1、公路顶管穿越施工方案1. 编制依据1) 国家法律、法规，地区颁布的安全、消防、环保、文物等管理规定2) 单管顶混凝土套管穿越公路典型图3) 现场踏勘情况4) 施工技术标准及验收规范油气长输管道工程施工及验收规范GB 50369-2006油气输送管道穿越工程施工规范GB 50424-2007钢质管道焊接及验收SY/T 4103-2006石油天然气金属管道焊接工艺评定SY/T 0452-2002油气管道线路标识通用图集（CDP-M-OGP-PL-008-2010-1）顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T 640-2010成品油输送管道用钢管通用技术条件（Q/SY GJX 103-2010）油气输送
2、管道感应加热弯管通用技术条件Q/SY GJX 111-2010石油天然气钢制管道无损检测SY/T 4109-2005埋地钢质管道聚乙烯防腐层GB/T 23257-2009埋地钢质管道双层熔结环氧粉末外涂层技术规范Q/CNPC 38-20022. 工程概况2.1 概况XXXXX公路顶管穿越位于XXXXX约300m。本段设计压力为10MPa，该段采用D660，材质为L450MB螺旋缝埋弧焊钢管，与主线路用管一致。管道穿越里程16Km+175m-16Km+185m，水平长度10m，带钢筋混凝土套管长度为8m，套管规格DRCP 12002000 A。2.2 地形、地质XXXXX公路穿越段地貌单元属于冲
3、洪积平原，地形较为平坦。穿越段路面为水泥路面，宽约4m。2.3 水泥路管道顶管穿越公路平面示意图：3. 施工方法3.1 顶管施工方法介绍顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、工作管、顶铁及运土设备等。施工前开挖工作坑，将设备安装就位，吊装套管、安装盲板顶环，利用液压千斤顶顶推套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后加入套管并更换顶铁继续顶进，循环作业，直至套管顶至对面接收坑；拆除设备，清理套管内余土，进行主管线穿越。3.1.1 顶力计算根据陕西科学技术出版社出版的长输管道施工作业技术中顶管时的经验计算公式计算如下：顶力计算：混凝土套管顶进长度为26m，套管顶进时刃角及套管外侧
4、涂抹黄油，降低摩擦系数，计算如下：理论公式：FKf(2Pv+2Ph+Pb)+Pa式中：F计算顶力（KN）；K安全系数，一般取：Pv管顶上垂直土压力（KN）；Ph管侧的侧土压力（KN）；Pb全部顶进管段的重量（KN）；f管壁与土间摩擦系数，一般取，Pa管端切土阻力（KN）；1) PvKYHDL式中K垂直土压力系数；Y土容量（KN/m3）H管顶覆土深度（m）；D管外径（m）；L顶进管段长度（m）；Pv82) 管侧土压力PhY（HD/2）DLtg2（45/2）式中：土内摩擦角其它符号同上式Ph（）8tg2（45 35/2）3) PbGL式中：G管节单长重量（KN/m）。Pb84) 切土阻力 PaAf
5、0式中：A管端截面积；f0土壤单位阻力；Pa（）500F总顶力（22）= 因此选用1台320t液压千斤顶能够满足要求；3.1.2 允许顶力允许顶力F=（cA/1000S）c管体抗压强度（MPa）A加压面积（cm2）S安全率，采用接触系数；F401851000，经过计算,允许顶力F F总顶力完全能够满足顶管要求；3.1.3 后座墙后靠背受力计算公式式中：R-总推力之反力（一般大于推力的）a系数（取之间），此处取2B后座墙的宽度（M）此处取4米土的容重（KN/M3)依据勘查报告H后座墙的高度(m)，此处取4.0米Kp-被动土压系数c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取10h-地面到后座墙顶部土体的
