顶管穿越公路方案

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1、侯马翼城标段线路工程 顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 1 页 共 17 页 1、工程概况 1.1工程说明 该工程为山西(天然气)侯马翼城输气管道工程的一部份,西南线、晋侯高速、 S230省道、浍河渠、S234省道分别位于桩A02-A03、A04-A05、A09-A010、A81-A82、A085- A086之间,采用顶管施工法工艺施工。穿越处设计压力为4.0MPa,3PE加强级直缝埋弧焊 钢管6108.0 L360;实际穿越长度分别为24m、54m、20m、22m、16m。 1.2顶管穿越管段位置图 西南线顶管穿越图 晋侯高速顶管穿越图侯马翼城标段线路工程

2、顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 2 页 共 17 页 S230 省道顶管穿越图 S234 省道顶管穿越图 浍河渠顶管穿越图 1.3场地工程地质情况侯马翼城标段线路工程 顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 3 页 共 17 页 1.3.1根据土层的地质年代、成因类型、土性不同可将其分为两层,具体表述如下: 耕土(填土):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。 2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。 1细砂:浅黄色,主要成分为云母、长石、石英,夹有硕石,湿,稍

3、密-中密。 1.3.2场区地下水情况 场地勘探深度内未见地下水 2、编制依据 2.1山西煤层气(天然气)侯马翼城输气管道工程设计图纸 2.2油气输送管道穿越工程施工规范GB 50424-2007 2.3油气长输管道工程施工及验收规范GB 50269-2006 2.4给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268-1997 3、施工准备 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; 3.2对施工作业带进行征地、赔偿工作; 3.3确定施工用料及时达到施工现场,施工机具完好,满足施工需要; 3.4做好施工人员的技术培训工作; 4、施工技术措施 4.1顶管施工工艺 顶管选用钢筋混凝土套管,尺

4、寸为1000*2000。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理干净后再下第三节、第四节等。 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力,且 顶管用钢筋混凝土制造,不能将管顶裂。侯马翼城标段线路工程 顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 4 页 共 17 页 4.2工艺流程图: 4.2.1场地平整、测量放线 4.2.1.1场地平整 根据现场情况,在工作坑一侧平整出一块施工场地。1.边坡 2.套管 3.环向

5、顶铁 4.纵向顶铁 5.横向顶铁6.千斤顶 7.集水坑 8.方木 9.基础顶管穿越示意图4.1 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 制侯马翼城标段线路工程 顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 5 页 共 17 页 4.2.1.2测量放线 1)根据设计给定的控制桩位,用经纬仪放出穿越中心轴线,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

6、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。 4.2.2工作井开挖:工作井尺寸与管径大小、管节长短,顶管形式,施工方法等方面有关, 并受土的性质、地下水位条件等影响,以及各机械安装的位置,操作空间,现场条件,工期 长短,垂直运输等各方面因素有关系。将工作井底面宽度及长度、高度计算出来后即可进行 开挖。挖掘采用挖掘机进行挖掘。 1)工作井底面的宽度:BCH+2b+2c 式中 B工作井底面宽度(m); CH顶进管节外径(m); b工作井内稳好管节后两侧空间(m); 本工程套管直径较大 , b 取 1.0m; C两侧支撑材料厚度,取 0.05m。 顶管选用尺寸为100

7、0*2000 的钢筋混凝土管,工作井宽度 B 为 3.1m。 2)工作井底面长度 LL1+L2 +L3 +L4 +L5 式中:L工作井底面总长度(m); L1套管管节长度(m); L2千斤顶长度; L3 后背墙垫木厚度; L4顶进管节预留在导轨最小长度 钢筋混凝土管取 0.3-0.5m; L5管内出土在管尾留出空间长度,输送带运土取 1.6m; 顶管按每节 2m 考虑,200 吨油压千斤顶长度为 1.2m,后背墙为两层道木加一层钢板约 为 0.6m,采用土斗车取土,得出总长度约为 5.4m。 侯马翼城标段线路工程 顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 6 页 共

