石油管道顶管穿越公路项目安全预评价报告.doc

1 98 编号编号 公司公司 成品油管道顶管穿越成品油管道顶管穿越 公路工程公路工程 安全预评价报告安全预评价报告 报批版 报批版 评价公司评价公司 资质证书编号 资质证书编号 年年 月月 1 98 公司公司 成品油管道成品油管道 顶管穿越顶管穿越 公路工程公路工程 安全预评价报告安全预评价报告 报批版 报批版 法 定 代 表 人 技 术 负 责 人 评价项目负责人 年年 月月 Comment x1 不对 应该是 8MPa 吧 I 98 前前 言言 成品油管道工程是中国石油天然气股份有限公司 兰州 郑州 长 沙 成品油管道在 市区段配套支线工程 该项目的建设将改善 市及周边区域成品油供应的紧张状况 该项目起自 管道 49 号阀 室 向北敷设 经 大道至 石油公司的油库 全部位于 境内 输送的油品主要为 90 汽油 93 汽油和 0 柴油 设计流量为 300m h 分输阀室的分输压力范围为 1 9 6 05MPa 采用常温密闭 顺序输送方式 极端最低温度为 20 最高温度为 40 该工程同沟敷 设两条管道 一条柴油管道 一条汽油管道 线路全长约 6 0km 管道沿 线穿越城区道路 2 条 穿越高速公路 1 处 全线设计压力 0 8Mpa 管材 采用 219 1 6 4 L245 直缝高频焊钢管 热煨弯头制作采用 219 1 7 1 L245 直缝高频电阻焊钢管 输油管道采用三层 PE 加强级防腐 成品油管道工程在 J20 J21 处 J20 桩坐标为 X 3650610 Y 508977 J21 桩坐标为 X 3650590 Y 509069 成品油 管道顶管越 高速公路 K871 400 穿越长度 80 米 穿越处路面标 高 79 5 米 套管管顶标高 66 5 米 套管顶部距离高速公路路面 13 米 与 高速公路夹角为 90 度 顶管选用钢承口 级钢筋混凝土排水管 套管规 格为 1200 2000 120 内径 1200mm 壁厚 120mm 每节长度 2000mm 穿越处高速公路路基现宽 27 米 高速公路即将扩建 东西两侧各扩建 7 米 建成 41 米宽的 8 车道高速 操作坑位于高速公路的西边 坑边与扩 建后高速公路边沟外边沿距离为 2 米 作业坑深度 4 5 米 长度 6 5 米 宽度 5 米 II 98 根据 安全生产法 道路交通安全法 公路安全保护条例 关 于加强建设项目安全设施 三同时 工作的通知 发改投资 2003 1346 号 河南省安全生产条例 和 河南省高速公路条例 安全预评价导则 等规定 中国石油天然气股份有限公司河南销售分公司 以下简称中石油 河南分公司 委托 评价公司对 成品油管道 分输支线工程穿 越 高速公路工程项目进行了安全预评价 中石油河南分公司 成品油管道工程 年 9 月 8 日取得 河南省 发展和改革委员会关于 成品油管道 分输支线核准的批复 批 复文号豫发改能源 号 该项目已经取得 市环保局 关于 成品油管道工程项目环境影响报告表的批复 表 2010 2 号 城乡规划局 关于 成品油管道 分输支线规划的函 驻 规文 41 号 河南省安全生产监督管理局 危险化学品建设项目安 全许可意见书 豫安监危化项目设立审字 00205 号 评价公司根据委托方提供的有关资料 经过现场勘察 针对项 目的实际情况和特点 主要采用安全检查表法 预先危险性分析法等评价 方法 依据国家法律 法规和行业标准 结合该工程的特点对该工程的危 险 有害因素的种类和危险 危害程度进行分析 辨识 对该项目进行了 综合评价 提出了有针对性的安全技术和管理措施及建议 得出了评价结 论 并编制了 成品油管道工程顶管穿越 高速公路工程项目安 全预评价报告 通过危险有害因素辨识结果为 1 该项目存在的自然危险有害因素 主要包括 地震 雷击 暴雨 洪水 高温 大风天气等 2 该项目施 工过程的危险有害因素有 坍塌 机械伤害 起重伤害 物体打击 窒息 III 98 高处坠落 车辆伤害 粉尘 噪声 其他伤害等 3 主要危险因素有坍 塌 高处坠落 起重伤害 物体打击 窒息及机械伤害 评价结论为 该工程虽存在多种危险有害因素 