HY005006高速高架水渠淮武线顶管施工方案.docx
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HY005006高速高架水渠淮武线顶管施工方案
黄陂-麻城(红安)天然气输气管道工程黄陂红安I段
HY005-HY006
武麻高速高架桥、水渠、淮武线
顶管穿越施工方案
湖北省天然气管道工程江汉油建项目部
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目录
1工程概况2
2编制依据2
3施工工艺2
4施工程序3
4.1施工准备4
4.3场地平整、便道修筑4
4.4操作坑、接收坑砌筑4
4.5轨道设备就位6
4.6顶进管就位6
4.7井点降水7
4.8顶管、排土、接管7
4.9测量、纠偏8
4.10成果测量9
4.11主管预制、补口、试压9
4.12发送沟开挖9
4.13沉井拆除9
4.14主管牵引就位9
5管材10
6管道的焊接、检验、防腐11
7人员、设备、措施用料11
8HSE措施13
9质量保证措施13
HY005-HY006
武麻高速高架桥、水渠、淮武线顶管施工方案
1工程概况
本穿越位于黄陂-麻城(红安)天然气输气管道工程黄陂红安I段HY005-HP0006号桩之间,管线里程为1+595km处。
穿越地理位置位于周家塆村,此次顶管共涉及到穿越水泥道路1处(宽度7m)、大型灌溉水渠1处(宽度11.8m)、已建成的淮武燃气管线1处,穿越处设计压力为6.3MPa,管径为Φ323.9mm,壁厚7.1mm。
穿越处管线方向近南北方向,采用顶管方式穿越。
输气管道穿越段长度为72m,顶钢筋混凝土套管长度为60m。
本段设计压力为6.3MPa,采用φ323.9×7.1mmX52直缝双面埋弧焊钢管。
公路穿越段用管采用加强级三层PE外防腐,现场补口采用辐射交联聚乙烯热收缩带。
穿越段全部环向焊缝及与一般线路段连接的管道碰死口焊缝均进行100%射线照相和100%超声波探伤检验。
一般线路段管道进行100%射线探伤检验。
计划施工时间为2013年11月11日至2013年11月21日,计划工期为10天。
2编制依据
2.1《输气管道设计规范》(GB50251-2003)
2.2《油气输送管道线路工程抗震技术规范》(GB50470-2008)
2.3《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2006
2.4《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2007
2.5《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640—1996
2.6《石油天然气工业管线输送系统用钢管》(GB/T9711-2011)
2.7《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》(GB/T23257-2009)
2.8《钢制管道焊接及验收》SY/T4103-2006
2.9《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》(JC/T640)
3施工工艺
施工采取“分节多次顶入法”顶管,采用DK1500顶管主油缸,主顶油泵为动力源,最大顶力为600t。
在一端操作坑内安装顶管设备,放入穿越套管,利用液压千斤顶顶进力顶推套管,每顶进一定距离,采用机械掏土,吊车提出操作坑,循环作业完成顶管施工,最后进行主管穿越。
4施工程序
砼管封堵
地貌恢复
施工程序图
4.1施工准备
4.1.1向有关部门了解穿越段附近是否有光缆、电缆、管道等地下设施,作好标记。
4.1.2采用雷迪探测器,探测出与我方管道交叉处的淮武管线的具体埋深,同时在平行位置采用人工挖掘方式找出淮武管线,并将实际测量成果与仪器成果进行校对,确认无误后,根据两侧地表标高计算出安全顶管深度
4.1.3检查顶管设备,配套设备及各种机具材料是否齐全、完好。
4.2测量放线
4.2.1测量工根据设计要求用经纬仪、水位仪定出中线桩、高程桩并用白灰撒出定位线。
4.2.2根据平面布置图定出施工区域边界线,管道施工作业带宽20m,长20m.