6、高度（M），此处取3.3米R4tg（4530/2）/2+210R 后座墙 RF总顶力，完全能够满足顶管要求；4. 施工程序施工准备管线预制测量放线挖操作坑地基处理安装支架就位顶管机、套管测量校正顶 进排 土拆除顶管设施封堵套管地貌恢复无损检测水压试验补口补伤主管穿越校 正测 量光缆套管安装5. 施工技术措施5.1 施工准备1) 施工前熟悉施工图纸，了解该公路穿越点的地质情况和地形地貌，掌握穿越的结构、深度要求，进行技术交底。2) 检查施工顶管设备、配套设备及各种施工机具和手段用料是否齐全完好。3) 按照施工计划及时向业主、监理工程师递交施工方案，向当地公路路政部门办理“公路穿越施工许可证”。4
7、) 查明穿越段地下是否有管道、电缆、光缆等障碍物。5) 安排施工队伍、机具、材料及安装安全警示和安全防护设施。6) 平整场地、修筑施工便道，根据现场情况，在作业带内修筑一条5m宽的施工便道进入预制场地，穿越完成后按公路主管部门的要求进行作业带恢复。5.2 测量放线1） 根据设计控制桩，用RTK放出穿越管段的中心桩，并撒上白灰线；2） 定出施工区域边界线的位置，在公路穿越时，设置穿越点的车辆限速标志；5.3 降水井施工1） 降水井套管采用预制砼涵管，砼涵管规格为DN400，每根长度为1m；2） 穿越中心线锦大线公路降水井降水井降水井降水井-3m降水井分布示意图降水井分布位置应设置在操作坑两边侧，
8、距坑边中心距为3.0m，为保证降水影响半径及施工操作安全，根据现场情况，该公路穿越点操作坑内需打4处降水井，分部在坑的四角。3） 降水井形式按轻型井点方式考虑，降水井深度应根据现场地下水位情况，可事先采用挖掘机就近试挖确定，一般应达到地下渗水层，以69m为宜。降水设备采用扬程10m的2寸真空泵进行。4） 现场施工可雇佣当地打井队伍完成，采用转动钻孔冲水方式作业，排出的污水、泥浆应设置排污池，经二次沉淀后，水质达到地方要求的排放标准后方可进行排放处理。5） 降水井待最后公路穿越施工完成后，按要求给予填土封闭恢复。5.4 作业坑开挖1） 根据设计要求，在穿越道路两端各开挖一个操作坑，一个作为作业顶
9、进工作坑即发送坑，另一个作为接收首节套管的工作坑即接收坑。2） 发送坑的尺寸比接收坑的尺寸大，发送沟的位置应确定在顶管穿越端自然地坪较低的一侧，以减少土方施工量。在现场撒出两个操作坑的正确尺寸和位置的白灰线，发送坑规格可按以下要求执行。3） 该段管道管径设计为660，操作坑宽度可定为4m；工作坑的长度与管节长度、千斤顶长度及后背墙的尺寸有关，还与顶进方法和运土工具有关，其长度根据现场和所使用的千斤顶的尺寸而定，本处穿越套管规格采用DRC12002000AJC/T640 ，发送坑坑底尺寸定为：长5m；宽4m；深度比设计要求管底标高深0.8 m；接收坑坑底尺寸定为：长5 m，宽4 m，深度比设计要
10、求管底标高深0.2m；坑边坡比为1：。铁合金厂公路采用挖掘机进行接收坑和发送坑的开挖工作。根据操作坑开挖的深度及现场条件，为保证其边坡稳定性，应考虑设置简易钢管桩或简易钢板桩支护进行，确保施工安全。4） 在挖发送坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：A. 要考虑充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。B. 要有足够的刚度，当受到千斤顶的反作用力时，应使压缩变形小，当反作用力取消时，应能基本恢复原位，以充分发挥千斤顶的有效冲程。C. 后背墙表面要平直，必要时后背墙要采取相应的支撑措施，例如加道木，加止推平台，选材要均匀坚固，以承受较大的后坐力，避免造成后背墙受力不
