顶管穿越道路施工方案

公路顶管穿越施工方案

1 工程概况

2 方案总述

根据设计及施工现场实际情况的要求,本标段公路穿越采用顶管机顶钢筋混凝土套管的穿越方式,采用的钢筋混凝土套管规格为DRCφ1500×2000×150、GADRCφDN1000×2500×100、 GADRCφDN800×2000×70,具体施工方案如下;

3施工方案

施工程序

准备工作→测量放线→场地平整及作业坑开挖→安装顶管机→顶进作业及套管安装→主管线穿越→套管封堵→安装附件→回填恢复地貌→记录与检查验收

施工准备

3.2.1施工前应先熟悉图纸、勘察现场,掌握所要施工道路的设计要求及现场地形、穿越土层地质等情况;

3.2.2开工前应及时与公路行政管理部门及水利局等相关单位联系,取得穿越

施工的合法手续；搞清所施工道路的地下管道、线缆等情况;

3.2.3施工材料准备齐全,穿越套管检验合格并经监理工程师认可,质量符合设计要求;

3.2.4每一条公路穿越施工前,应征得监理工程师批准;

3.2.5对操作工人进行技术交底,使其掌握施工技术要求、质量要求及安全要求;

测量放线

3.3.1根据设计给定的控制桩、水准桩进行测量放线,放线时首先移桩、拴桩、护桩,对测量控制桩进行全过程保护;

3.3.2放出穿越中心线,设置穿越中心桩、施工作业带边线桩,并做出明显标志；并保护套管或管道顶距公路路面＞1.2 m；距公路边沟沟底>1.0m；且套管长度宜伸出路堤坡脚、路边沟外边缘不小于2m;

3.3.3根据现场情况放出作业坑开挖边线及主管预制场地;发送坑宜选在地面高程较低的一侧,应有足够的长度和宽度;

3.3.4做好放线测量记录,并报工程监理确认;

场地平整及作业坑开挖;

3.4.1根据现场地形采用机械和人工结合的办法平整出施工作业场地包括作业坑和主管

施工预制场地清理;

3.4.2开挖出施工作业坑

3.4.2.1作业坑的开挖不得影响路基的稳定；顶管作业坑应有足够的长度和宽度,其深度应根据穿越管段埋设深度确定;操作坑坑底尺寸一般为6m×5m;

3.4.2.2地下水位高的地段开挖作业坑时,可采取明沟排水或井点降水的方法降水;

3.4.2.3三处顶管作业坑开挖因地质为砂卵石土地易塌方无法成做放坡,所以开挖作业坑应采取开挖梯台、并进行钢板桩加固等措施防止塌方;

3.4.2.4作业坑内设置安全通道,通道坡比不应小于1:1,应能够满足施工人员直立通行;

3.4.2.5作业坑的套管入土面应与穿越轴线垂直,以保证穿越点定位准确;

顶管机的安装

3.5.1安装顶管机前,作业坑底应平整夯实,基面应做适当处理铺碎石后垫枕木或铺整体钢平台;

3.5.2基面上铺设枕木和轨道,轨道作为套管前进的轨道;导轨铺设在平整夯实后的基面上;基面上铺3m长150mm×150mm方木,间距40cm,并用粗砂填缝;方木上铺导轨,导轨采用30Kg/m钢轨,长度不小于6m,要求光滑直顺;导轨采用道钉固定在枕木上,深入工作坑壁50cm,以保证套管顺序连接;轨道安装后用经纬仪测量中心线及轨道高程,其误差应满足设计和规范要求;

3.5.3后背墙尺寸如下：宽度：5m,高度:6m,采用断面为20cm×20cm方木密排,高度为6m,尽量贴紧墙壁,后背平面要求垂直于管道中心线,如有空隙用砂石填充严密;方木前如设2cm厚钢板,再埋设3根立铁,间距1.2m,立铁前端码放横铁;立铁与横铁均采用25号工字钢对焊而成;横铁要求码平整,顶镐后座与横铁结合处严密,以便均匀地将顶力传到后背上;