4.3场地平整、便道修筑
4.3.1施工现场措施:
进行作业区的平整,因场地承载力差,将表层采用铺30cm厚毛渣及碎石分层碾压做场地硬化处理,施工完毕后清理外运恢复,同时四周设置施工围栏。
4.3.2根据现场情况,在穿越点顶管作业南侧修一条便道,以便于车辆及材料进入,修筑进场便道20m。
4.3.3进场便道修筑的要求为:
道路路基宽度为5.0m,路面宽度为4.0m,两侧路肩各0.5m。
路面行车道横坡设计为1.5%,路肩横坡度设计为2%,填方路基边坡为1:
1.5。
4.3.4施工进场便道最底层将素土夯实,路基填土采用卵石进行铺垫,必须分层碾压,路基压实采用重型压实标准。
填方路基的填料最大粒径应小于150mm。
面层采用碎石土进行铺垫。
4.4操作坑、接收坑砌筑
4.4.1工作井及接收井:
施工根据现场地质情况,为保证施工安全采用砖砌工作井及接收井,施工采用沉井方式。
4.4.2沉井采取在基坑中制作,以减少下沉深度,降低施工作业面。
开挖深度为2.5m,基坑比沉井宽2米,四周挖排水沟,集水井,使地下水位降至比基坑底面低0.5m,挖土采用挖掘机进行,配合人工修坡和平整坑底,挖出的土方放至弃土场堆放。
在开挖的同时用防水塑料布对边坡进行覆盖,以防下雨塌方。
作业坑成型后在坑下制作沉井,以减少工作量,加快施工进度。
4.4.3沉井直接在确定的井位制作,沉井内部尺寸工作井为:
直径5m、高5.0m,接收井为:
直径5m、高7.0m。
4.4.4沉井制作技术要求如下:
A)基坑开挖完毕,在基坑中放出沉井制作基准线,采用用MU100240×115×53mm粘土红砖和1:
1水泥砂浆砌筑,每砌筑300mm高,在圆形砌体内放置8#铁丝两圈,以增强砌体刚度及稳定性,砌筑过程中,沉井底部设置集水坑,用潜水泵抽排渗入井内的积水。
B)沉井砌筑完毕后,进行砼封底:
当沉井到位各项技术指标合格后,立即开始做砼封底工作,封底前用2~3根长1米,φ600的砼管,放在井内代集水井,然后将井内的水抽干,开始浇筑素砼,素砼的厚度为200mm厚。
当素砼浇筑完成后开始绑扎底板钢筋,底板钢筋为两层,Ⅱ级钢筋HRB335,φ14@200,钢筋绑扎完成经验收合格后立即浇筑底板砼,底板砼厚度500mm,砼强度等级为C30,封底工序要一次完成,不得间断。
C)砼的养护采用人工养护,砼表面用草袋覆盖,砼浇灌完10--20小时开始浇水养护,养护时间不少于7d。
D)为保证沉井的稳固及操作中的安全,沿沉井的四周用挖掘机加设油管桩,间距为100mm,油管桩长6m,规格φ76×8mm。
4.4.5靠背墙制作:
靠背墙的尺寸为:
5000×3000×2000mm,高度3000mm,钢筋采用两层,Ⅱ级钢筋HRB335,φ18@150,钢筋绑扎完毕,支模、浇筑砼。
养护采用人工养护,砼表面用草袋覆盖,砼浇灌完10--20小时开始浇水养护,养护时间不少于7d。
4.4.6顶管出洞止水技术措施
1)洞口封堵
本工程钢筋混凝土套管公称内径为1.20米,在沉井下沉前为防止水土流入井内,先将洞口用砖进行封堵,但本次洞口封堵方法是;在钢筋绑扎完成后,用标准砖在预留的洞口内进行封堵,然后支模、浇筑砼,待砼凝固时能与与砖的外壁连成整体,能确保沉井下沉时洞口封堵不变形、不渗水。
2)安装洞门止水装置
沉井下沉后在顶管顶进前,在洞口外1米的范围内进行注浆,具体注浆作法是:
在洞口外1米的范围内插入6根φ32的注浆管,注浆管沿井壁方向布置,注浆高度和宽度大于洞口外1米。
顶管过程中,管子与洞口之间必须留有一定的间隙。
洞口止水圈的构造由穿墙套管、预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。
橡胶的具体要求是:
φ20预埋螺栓、10mm橡胶板,10mm钢板。
4.5轨道设备就位
4.5.1轨道机架安装:
先对纵管排粗找平,安装滑轨后,细找平并在轨道4个角打钢桩(钢管φ76×4、L=1.5米)稳固。
4.5.2顶进设备安装:
后靠背座、主顶油缸、顶铁、滑块座为一体,安装在滑轨上与活动滑块进行滑块对中、测试。
连接主顶油缸,主顶油泵、液压管路。
接通电源(120KVA发电机组),并试机操作。
4.6顶进管就位
混凝土套管用钢丝绳捆绑中部一点吊装就位,切忌吊两端,以防损坏套管。
顶管作业平面布置图
顶管作业断面图
4.7井点降水
4.7.1操作井、接受井井点降水
由于操作井及接收井地下水位过浅,为保证操作正常进行,距操作井及接收井外侧2m顺井周围进行井点降水,降水井间距1m.