11、均，发生倾斜现象。5） 该处穿越点操作空间较大，操作坑开挖可采用翻铲开挖，人工配合挖放边坡，施工时要注意采取措施防止边坡塌方。5.5 发送操作坑地基处理1） 发送操作坑底要精细找平。2） 找平后铺垫400mm碎石，碎石上铺垫300mm厚黄砂，并夯实。5.6 安装导向支架、就位顶管机和套管1） 操作坑处理完毕后，在发送坑后壁平卧和立放两层枕木，并用吊车安装后靠背挡板，挡板规格为2m2m，20mm厚钢板，然后在黄沙垫层上等距离（约250mm）放置标准枕木，并根据现场地基处理情况，可选择在枕木上铺一层4m4m，20mm厚钢板，保证施工精度。钢板上安装2台自制的升降式滚动导向支架，用角钢10010加固
12、焊接在底面钢板上，或者用标准枕木铺垫，固定液压顶管机部件。2） 用RTK校正液压顶管机和穿路套管位置，保证套管中心线与设计中心相吻合。要求上下偏差：钻进长度在30m以内的套管，偏差不应大于100mm；钻进长度在30m42m以内的套管，偏差不应大于150mm；水平偏差不大于套管长度的2%，保证施工精度。3） 套管安装下坑前应进行外观检查包括管端面的平直度，管壁表面的光洁度及端面上有无纵向裂纹，套管内表面要保证平整，下端600弧范围内要抹平，无凸起，检查合格后在吊车的配合下，按示意图就位顶管机和DN12001202000型钢筋混凝土套管。1200X120X20005.7 顶管作业1） 启动液压千斤
13、顶开始穿越，开始时速度要缓慢，第一节混凝土套管的对中度必须控制好。顶管机的每个顶进行程完成后，退回原位，由人工排净管内淤土，更换纵向顶铁，然后继续顶进，直到行程达到第一节混凝土套管的长度时，吊装下一节混凝土套管，准备顶进。2） 纵向顶铁用20010016重型工字钢制作，根据混凝土套管长度和液压顶管机顶进行程为200mm需制作500mm、1000mm、1500mm、2000mm、2500mm、3000mm、短节各一个，短节断面形状为II型。3） 为防止与千斤顶接触端套管受力不均被破坏，需在千斤顶和套管间放置一块盲板顶环，盲板顶环采用30mm钢板制作，结构如图示：4） 为防止穿越长度过长，套管顶进
14、过程中因前端受力不均，使两根套管连接处发生错位，根据现场情况在两套管连接处放置环形限位圈，限位圈采用8mm180mm的带钢制作。5） 顶进过程中需随时观测套管进土的对中度，一旦发现有偏移趋势，要立即停止顶进，采用螺旋式千斤顶人工校正。6） 顶进操作时要注意液压机油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。7） 在整个顶进操作中应坚持连续作业，若顶进时间间隔过长，土拱容易下塌，使顶力增大。8） 如此反复，使混凝土套管抵达公路另侧的接收坑，即完成顶进过程。5.8 挖土、排土1） 1）顶进套管每次200300mm，边顶进边用人工在管前端挖土，排
15、土工具用手推车装土，人工牵引到送到操作坑料斗内，用吊车吊出操作坑运到指定地点。 2） 套管前端挖土必须严格控制，必须在规定的范围内开挖，不得超挖，管底土基弧度在120135范围内一定要保持管壁与原土层表面吻合。3） 人工挖土时，不得搅动管底下部的地基土，根据土质情况，工作面向前挖至-0.2m时，顶进一次，挖出的土要及时外运。4） 开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在最小的范围内。5） 人工排土时，管内应架设安全电压照明灯具和通风管。6） 人工排土只许取管内积淤的泥土，以避免造成冒顶或其它意外事故。5.9 顶管误差校正在顶管过程中必须严格控制误差、及时校正偏差保证顶管质量。顶管校正方法分为