8、17 页 4.2.3坑挖好后还需进行坑底处理,坑底铺设厚0.2m砂石,为了安放导轨,坑底上还需铺设 枕木,枕木间距为 500-700mm。在套管底必须敷设导轨,导轨选用钢轨 43Kg/m 型。 4.2.4千斤顶选择 顶管法的的计算公式较为复杂,为了减少计算复杂的程序和施工方便,结合以往的实践,按 下列经验公式进行估算。 TKq*P 式中:T为总顶力(); Kq为顶管段内土质系数; 当粘土、砂粘土、天然含水量的砂质土挖洞时能形成供的Kq值为1.5-2;当土质为含水量很 低的砂质土、沙砾土,回填土等不能形成供的Kq值取 3 P为被顶管的全部自重()。 套管每米重量约 0.2t,根据穿越长度采取相应

9、的千斤顶。 4.2.5顶铁安装:预备1-0.01m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18-20 槽钢。顶铁位置设在管下面。作用点在 1/4-1/5D处。以便于出土及工作人员进出管内外为宜。 4.2.6掏土:顶管采用人工掏土,自制运土小车在管内进行运土。管内应安设便于作业的安 全照明,一般用低于 32V 的安全电压、内外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,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,底部应挖的平整, 管底坡度始终应符

10、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 10- 15mm,以减少土壤间的摩擦力及顶进时的阻力。下部 120-153范围内不得超挖,可以预 留 10mm,让管子在前进时切去。 4.2.7后背墙的处理:后背墙墙结构示意图如下:侯马翼城标段线路工程 顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 7 页 共 17 页 4.2.8套管的连接:在顶管施工中,套管的选用钢筋混凝土管,套管接口内封堵采用专用橡 皮圈,缝隙用石油沥青麻丝抹平。 4.2.9顶进施工工作坑内设备安装完毕,经检查各部处于良好状态,即可进行开挖和顶进。 首先将管子下到导轨上,就位以后,装好顶铁

11、,校测管轴线和管底标高是否符合设计要求, 合格后即可进行管前端挖土。顶进利用千斤顶出镐。在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进,其操作过程如下:安装好顶铁挤牢,管前端已一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行 程,将管子推向一定距离。停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。卸下顶铁,下管,套管接口内封堵采用专用橡皮圈,缝隙用石油沥青麻丝抹平。重新装好顶铁,重复上述操作。顶进时应注意事项:顶进时应遵照“先挖后顶,随挖随顶”的原则。应连续作业,避免中途停止,造成阻 力增大,增加顶进的困难。首节管子顶进的方向和高程,关系到整段顶进质

12、量,应勤测量,勤检查及时校正偏差。安装顶铁应平顺无歪斜扭现象,每次收回活塞加放顶铁时,应换用可能安放的最长顶 原有土 枕木 枕木 加强钢板 后背墙示意图 油压千斤顶侯马翼城标段线路工程 顶管穿越方 案 胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司山西项目部 第 8 页 共 17 页 铁,使连接的顶铁数目为最少。顶进过程中,发现管前土方坍塌、后背倾斜,偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况,应 停止顶进,查明原因,排除故障后,再继续顶进。管前挖土是保证顶进质量及地上建筑物安全的关键,管前挖土的方向和开挖形状,直接 影响顶进管位的准确性,因为管子在顶进中是循已挖好的土壁前进的。因此,管前周围超挖 应严格控制。

13、对于密实土质,管端上方可有1.5cm空隙,以减少顶进阻力,管端下部135 中心角范围内不得超挖,保持管壁与土壁相平,也可预留1cm厚土层,在管子顶管过程中切 去,这样可防止管端下沉。在不允许顶管上部土壤下沉地段顶进时,管周一律不得超挖。管前挖土深度,一般等于千斤顶出镐长度,如土质较好,可超前0.5m。超挖过大,土壁 开挖形状就易控制,容易引起管位偏差和上方土坍塌。在松软土层中顶进时,应采取管顶上部土壤加固或管前安设管檐,操作人员在其内挖土, 防止坍塌伤人。管内挖土工作条件差,劳动强度大,应组织专人轮流操作。管前挖出的土,及时外运。应采用自制四轮小车出土,土运至管外,再用工作平台上的 电动卷扬机送至平台上,然后运出坑外。4.2.10顶管作业面通风顶管作业面通风采用压入强制性通风措施,用风机通过1.5英寸铁管向工作面压风。 4.2.11测量与纠偏顶管测量:采用经纬仪和激光水准仪

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