1、2ZJCA021+1GZJCA022G 桩S202省道顶管穿越施工方案 西气东输三线中卫-靖边联络线工程第一标段中卫段管道线路工程（中卫压气站-ZJCC000)ZJCA021+1G-ZJCA022G号桩S202 省道顶管穿越施工方案编 码ZJ-TS-XJYJ-GC-00502016.07.21用于施工范琼华祝怡龙邓斌版本日期文件状态起草人校审人批准人编制单位：中靖输气管道线路工程第一标段新疆油建施工项目部目 录一、编制依据 11图纸资料 12施工技术标准及验收规范 1二、工程概况 12.1 概述 12.2 地形地貌 22.3 气象水文条件 22.4工程地质 22.5交通、社会依托情况 3三、施
2、工安排 3四、施工进度计划 3五、施工准备与资源配置计划 35.1施工准备 35.2资源配置计划 4六、施工方法及施工措施 66.1施工工艺流程图 66.2施工措施 76.2.1测量放线 76.2.2作业坑开挖 76.2.3顶管设备安装就位 86.2.4顶管作业 96.2.5穿越主管预制 126.2.6主管穿越 146.2.7封堵、排气管安装 156.2.8回填、恢复地貌 15七、质量保证措施 15八、HSE技术措施 17九、应急预案 199.1风险识别及控制措施的制定 199.2事故应急处理 209.2.1交通安全事故 209.2.2出现道路塌陷或路基损毁等事故 219.2.3触电事故应急救
3、援措施 219.2.4机械伤害事故应急救援措施 229.2.5发生窒息事故应急救援措施 229.2.6发其他事故应急救援措施 239.3应急救援组织 23十、施工平面布置图 24一、编制依据1图纸资料1.1 西气东输三线中卫-靖边联络线工程线路工程说明书；1.2西气东输三线中卫-靖边联络线第1标段沙坡头区ZJCA021+1G-ZJCA022G号桩S202省道顶管穿越施工图说明书(XZ01B05-PL003-B28#EPL-RP)；1.3顶进钢筋混凝土套管穿越公路、铁路典型图（XZ01B05-GI001#EPL-DW-01-01-06）；1.4穿越公路、铁路排气管保护措施典型图（XZ01B05-
4、GI001#EPL-DW-01-01-12）。2施工技术标准及验收规范2.1油气输送管道穿越工程施工规范GB50424-20152.2油气长输管道工程施工及验收规范GB50369-20142.3油气输送管道线路工程抗震技术规范GB50470-20082.4天然气管道工程钢管技术规格书（CDP-S-NGP-PL-006-2014-3）2.5油气管道工程感应加热弯管通用技术规格书（CDP-S-OGP-PL-016-2014-3）2.6油气管道工程用感应加热弯管母管技术规格书（CDP-S-OGP-PL-017-2014-3）2.7油气管道工程辐射交联聚乙烯热收缩带/套(热熔胶型)及补伤片技术规格书（
5、CDP-S-OGP-AC-020-2014-3）2.8油气管道线路标识通用图集(CDP-M-OGP-PL-008-2010-1)2.9顶进施工法用钢筋混凝土排水管（JC/T640-2010）2.10石油天然气工业管线输送系统用钢管（GB/T 97112011）二、工程概况2.1 概述本穿越段为西气东输三线中卫-靖边联络线工程第1标段宁夏中卫市沙坡头区段ZJCA021+1G-ZJCA022G号桩S202省道穿越。穿越点位于宁夏中卫市沙坡头区常乐镇景台村。穿越处设计压力为12.0MPa，管径为1219。本穿越所处线路位置地区等级为二级。S202省道穿越处为公路路基，采用顶进钢筋混凝土套管方式穿越。
6、本段管道起、终点桩号和里程分别为ZJCA021+1G（里程：0+017.0m）、ZJCA022G（里程： 0+055.1m）。穿越S202省道里程为：K45km+500m，与高速公路交叉角度为84。本设计段管道水平长38.1m，实长38.1m,其中顶进钢筋混凝土套管长度18m，钢筋混凝土套管为18002000mm（DRCP 18002000 JC/T 640-2010）。穿越段输气管道用管规格为：121922.0mmX80M直缝埋弧焊钢管。2.2 地形地貌穿越段地貌单元属于卫宁黄河冲积平原级阶地之上，属冲洪积相沉积地貌。场区原为农田、荒地，地下无暗浜、土洞、塌陷等其它不良地质作用及其它埋设物。