16、坑内和管端面纠偏两类，它们包括如下方法：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，校正中不得猛纠硬调，以防产生相反的结果。当偏差为1020mm时，可采用此法校正。当涵洞管前土方被切削形成一定的土洞空隙时，宜用顶力设备，采取下述方法校正施工。2) 顶木校正法：当偏差大于20mm或者用挖土法校正无效时，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) 千斤顶校正法：用小千斤顶接一短木，利用小千斤顶的顶力使
17、管位得到校正，具体操作方法类似于顶木校正法。4) 加垫块校正法：即在顶木末端于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定角度，顶进时可使顶管得到纠正。5.10 拆除顶管设施1) 套管出土长度达到设计要求后，经监理验证合格，停止顶进。2) 套管顶进后，两节混凝土套管对接处，按设计要求用1:2防水渗水泥砂浆和沥青麻辫填充密封，施工时可从外壁塞沥青麻绳，穿进混凝土套管，使两端压实，然后开始正常顶进。3) 利用吊车在人工配合下，拆除导向支架、枕木等设施并运走顶管机。4) 因考虑到顶进套管施工完成后穿越工作管有一定的施工周期，为防止意外事故发生，对于砼套管两端可采用编织袋装土码砌封
18、都好两侧敞口端，并做好安全警示标识。5.11 工作管及光缆套管预制、穿越1) 工作管组焊方法与质量评定标准与直管段组焊相同，预制长度应大于套管长度4m以上，且应是整根管，工作管长度为26m，光缆套管长度为28m。2) 管道经单独试压合格后进行补口、补伤，补口、补伤完成后，防腐层经15kv电火花检验合格后方可进行穿越。光缆套管焊接完成进行补口、补伤、穿越固定。3) 预制合格的管段在安装好聚乙烯支撑块后，由一台挖掘机在接收侧牵引，2台25t吊管机在发送端吊管行走来完成穿越工作。5.12 附件安装、套管封堵穿越完成后，及时对通信硅管的套管进行敷设施工。通讯光缆套管敷设在管道顺气流方向的右侧，与沟底相
19、平。套管内积水杂物等清除干净后再进行两端封堵，套管封堵采用沥青麻辫水泥砂浆砖砌施工，外表面采用环氧煤沥青涂刷。5.13 地貌恢复施工结束后，回填操作坑及管沟，彻底清除施工及生活垃圾，恢复原状地貌，最后通过地方有关主管部门的验收检查认可。6. 质量保证措施1) 严格按图施工，认真执行施工规范。2) 对职工进行教育，提高职工的质量意识和责任心。3) 设置专职的质量检查员。4) 认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检与专检相结合的检查制度，并做好各项检查记录。5) 冬季施工期间，要采取防冻措施。6) 管道在吊装、运输、堆放的全过程应有保护措施并严格实施。7) 防腐管吊装应使用能防止防腐层和管口损伤的专
20、用吊具8) 防腐管必须分类运输和堆放，同一规格、型号、防腐等级的管子堆放一起9) 运输和装卸过程中检查出防腐管的防腐层或管口有损伤，应做详细记录并标识清楚，分开堆放；10) 布管应按设计图纸要求壁厚、防腐层类型等顺序进行，不同壁厚、防腐等级的分界点与设计图纸要求的分界点不应超过12m；11) 布管时应轻起轻放，注意保护管口和防腐层不受损伤，不允许防腐管在地上拖拉、碰撞，布管应以锯齿形摆放，防止两管口相互碰撞；12) 管沟开挖前应进行移桩，并标出管道走向，确保符合测量要求；13) 开挖前对地下障碍物调查登记和标识，并采用人工开挖，对重要的地下设施应作好保护措施；14) 沟内弃土不得堆放在施工带上