4.7.2顶管作业带井点降水
该段土质1.6m以上均为淤泥质粘土或素填土,粘性较差且遇水后具有较强的流塑性,因此在掏土过程中顶管头前方土层极易坍塌,且与地下水混合后以砂浆的形式流出套管,易造成路面塌陷和人员伤亡的事故。
为此从操作井、接受井至公路路肩沿顶管作业带两侧进行井点降水。
4.8顶管、排土、接管
4.8.1顶管操作坚持“先挖后顶,随挖随顶”的施工原则。
4.8.1顶管前将砼套管外壁用烤把热敷均匀抹上石蜡,在顶进过程中持续涂抹45号机油。
4.8.2套管内排土采用机械排土,小车装土,用吊车倒运至操作坑外。
4.8.3顶进油缸完成一个行程后,顶进装置往前移动一个行程,在靠背枕木与枕木之间加一节钢制靠背短节(其制作如下图),然后,继续顶进。
钢制靠背短节示意图
4.8.4一节套管顶进后,进行两节混凝土套管的对接。
4.9测量、纠偏
4.9.1顶进过程需随时观测套管进土的对中度,一旦发现有偏移趋势,立即停止顶进,进行纠偏。
4.9.2检测(每顶进一米检测一次)
检测项目
工具
质量标准
横向偏移
经纬仪、钢板尺
<2.0%L(L为顶进长度)
上下偏差
水准仪、钢卷尺
<1.5%L(L为顶进长度
4.9.3在顶进作业时,重点对第一根管的顶进方向加以控制,位置偏差不得大于管长的
1.0%。
4.9.4纠编
4.9.4.1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成或挖成溜坎,使管子在继续顶进中逐渐回到设计位置,在校正中不得猛纠硬调,以防产生相反的结果。
适用于偏差为10-20毫米范围内的纠偏。
4.9.4.2顶木校正法:
当偏差大于20毫米或者用挖土校正法校正无效时,可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的基坑内,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。
4.9.4.3千斤顶校正法:
基本同顶木校正法,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。
4.9.4.4加垫块校正法:
即在顶管未端与顶铁间的适当位置加一斜垫铁,使顶铁和管间形成一角度,顶进时可使被顶管得到纠正。
4.10成果测量
4.10.1顶进完成后撤除顶进装置,清洗砼管内壁,吹风干燥
4.10.2用经纬仪和水准仪对套管标高,水平偏差和纵向偏差进行测量并记录顶管成果,经业主监理部门认可。
4.11主管预制、补口、试压
4.11.1在穿越套管之前,根据现场实际情况,选择在穿越点东侧采用五接一组对焊接。
由于该段现场土质为耕地,地面承载力较好,可直接用220型挖掘机在作业面内布管及焊接预制作业
4.11.2组焊完毕后进行无损检测,合格后进行防腐补口、试压。
穿越段管线组装完毕必须先清管,然后单独进行强度试压和严密性试压。
以洁净、无腐蚀性水为试压介质,强度试验压力为9.45MPa,稳压时间为4h,严密性试验压力为6.3MPa,稳压时间为24h。
管道的清管、试压及合格标准按照《油气长输管道工程施工及验收规范》的相关规定,一般段管道试压与所在线路段一起进行。
4.12发送沟开挖
采用分层开挖方式开挖发送沟,边坡比1:
0.5,开挖深度与顶管套管深度一致,为保证管沟成型,沿管沟内侧打一排φ159×5m钢板桩。
间距1m,桩长6m,地面上4m,地下2m。
在靠作业面外侧的钢板桩上用10#铁丝绑扎竹条板隔离弃土,绑扎高度3m。
4.13沉井拆除
在开挖发送沟时,同时拆除沉井,废砖及混凝土渣用车拉运到村委会指定的废弃场。
4.14主管牵引就位
4.14.1在预制管段上安装聚乙烯支撑,在管头焊接专用牵引封头,并在管头绑一圈废旧轮胎,以保护套管和母管。
4.14.2制作专用的滚轮架,(在滚轮架和主管之间用胶皮板δ=10mm)隔离,将滚轮架用螺栓紧固在主管上。
4.14.3在砼管内连续铺0.5mm厚的镀锌铁皮,铁皮间采用铝铆钉连接,确保牵引顺利进行。
4.14.4牵引端安装及辊轮架制作如图
牵引端示意图
辊轮架示意图
4.14.5采用1台220挖掘机和1台25T吊车配合穿越。
4.14.6发送沟开挖至穿越管就位完成前用2台4寸潜水泵持续抽水。
4.15砼管填充、及井点降水拆除、地貌恢复
4.15.1主管穿越定位后,用细砂或细土填充套管,套管两头不封堵。
4.15.2经甲方或监理进行隐蔽工序验收后,进行分层夯填,