7、2.3 气象水文条件中卫市深居内陆，远离海洋，靠近沙漠，属半干旱气候，具有典型的大陆性季风气候和沙漠气候的特点。春暖迟、秋凉早、夏热短、冬寒长，风大沙多，干旱少雨。年平均气温在7.39.5之间，年均无霜期159169天，年均降水量179.6367.4毫米，年蒸发量1829.61947.1 毫米,全年日照时数2800 小时。夏季多南风，冬季多北风，全年主导风向为北、东风，基本风压0.45KN/m2，静风频率34.1%。降水量主要集中在68月，占全年降水量的60%。勘察期间穿越区域内未发现地下水。根据现场调查，穿越区域内未发现地表水。2.4工程地质本次穿越断面的地层主要由由碎石土（Q4al+pl）
8、、角砾（Q4al+pl）、碎石土（Q4al+pl）等组成等组成，各岩土体的分布及其特征分述如下：1）碎石（Q4al+pl）：杂色，干燥-稍湿，中密-密实，粒径大于20cm 的颗粒质量超过总质量的50%以上，一般可见20-40cm，最大可见60cm，多呈棱角状、次棱角状，磨圆度差；母岩成份以砂岩、石英砂岩为主，级配良好，砂土充填，局部夹角砾、粉土薄层，层厚20-40cm。该层在场地内各钻孔均有揭露，层厚为4.40-5.30m。2）角砾（Q4al+pl）：杂色，稍湿，密实，粒径2-20cm 的颗粒质量超过总质量的50%以上，大于20cm的颗粒质量占总质量的20%左右，最大可见60cm，多呈棱角状、
9、次棱角状，磨圆度差；母岩成份以砂岩、石英砂岩为主，级配良好，砂土充填，局部夹角砾、粉土薄层，层厚20-40cm。该层在场地内各钻孔均有揭露，顶板埋深4.40-5.30m，顶板高程1312.85-1313.87m，厚度3.10-5.20m。3）碎石（Q4al+pl）：杂色，稍湿，密实，粒径大于20cm 的颗粒质量超过总质量的50%以上，一般可见20-40cm，最大可见60cm，多呈棱角状、次棱角状，磨圆度差；母岩成份以砂岩、石英砂岩为主，级配良好，砂土充填，局部夹角砾、粉土薄层，层厚20-40cm。该层在场地内各钻孔均有揭露，未揭穿，顶板埋深8.40-9.60m，顶板高程1308.67-1309
10、.75m。2.5交通、社会依托情况乡村道路可到达施工现场，交通较方便。三、施工安排项目部根据施工需要安排专业施工机组或抽调人员组成施工小组进行穿越段的施工作业。公路混凝土套管的顶进穿越由专门的顶管穿越机组负责，管道的焊接由负责该区段焊接作业的半自动焊接一机组负责完成，穿越段的试压由试压机组完成，防腐机组负责管线穿越前的补口、检漏和补伤，主管段的穿越由半自动焊接一机组负责完成，顶管机组负责后续光缆套管的安装、套管口的封堵等工作。四、施工进度计划根据对穿越现场的踏勘，结合设计图纸，根据工期要求，结合我公司的施工经验，穿越各工序施工时间如下。序号时间内容天数(天)备注1准备工作、测量放线12场地平整
11、、设备搬迁13操作坑开挖24坑壁砼浇筑及养生55焊接及防腐36试压27液压设备安装18顶进作业5每天4米9设备吊拆、主管穿越110管口封堵、附件安装111地貌恢复1合计天数23五、施工准备与资源配置计划5.1施工准备1）人员、设备及材料进场报验。2）组织施工人员熟悉施工图，进行技术交底、HSE培训及交底。3）开工前先与公路管理部门联系，按照公路管理部门的要求办理穿越施工手续，按其要求设置相应的警示标志。4）通过公路管理部门确认穿越施工处是否存在地下光缆、电缆和地下隐蔽物。如果存在地下隐蔽物需要得到当地有关部门和人员确定后，采用人工开挖使隐蔽物暴露后取出，并采取相应的保护措施。5）准备好现场的各
12、种施工用料，检查设备良好情况，做到材料齐全，设备状况良好。5.2资源配置计划1）施工人员配置序号工种人数备注1机组长42安全员43技术员44质量员45测量员16管工27电焊工68起重工29顶管操作手110挖掘机操作手211吊管机操作手212移动电站操作手213吊车司机114试压工215防腐工216喷砂工117普工16合计（人）562） 施工机具、设备配置序号名称规格数量备注1液压顶管设备500吨2套套管顶进2单斗挖掘机PC2202台土石方开挖3吊车25t1台吊装4柴油发电机50kw1台现场发电5经纬仪1台测量顶进垂直精度6塔尺1个7吊管机70t2台8焊接工程车YZDZ-803台9外对口器121