21、，耕作土与下层土须分开堆放；15) 检查与其它地下设置（管道、电缆、水渠等）的间距是否符合要求，并做好隐蔽记录；16) 组对焊接及补口补伤：A. 组对前检查管子的材质、规格是否符合设计要求；B. .组对前应将管内杂物清除干净，并注意保护内涂层；C. 管端50mm范围内外表面的油污、铁锈和污垢应清理干净，露出金属本色；D. 管口表面的缺陷的处理应符合技术要求，不允许有对管道寿命产生影响的缺陷（如裂纹、夹层）；E. 逐根检查管口的椭圆度，超标管口的处理应采用符合技术要求的方法，严禁采用锤击方法强行管口矫正；F. 组对时应重点控制错边量、螺旋焊缝或直焊缝错开量和对口间隙，符合规范要求；G. 不同壁厚
22、管子的组焊必须按规范要求打内坡口；H. 严禁强行组对焊接；I. 必须严格按照焊接工艺规程进行预热、焊接，管材预热必须配备环型火焰加热器加温，严禁使用喷灯和火把加热；J. 焊缝表面成型良好，咬边、余高、错边、焊缝宽度等参数符合标准要求，无飞溅、裂纹、焊疤、气孔和夹杂等缺陷；K. 检查补口、补伤是否按标准要求进行。当有在下列情况之一，且无有效防护措施时，不得进行补口补伤露天工作：雨天、雪天、风沙天；风力达到5级以上；相对湿度大于90%；L. 除锈后补口处的钢管表面严禁有浮锈、油污及其它杂物，钢管表面除锈等级应为级，管口两侧100mm范围的防腐层打毛。7. HSE管理措施7.1 HSE预防措施1)
23、机组人员体检、营地建设合格后，方可进行施工。2) 施工前，制定施工方案与安全措施，与公路交通管理部门取得联系，征得同意并办 理相应手续后方可进行施工。3) 施工现场用警示彩带维护，设置隔离带，禁止外人进入施工作业区，以免影响工作和安全可进行施工，夜间施工做好安全警示工作，在路上设慢行警示。4) 特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作，确保安全文明施工。5) 工地要指定专职安全人员进行安全巡视。6) 穿越点要设警示标志、险情提示标牌，工地要指定专人进行安全巡视。7) 顶管作业时在操作坑放置好应急、逃生工具，并提前进行安全交底工作。8) 作业的设备、工具，其电气部件要先检查是否绝缘良好，绝缘性能不好的
24、不准使用。在使用电气设施时尤要注意用电安全，做好接地，所有电线应为防水电缆，严防漏电现象发生，临时配电箱、开关要有防雨设施。9) 开挖中如遇地下管道、电缆及不以辨明的物品时应停止作业，采取必要措施后方准施工。10) 修筑的施工便道，有足够的安全行车宽度，其坡度缓慢下降。11) 在施工中采用土墩垫高管线时，垫层必须坚实牢固，防止管道滚动伤人。不准用石块垫管子。12) 在施工过程中，HSE监查员随时对坑壁进行检查，以防止坑壁塌方伤人，造成事故发生。13) 顶管施工的安全措施A. 水泥涵管在拉运过程中做好封车工作，不得超载、超高，吊装时由专职起重人员指挥，吊车旋转半径内不得站人，涵管应同向分层码垛堆
25、放，堆管高度不应超过二层。管垛距端部支承的距离为1.2m1.8m，每垛支承四道，均匀对称地配置，以便使载荷分布均匀。管垛外侧应设置楔型物，以防滚管。B. 根据操作坑开挖的深度及现场条件，为保证操作坑边坡稳定性，应及时打降水井降水，并考虑设置简易钢管桩或简易钢板桩支护进行，确保施工安全。顶管靠背墙要有足够的强度，必要时采用加固措施，保证施工安全。C. 施工中，液压千斤顶顶进过程中需随时观测套管进土的对中度，一旦发现有偏移趋势，要立即停止顶进，采用螺旋式千斤顶人工校正。D. 顶进操作时要注意液压机油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。E