3.5.4由于一次顶进长度较小,故选用圆形钢护铁,确保管体安全,保护管子端面,并能够分散顶力,使端面传力均匀,顶铁条用U形顶铁;

3.5.5安装顶管机时用经纬仪和水准仪测量顶管中心轴线和高程,使其和设计的穿越中心线重合;见安装示意图如下：

1.边坡

2.套管

3.环向顶铁分压环

4.纵向顶铁

5.横向顶铁

6.千斤顶

7.集水坑

8.方木

9.基础

3.5.6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：

F=F1十f2 其中F —总推力 Fl 一迎面阻力 F2—顶进阻力

F1＝π/4D2P D —管外径1.9m P —控制土压力

P ＝Ko γHo

式中 Ko —静止土压力系数,一般取

Ho —地面至掘进机中心的厚度,取最大值6m

γ—土的湿重量,取m 3

P ＝6＝m 2

F1=4＝

F2＝πDfL

式中f 一管外表面平均根据顶进距离平均沙砾土综合摩阻力,取m 2

D —管外径1.9m

L —顶距本标段最长段为48m F2＝48＝229t;

因此,总推力F=+229＝238t;根据总推力选用100T 顶管机;

顶管作业

3.6.1顶管采用人工掏土与机械顶管相配合的方式进行;

因DN1500×2000×150套管较重,作业坑深6m 必须用16T 吊车下套管;

顶管前,,每顶进,宜在套顶进时,情况确定,宜为5′~20′ 之间;

为减少混凝土套管顶进力,可在首节保护套管前加设刃脚;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顶管机之间加设不同长度的过渡顶管;如下

图：

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;

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,减少停顶时间,避免推进阻力增大;

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,然后垂直提升至地面;

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;

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；为保证管段穿越正常穿入,可将套管内用砂浆适当找平;

质量控制与误差校正

3.7.1质量的检测

套管在顶进时,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;顶管时的中线容易产生方位和高程上的偏差;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,都要进行精心测量检测,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;对每节套管吊装下坑对接时,要及时进行相关的测量检测,管线位置发生顶偏移时,要及时采取校正措施;

3.7.2质量的控制

3.7.2.1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;

3.7.2.2对管内工作面已挖成形,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;

3.7.2.3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;

3.7.3顶管偏差校正

在顶管过程中校正偏差是保证顶管质量的有力措施,偏差是逐渐积累起来的,也只有逐渐校正过来,偏差过大校正就很困难,因而在顶管过程中应勤校测,发现偏差及时校正;校正的方法分坑内和管端面纠偏这两类方法,具体作法如下：

3.7.3.1挖土校正法：在管子偏向设计中心的一侧适当超挖,而在相对的一侧不超挖或留坎,使管子在继续顶进中,逐渐回到设计位置,校正中纠偏角度不宜过大,以防产生相反结果;当管前土方被切削形成一定的土洞孔隙时,利用顶力设备;当偏差为10-20毫米时,可采用此法校正;

3.7.3.2顶木校正法：当偏差大于20毫米或者用挖土法校正无效时,用圆木或方木一端顶在管子偏离设计中心的一侧管壁上,另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上,支架稳固后开动千斤顶,利用顶进时顶木斜支管子所产生的分力,使管子得到校正;

3.7.3.3千斤顶校正法：这种矫正法基本上同顶木校正法,即用小千斤顶接一短顶木,利用小千斤顶的顶力使管位得到校正;

3.7.3.4加垫块校正法：即在顶管末端与顶铁间的适当位置垫上一块相应厚度的楔形钢板,使顶铁和管间形成一角度,顶进时可使被顶管得到纠正;

干线管线预制、安装

3.8.1干线管线预制在地形宽阔平坦的一侧进行,与顶管同时进行;主管道长度应大于套管4m以上;管道预制方法及要求与主管线相同;焊完毕后进行100%X射线探伤和100%超声波探伤;

3.8.2按设计和规范要求,对需要单独试压的穿越管道进行强度和严密性试压;水压试验介质采用洁净水,用水罐车拉运;

3.8.3试压合格后,按设计要求在主管上安装好绝缘支撑;

3.8.4管道干燥和主线路一起进行;若公路两侧管线还未敷设而无法连接时,应将穿越管两端密封;