13、91个10火焰加热器自制3个11红外线测温仪麦考特MT1OO3个12风速仪AR8261个13干湿温度计WHM5型1个14卡车8t1台拉运中频设备15中频发电机组120kw2套16中频加热器12192套17空气压缩机P400WCU1台18喷砂装置自制1套19电动柱塞泵20MPa1台20水罐车10t1辆21潜水泵Q=65m3/h H=25m2台22压力记录仪NPR1008CM2台23压力变送器0-20MPa1台24压力天平0-20MPa1台25温度变送器量程-30到501台26工程指挥车越野车1辆27客货车1.5t428值班客车19座2辆3）措施用料序号名称规格数量备注1钢丝绳25mm30m牵引2
14、道木250250200080根支撑3电缆四芯200m电源线4小推车3辆推土5防爆灯4盏照明6钢丝绳16mm50m吊装7靠背板2m2m1付止推8制作轨道5m2付运行导轨9环型顶铁15002002002付推进10顶铁15004004002付推进11顶铁10004004002付推进12顶铁5004004002付推进13自制护帽1付保护顶管14液压油N46150kg15爬梯4副进出作业坑16铁锹10把除土17出土斗1副出土18托板小车带重力轴承1 个发送管道19吊带20t4条吊装六、施工方法及施工措施采用根据现场勘探地质资料揭露情况，本公路穿越工程人工顶管的方式进行。6.1施工工艺流程图6.2施工措施
15、6.2.1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，确定穿越中心桩、施工带边线、临时用地边线并撒上白灰线，同时用水准仪将高程引测到穿越控制点上，以便控制操作坑挖深。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、校核操作坑开挖深度和穿越准确度。6.2.2作业坑开挖1）根据设计文件要求，在穿越道路两端各开挖一个工作坑，一个作为作业顶进工作坑，另一个作为接收首节管的工作坑。2）根据顶管作业的工作要求，顶进操作坑底部工作面长度、宽度均设为5m，顶进作业操作坑的开挖深度由设计管底高程、滑动支撑块的高度、套管壁厚、顶进轨道的高度、
16、作业坑底部垫层的厚度等来确定，设计钢管底标高为1314.55 m，穿越段套管底标高为1314.32 m（聚乙烯支撑块高度按50mm计算，套管壁厚按180mm计算），坑底标高为1313.92m（轨道160mm +240厚垫层总厚度约400mm）。作业坑开挖示意图：3）在挖作业坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：（1）要考虑有充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。（2）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。（3）后背墙表面要平直，并且垂直于顶进管道的轴线，以充分避免产生偏心受压。
17、（4）根据土质情况，后背墙采用平铺道木、加专门的中间为工字钢两面用钢板焊接成的专用靠背挡板（中间为200mm 工字钢连续平铺，两面为厚22mm的钢板焊接，面积为2000mm2000mm），可以承受顶管作业的后座力。（5）顶管工作坑及装配式后背墙的墙面必须与管道轴线垂直，其施工允许偏差必须符合下表的规定。项目允许偏差工作坑每侧宽度5-8mm长度装配式后背墙垂直度0.1%H-0.2%H水平扭转度0.1%L-0.2%L注：1、H为装配式后背墙的高度 2、L为装配式后背墙的长度（6）为保证顶管时操作方便，在作业坑底部用C20素混凝土做300mm 厚垫层，上面铺设道木作为安装顶管导轨的基础。6.2.3顶
