加工坡口。用游标卡尺、直尺、卡规等测量工具检测钢管及管道附件的管径偏差、壁厚偏差、椭圆度等偏差，其偏差应符合设计和规范的要求。同时按标准要求填写检查记录，不合格者另行堆放，并做出标识。 管口组对前用自制清管器或压风机清除防腐管22、内杂物，用汽油、棉纱、锉刀和电动钢丝刷等将管端20mm范围的油污、铁锈、水分、泥沙及气割后的熔渣以及坡口内侧加工毛刺等清除干净，并打磨坡口及两侧各大于10mm范围内的内外表面，使其露出金属光泽。 管口清理完毕后，立即转入组装焊接工序，其间隔不宜超过3h，以避免二次清管。 管口组对的错边量均匀分布在圆周上，根焊完成后，禁止校正管子接口的错边量，严禁用锤击方法强行组对管口。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司 组对时，两相邻管的原有焊缝相互错开距离不小于100mm 。 在相邻的反向弹性弯管和人工弯管之间，要采用直管段连接，长度不应小于500mm。管道平面和竖面同时发生转角时，不得采用弹性敷设23、。 管道组对完毕，由操作者按以下标准进行组对质量检验，填好组对记录，并与焊工进行互检，办理工序交接，检查合格后后方可允许焊接。 每天收工前将已组对好的管线两端点焊临时盲板密封，以防雨水、泥沙等其他杂物进入管内，对于待连头部位焊接盲板进行封堵。 3）管道焊接及外观检验 管道焊接严格按照焊接工艺评定BG465要求进行焊接作业，穿越段采用手工电弧焊+半自动焊作业。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司 4）焊缝无损检测 根据设计要求，我方对穿越段管线焊口进行100%射线全圆照相检查外，还进行100%超声波探伤复验。 5）防腐补口 探伤合格后，按设计要求进行防腐补口。管道外防腐采用聚乙烯三层结构加24、强级防腐，补口采用聚乙烯三层结构热收缩套与主体防腐层的搭接宽度100mm；管体防腐与补口防腐分别执行埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准SYT0413-2002。钢管防腐涂敷前，应对钢管表面进行处理，除锈质量应达到SY/T0413-2002中规定的Sa2.5级要求。 4.3.2穿越管道的试压 按设计和规范要求，对组焊完的管道进行单独试压。四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司 4.3.3主管的穿越 1）在主管穿越前安装HDPE聚乙烯支撑块，按照设计图纸要求穿越段每2m安装一组支撑块 2）将已试压合格的管段用两台单斗吊入沟内，按设计图纸要求安装好套管与主管之间的支撑管卡，在穿越管段前安装滑车，缓25、慢地将管段移入套管中。 4.4管端封堵 主管线穿越完毕后，管端采取封堵措施，封堵详细做法见右图：四、施工技术措施中石化胜利油建工程有限公司 根据本工程的工程量和所使用的施工方法，工期为11天，我单位将合理安排，尽量争取提前完工。具体施工进度计划： 5.1工作坑及设备就位调试：2个工作日 5.2顶管施工：7个工作日 5.3钢管线安装机现场恢复地貌2个工作日五、施工进度计划中石化胜利油建工程有限公司 采用混合工作队形式，以便相互配合，充分发挥多面手作用，现场配备较强技术力量，顶管采用2班连续作业，除吊运土方，挖运土方每班4人，顶进每班4人，共计16人。六、劳动组织中石化胜利油建工程有限公司7.1地26、质勘察及资料整理工作，摸清顶管工程范围内的地质、水文情况，尤其是透水砂层的分布范围，确保管道的顺利顶进。7.2严格执行专检、自检、互检、工序交接确保施工质量7.3做好管节、承压环顶进各阶段受力稳定控制， 采取合理的技术措施。使后背地基受力和管节受力控制在允许范围之内。加强操作控制，使顶管均匀平稳。受力均匀。尽可能减少顶进过程中倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂逢、变形等情况。7.4 搞好测量控制检查， 及时分析纠正顶进过程中出现的倾斜偏位和扭转，保证顶管位置正确。7.5做好各项施工记录，责成专人进行施工技术总结，做到工程完工资料齐全。 七、质量保证措施中石化胜利油建工程有限公司8.1 严格执行有27、关安全生产制度和安全技术操作规程，对安全关键部位进行经常性的安全检查，及时排除不安全因素，确保安全施工。8.2 严格遵循支护衬砌和土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，以免导致人身事故。8.3 工作井上部在必要的情况下设安全平台,周围设护栏杆,井内上下层立体交叉作业，设安全网，安全挡板，井下作业戴安全帽。8.4 吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检查，防止发生倾翻事故。8.5 加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。28、井内照明采用36V低压电。8.6 随着雨季来临，需作好防洪、防雨、防雷措施，机电、起重设备及钢管脚手架做好接地。同时严格规范用电及消防安全。8.7 开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施，特别是高压电缆和渠箱的保护工作。 八、安全措施中石化胜利油建工程有限公司9.1、路面沉降首先应从技术上和施工中确保避免路面沉降的产生和控制沉降量，在沉降发生时，采取以下措施：在顶管通过路面设置间距为2m的观测点，根据顶进位置每小时测量，发现沉降超过3cm应立即停止作业，必须找出原因，及时调整方案并采取相应措施后才可继续施工；如沉降发生得到控制，则按调整方案继续施工。如沉降发生不能得到控制，应停止顶管29、作业，马上进行注浆工作，保证路面的稳定，并邀请相关专家进行方案调整，确保路面的安全。9.2、路面塌陷首先应从技术上和施工中确保避免路面塌陷，并采取以下应急措施：九、应急预案中石化胜利油建工程有限公司 与公路路政协商确定临时应急道路路线，在发生路面塌陷情况下，作为应急通行路线； 与交警部门联系，组织交通分流，确保在施工期间保证通行的畅通； 选用保定市政维修队作为应急抢修单位，或与所属公路路政协商，选用指定单位作为应急抢修单位，保证在路面塌陷情况发生的第一时间进行路面抢修，保证在第一时间实现公路的通车。9.3、其他应急措施按已批准的道路施工应急预案和临时用电应急预安实施。九、应急预案中石化胜利油建工程有限公司十.套管穿越施工机具配置序号序号机机 械械 名名 称称规规 格格单单 位位数数 量量1油压千斤顶50t台22高压油泵ZB200台13顶压装置全套顶铁、垫座、滑道台14吊车8T台15翻斗汽车东风5t台16挖掘机PC2000台17自制滑车台28货车2T辆19柴油发电机15kw台1中石化胜利油建工程有限公司谢谢大家谢谢大家