26、. 人工掏土应做好必要的预防、保护措施，如携带氧气、身上栓应急绳索、佩戴应急求救信号灯等，现场设专职监护人，确保施工安全14) 管道组焊现场，氧气、乙炔胶管与电线、电焊软线要合理布置，不能混合交叉在一起，电焊软线及氧炔胶管要牢固绑在工作地点的支架上，焊接材料要放在稳妥方便的地方。15) 穿越施工完成后，及时清理施工现场，作到“工完料净场地清”。7.2 HSE应急预案为了减少和杜绝顶管穿越作业对生产、生活中可能发生的影响，使风险危害的初期达到有效的控制目的，杜绝和避免各类事故的发生，确保顶管施工的顺利进行，特制订本应急预案。7.2.1 坍塌事故应急措施当发生塌方出现紧急情况时，必须采取以下应急救
27、助措施：1) 立即命令操作坑内所有人员通过应急梯有顺序撤离，并清点工人数量。2) 立即向当地医院或救援队伍求助，或召集自己的救援队伍。3) 不参加救援的人员在可能的情况下必须离现场至少15米远距离。4) 不要用翻铲或者其他设备挖掘土方营救被埋的人员。5) 在救援人员赶到之前，不要移去被埋者使用的工具或者设备，因为根据工具或者设备的位置可以帮助救援人员找到被埋者。6) 收集被埋人员数量、位置、塌方时间的位置等情况，为救援提供足够的信息。7.2.2 人员伤害事故应急措施1) 作业前，工作人员做好各项检查工作。落实各项措施，保证作业的顺利进行。2) 当事故发生时，现场应急小组立即采取抢救措施，组织人
28、力、物力用现有的设施进行抢救，并采取有效的措施阻止事态的进一步扩大。3) 疏散人口，在组织抢险的同时，对抢险义务小组中的其他成员要进行疏散，以防人员伤亡事故的发生，在疏散过程中，被疏散人员必须听从指挥，服从命令，保证抢险工作的顺利进行。4) 立即与项目部应急办公室联系，报告险情发生地点、险情情况、需要救援的物资等。5) 发生人员伤亡时，现场应急小组组长立即组织人员，对伤员实施现场救治，当发生多人伤亡在救治时，应初步分清伤员的伤情，区别轻重缓急，确定救治和运送的次序，优先抢救有生命危险的伤员。组长通知医院前往现场进行救援。在救助力量到达之前，应急救护小组尽量做好初步治疗治疗和护理，在止血、包扎、
29、固定、搬运过程中应由指挥领导小组成员统一组织和指挥。6) 副组长要尽快同最近医院进行联系，详细报告情况，组织人力、车辆将伤员送往就近的医院，以便抢救及时，必要时通知医院集合医疗队前往接应。7) 现场人员要坚守岗位，为上级抢险工作争取时间及提供必要的信息。7.2.3 应急指挥小组职 务姓 名电话号码备注项目部人员联系方式项目经理项目协调经理总工HSE技术负责人质量负责人设备负责人材料负责人地方协调负责人8. 施工进度计划序号 时间123456789101112项目1施工准备2测量放线3设备调遣4挖操作坑5设备安装6顶管作业7挖土排土8设备吊拆9主管穿越10封堵套管11地貌恢复9. 主要设备、机具、材料需求计划9.1 施工设备施工设备配置一览表序号名称规格型号单位数量1吊管机25t台22挖掘机D320台13吊车20t台14推土机D85A台15林肯焊机SAE-400台26双弧焊机TLW-450台27半自动切割机DN1000台18外对口器DN660台19液压顶管机YDZ10-50台110发电机组50KW台211螺旋式千斤顶320t台112卷扬机1t台113潜