18、管设备安装就位1）设备下坑前，要对已挖好的基坑进行测量找平，符合技术要求。2）作业坑处理完毕，用25t 汽车吊安装后靠背挡板，支撑托架及推进轨道等，测量校正导轨面，保证套管中心线与设计中心相吻合，保证施工精确度。两导轨必须顺直平行等高，其纵坡与管道设计坡度一致，导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm顶面高程：0-+3mm两轨内距：2mm（1）装后的导轨应牢固不得在使用中产生位移并经常检查校核千斤顶的安装应符合下列规定：（2）千斤顶宜固定在支架上并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中心的垂直线上（3）当千斤顶多于一台时宜取偶数且其规格宜相同，当规格不同时其行程必须同步并将同规格的千斤顶对
19、称布置（4）千斤顶的油路必须并联，每台千斤顶有进油退油的控制系统。3）安装护圈护圈装于首节管端部，护圈由外壳内环和肋板三部分组成，护圈外壳套于顶进管外部,遮板端部呈2030角，尾板宽度1520 厘米，护圈使用25mm钢板制作，详见下图。 1遮板 2尾板 3套管壁 4环梁 5筋板套管护圈示意图4）安装管节管节坑下安装前必须先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无纵向裂缝。检查合格的管子用吊车吊到顶管工作导轨上，准备连接顶进。详见顶管穿越示意简图。5）千斤顶着力点为被顶管端面离管底1/3管径处。故千斤顶下面需要搭台，千斤顶为两个，按管中线对称布置。管道顶进时所用顶铁包括环形顶铁
20、，方顶铁和横铁。环形顶铁安放在管端面处，它的内、外径尺寸要与管端面尺寸相适应，厚度300500毫米。它的作用是使方顶铁传来的顶力较均匀地分布到被顶管端面上，以免管端面顶坏。方顶铁是在顶管过程中调节间距的垫铁，因此方顶铁的长度要根据千斤顶的冲程、管节长度而确定。方顶铁的两顶端面严格要求平整与平行，若达不到这一要求时不可使用。因为顶铁端面不平行，在作业时容易发生顶铁外弹。套管采用钢承口型钢筋混凝土套管，规格为DRCP18002000 JC/T640-2010。6.2.4顶管作业1）顶进也就是把管节沿导轨推顶到已挖好的洞内的作业，顶进操作要坚持“先挖后顶，随挖随顶”的施工原则。千斤顶顶进一个冲程后，
21、千斤顶复位，在横铁和环形顶铁间装进合适的顶铁，然后继续顶进。首节管节顶进方向是顶进作业成功的关键, 顶进时要随时测量和纠偏, 每顶进0.3米要进行一次测量, 并根据测量结果进行纠偏, 避免产生偏差。顶铁安装必须平直，顶进时严防偏心，以免使顶铁崩出伤人。顶进时注意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸展长度必须在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。在整个顶进操作中必须坚持连续作业。采用手工掘进顶管法时必须符合下列规定：（1）工具管接触或切入土层后必须自上而下分层开挖，工具管迎面的超挖量要根据土质条件确定。（2）在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随
22、挖随顶。（3）在允许超挖的稳定土层中正常顶进时管下部135范围内不得超挖，管顶以上超挖量不得大于1.5cm；管前超挖必须根据具体情况确定，并制定安全保护措施。2）管道接口管节安装时接口部位用橡胶密封圈密封，橡胶圈不得有气泡、破损、大飞边等缺陷，胶圈使用前保持清洁，安装时不得使用铁锤、钢钎等硬物撬装。胶圈就位后缝隙处用沥青麻丝抹平。同时在砼套管钢圈和胶圈上涂刷洗洁精以减小安装时摩擦力。胶圈装好后使用两个千斤顶均匀顶进，使套管就位。套管就位后检查胶圈状况，如果有扭曲、顶翻现象要将管子退出重新安装。顶管完成后在管内侧两管节对口的地方用M20水泥砂浆将缝隙填平。3）弃土外运从工作面开凿出的碎土要及时通
23、过管内用小推车水平运输至工作坑内，然后用吊斗垂直提升至地面，顶管结束后将所有挖出的碎土拉运到指定的弃渣地集中处理。4）灌浆砼套管顶进完成后视情况从注浆孔向套管上半周灌注水泥浆，套管灌浆孔应放置在顶部中心、第一象限45处及第四象限45处，孔的纵向间距不大于1m。灌浆时每排孔按照先下后上原则进行灌浆，下部孔灌满溢浆后再灌上部孔。5）设备、材料吊拆当套管顶进至对面接收坑时，套管穿越完毕，吊拆设备及作业坑支护，清除管内碎土，将靠背墙和基础垫层破碎后拉运到指定的弃渣地集中处理。然后进行误差测量和钢管穿越施工。6）顶管质量控制与误差校正（1）顶管的质量要求a）上下偏差：钻进长度在30m以内的套管，偏差不应