4.15.3顶管完成后,在公路两侧各设一个穿越标志桩。
4.16.4地貌恢复完毕后,报请有关部门验收。
5管材
本段设计压力为6.3MPa,采用Φ323.9×7.1mmX52直缝双面埋弧焊钢管。
冷弯弯管采用防腐合格的Φ323.9×7.1mm直缝双面埋弧焊钢管,曲率半径不小于40D。
6管道的焊接、检验、防腐
本工程管道焊接采用E6010φ3.2手工下向焊打底,E7010φ4.0焊条填充盖面,满足焊接工艺规程规定。
警示牌采用E4303焊条。
穿越段全部环向焊缝及与一般线路段连接的管道碰死口焊缝均进行100%射线照相和100%超声波探伤检验。
一般线路段管道进行100%射线探伤检验。
公路穿越段用管采用三层PE外防腐,一般线路用管也采用三层PE防腐,现场补口采用辐射交联聚乙烯热收缩带。
7人员、设备、措施用料
人员组成清单
序号
名称
数量
备注
1
机组长
1
2
技术员
1
3
质量员
1
4
HSE员
1
5
材料员
1
6
测量工
1
7
电焊工
4
8
机械
4
9
起重工
1
10
电工
1
11
泵工
1
12
司机
1
13
修理工
1
14
普工
4
15
炊事员
1
16
防腐工
4
措施用料清单
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
警示标牌
L658/4
块
2
2
警示彩带
M
200
3
枕木
300×300×3000
根
10
支撑
4
枕木
200×200×2000
根
10
支撑
5
工字钢
14#
M
40
支撑
6
槽钢
20#
M
75
支撑
7
钢板
δ20
M2
20
后座加固
8
钢板
δ14
M2
10
牵引
9
绝缘橡胶板
δ8
M2
1
作辊轮架
10
蝶形封头
φ813
个
2
试压
11
碘钨灯
1000W
套
5
照明
12
钢丝绳
φ16
m
100
吊装
13
电缆
三芯(10A)
m
200
14
管桩
φ159×5
m
300
15
无缝钢管
φ114×6.4
m
30
作钢桩
16
防水雨布
M2
200
17
竹条板2m×0.3
M2
200
18
铁丝10#
kg
40
19
石蜡
Kg
80
20
机油
45
Kg
60
21
水泥
Kg
300
施工设备、机具清单
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
顶管机
DK2000
台
1
顶管
2
发电机组
50KW
台
1
3
全站仪
CTS225
台
1
4
潜水泵
4B20
台
2
抽水
6
履带挖掘机
SH220CT
台
2
挖操作坑
7
送风机
台
1
通风
8
液压千斤顶
60T
台
1
纠偏
9
卡车
8T
台
1
拉运
10
井点降水装置
套
1
11
打桩锤
个
1
12
离心泵
8SH-6
台
1
倒土
13
平板拖车
40T
台
1
拉运
14
逆变焊机
ZX7-400-3
台
3
15
吊车
25T
台
1
吊装
16
客车
19座
台
1
值班
17
客货车
BJ1041
台
1
值班
18
补口装置
套
1
19
倒链
8T
个
2
20
21
清管器
Φ323
套
2
22
收发球桶
Φ323
套
1
23
试压装置
Φ323
套
1
8HSE措施
8.1在穿越处设置警示牌1个;在公路上下游40m处各设置警示牌,提醒过往行人及设施注意安全。
8.2公路穿越作业时,请当地的有关部门协助指挥交通,确保公路畅通。
8.3施工前,应先对挖掘机、吊带、钢丝绳等施工器具进行安全检查,设备性能和吊装器具必须完好。
8.4施工中应注意各机械的相互配合,无关人员禁止进入工作区。
8.5施工人员应穿戴好劳保用品,施工机械、作业现场应有安全环保方面的标志。
8.6施工中用的各种电缆线绝缘良好,各种电气设备接地。
8.7顶管施工完毕后,废弃的水泥、砂浆、建材、油污及其他杂物装车运走,场地做到工完料净,并平整到原来地貌形式。
8.8施工期间禁止在施工范围内遗弃废油等环境污染物。
9质量保证措施
9.1穿越段全部环向焊缝及与一般线路段连接的管道碰死口焊缝均进行100%射线照相和100%超声波探伤检验。
确保焊口质量满足要求。
9.2穿越管道的防腐检漏符合要求。
9.3穿越管道的埋设深度满足设计要求。
9.4施工各工序开展“三检”制度,提高工程质量。
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