3.8.5主管线安装前,根据穿越主管道的长度,挖出管道发送沟,与顶管作业坑相连,管沟开挖符合设计和规范要求;

干线管道的穿越

G112国道M198桩-M199桩穿越在路南侧挖一条长50米、深6米、宽米的发送引沟,G112国道M165-M176桩穿越在路南侧挖一条长30米、深5米、宽米的发送引沟,M134桩-M134+1桩穿越在路南侧挖一条长15米、深5米、宽米的发送引沟;保证将预制完毕的干线管段

下沟,然后按下图所示,利用吊车或吊管机以及圈杨机进行干线管道的穿越作业;

3.9.2为减小穿越阻力,在管端安装带滚轮的托板辅助发送;托板用20mm的钢板卷制,托板与穿越主管之间用20mm的橡胶护层隔离,用以保护主管道防腐层;

管端辅助发送托板

3.9.3为避免穿管过程中牵引时管线翻转,在管段端部牵引处设置万向节;穿越时用牵引机械通过钢丝绳牵引万向节带动干线管段穿套管,后端用吊管机或吊车调整管段中心辅助放送;

3.9.4穿越长度较小时,直接用吊车和吊管机配合进行穿越,穿越管段较长时,在接受坑的一侧设卷扬机进行牵引就位;

3.9.5套管封堵前,管内积水应排净,然后按照设计要求密封;

地貌恢复及标志桩埋设

3.10.1穿越施工结束后,进行作业坑回填,回填时应将发送坑和接收坑内穿越管段下部回填并夯实;管周围300mm内应回填细土保护,作业坑应回填并夯实;

3.10.2拆除施工临时设施,恢复边沟等道路原有设施,按设计要求埋设标志桩及水工保护;

4 Q/HSE管理措施

质量保证措施

4.1.1主管焊接要严格按照有关施工规范进行;

4.1.2接受现场监理的监督检查,发现问题及时解决;

4.1.3特殊工种必须持证上岗,严禁无证操作;

4.1.4防腐补口每一道口,每一道工序要严格执行规范,要求详细的施工数据,施工记录,并搞好防腐检漏工作,把缺陷全部消除;

4.1.5认真贯彻三检制度,实行班组自检、互检与专业检查相结合的检查制度,并做好各项检查记录;

HSE保证措施

4.2.1管道穿越工程施工应遵守国家和行业有关健康、安全与环境的法律、法规及相关规定;

4.2.2管道穿越工程施工应制定可行的施工作业安全措施和应急预案,配备足够的应急资源并进行应急演练;

4.2.3施工中应佩戴防护服、安全帽、目镜和工作鞋等劳保用品;

4.2.4管道穿越工程施工应限制在施工便道及施工作业带的占地宽度内;应对表层土、水源等进行保护;弃渣、施工废弃物应按要求进行处理,并避免泄露和扬尘;

4.2.5施工中造成的土地、植被等原始地貌、地表的破坏,应按设计要求予以恢复;

4.2.6施工中配电箱应放置在避水、干燥的地方,且接地良好,并应密封;应设专人管理并定期检查、维修和保养,不应私自乱接电源;

4.2.7施工中应采取措施减少施工噪音和振动;

4.2.8穿越施工作业区应设置安全警戒区,防止无关人员进入穿越施工现场,避免发生安全事故;

4.2.9建立各项安全制度,设专职人员做巡回检查施工范围内线路和安全防护,各工种间加强协作,互相配合,统一指挥,做好交接班记录,避免接班人员情况不明,盲目施工;

试压要有专人负责,严格按照试压方案去做,要做好试压时安全防护工作;

穿越施工要由专业起重工指挥吊装,要采用通俗、易懂的专业手势、旗语等,要平衡操作,严格遵守安全管理条例;

如发现机械设备有故障或有其它因素影响时,应暂停挖土;顶进要坚持“先挖后顶、随挖随顶”的原则,每次挖土不得超过;刃角前端;每次挖土之后应立即进行施力顶进,停歇时间不易超过12小时;

液压顶管机油管接头要经常检查,防止工作时松动;