24、大于100mm；钻进长度在3042m以内的套管，偏差不应大于150mm；钻进长度在42m以上的套管，偏差不应大于200mm。b）水平偏差不应大于套管长度的2%。c）顶管中心线允许偏差不得超过顶进长度的1.5%，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520之间为宜。（2）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。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：a）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。b）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
25、而使高程起伏的不均现象。c）顶管的端面或后背上下部位的土壤承载力相差较大。d）导轨安装有较大误差。e）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。f）对每节管吊装下坑组对时，要及时进行相关的测量，每顶进0.6m测量一次，管线位置发生偏移时，及时采取校正措施。（3）顶管质量的控制a）用水准仪从坑外引进绝对高程，可以将顶进管段的各点高程一一测量出来。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
26、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。b）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。c）在顶第一节套管前先用径纬仪测套管中心、用水准仪测套管前后高差，套管中心线应与管道中心线应一致。当套管顶进1m 后，再以人工内挖土掘进，顶管时在套管头处、套管外用泥浆作润滑剂，保证顶管时液压缸压力，收回顶管装置活塞，加入顶铁，然后用顶管器再顶，收回顶管装置活塞，直至顶完第一根套管。第一节套管顶进中心线偏差不超过管长3%（6cm），初始顶进时每顶进300mm应检查一次，正常顶进后没顶进1m至少检查一次，出现偏差必须及时进行纠偏。（4）顶管偏差校正在顶管过程中
27、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，因而在顶管过程中必须勤校测，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：a）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。b）顶木校正法：当偏差大于20毫米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
28、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。c）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。d）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。（5）路面沉降观测在顶进作业过程中，要随时观测路面沉降情况，防止塌方，当沉降量超过规定时，要及时采取注浆等措施，及时处理隐患，避免塌方。6.2.5穿越主管预制1）根据设计要求，选择穿越施工场地，利用施工作业带进行布管，然后进行穿越段管道的组对焊接,焊接作业由焊接一机组完成，组对焊接在砼管顶进坑一侧进行，利用顶进坑穿管，减少开挖支护工作量。2）穿越段钢管组装、焊接采用半自动焊。穿越段与一般段均采用121922mm X80M直缝埋弧焊钢管。热煨弯管采用121926.4mm X80M直缝埋弧焊钢管制作，曲率半径Rc6D。热煨弯管明细表见下表：穿越热煨弯管明细表序号里程(km+m)角度( )选用弯管角度( )曲率半径方向壁厚(mm)10+17.0234623Rc=6D叠加角弯头26.420+55.1224823Rc=6D叠加角弯