但是只要安全认识到 位 安全责任落实 安全监管得力 安全执法严格 施工安全就可以得到 保障 该工程在后续的设计和施工中采取企业提供参考资料中述及的施工 方法 保通方案及安全预评价报告中提出的安全对策措施及建议后 危险 有害程度可以得到控制 减弱和降低 管道穿越高速公路部位的安全稳定 及今后高速公路安全通行可以得到保障 其内在的风险程度可以接受 成品油管道工程顶管穿越成品油管道工程顶管穿越 高速公路工程从安全施工的角度符合高速公路工程从安全施工的角度符合 国家有关法律 法规 技术标准规定的要求 国家有关法律 法规 技术标准规定的要求 本次评价得到了项目建设单位 施工单位和设计单位的大力支持 在 此表示衷心的感谢 评价公司 年 月 IV 98 目 录 1 评价概述 6 1 1 安全预评价目的 6 1 2 安全预评价的原则 6 1 3 安全预评价的范围 内容 6 1 4 安全预评价依据 7 1 5 安全预评价工作程序 10 2 建设项目概述 13 2 1 建设单位 设计单位 施工单位简介 13 2 2 建设项目简介 14 2 3 顶管穿越工程 15 2 4 公路穿越工程施工方案 20 2 5 质量控制与误差校正 32 2 6 套管穿越施工机具配置 33 2 7 人员配备 不包括管线安装 34 2 8 安全保证措施 34 2 9 电供应 39 2 10 工期 39 3 主要危险 有害因素辨识与分析 40 3 1 自然危险有害因素分析 40 3 2 主要危险有害物质 42 3 3 施工过程危险有害因素分析 46 3 4 重大危险源辨识 50 3 5 相关事故案例 52 4 评价单元划分和评价方法简介 55 4 1 评价单元的划分 55 4 2 评价方法的选择 55 4 3 各单元采用的评价方法 57 5 定性 定量评价单元 58 V 98 5 1 项目路选址及周边环境单元安全预评价 58 5 2 穿越公路工程施工评价单元 63 5 3 临时用电单元 72 5 4 机械设备单元 77 5 5 专项保通方案单元 80 5 6 施工安全管理单元 82 6 安全对策措施及建议 87 6 1 安全对策措施建议的原则 87 6 2 施工方案已提出的对策措施 88 6 3 本报告提出的安全对策措施 88 7 安全预评价结论 93 7 1 主要危险 有害因素评价结果 93 7 2 建设工程应重点防范的危险 有害因素 93 7 3 安全预评价综合结论 94 附 件 96 6 98 1 评价概述评价概述 1 1 安全预评价安全预评价目的目的 1 贯彻 安全第一 预防为主 综合治理 的方针 使 三同时 在工程 建设中能够得到落实 以利于提高建设项目的本质安全程度 2 根据建设项目的设计方案 施工方案 辨识系统潜在的危险 有 害因素 应用系统工程的方法 对危险 有害因素进行分析 预测项目中 可能的事故并预测其后果 3 提出消除 预防和降低事故的合理可行 有针对性的措施 为建 设项目的安全管理实现系统化 标准化和科学化提供依据和条件 4 为安全生产监督管理部门实施监察 管理提供依据 安全预评价 的分析 评价结论和对策措施可为编制建设项目初步设计文件提供依据 1 2 安全预评价的原则安全预评价的原则 本次评价以国家现有的有关安全预评价的法律 法规及技术标准为依 据 以施工现场勘查及 河南省发展和改革委员会关于 成品油管道 分输支线核准的批复 顶管穿越 高速公路施工方案 为基础 用科学的评价方法和规范的评价程序 遵循安全评价的相关原理 类推原 理和惯性原理 坚持政策性 科学性 公正性 针对性等原则 以严肃的 科学态度开展该项目的安全预评价工作 1 3 安全预评价的范围安全预评价的范围 内容 内容 评价范围 成品油管道工程穿越 高速公路工程的顶管施工 以及对高速公路的影响 评价范围向界区外适当延伸 延伸部分包括周边 环境等 除顶管施工外的其他施工及油管道的焊接作业及危险化学品的评 价不在本次评价范围之内 7 98 该项目已经取得河南省安全生产监督管理局 危险化学品建设项目安 全许可意见书 豫安监危化项目设立审字 00205 号 有关成品油 危险化学品方面的评价内容不在本次评价范围 评价内容 主要包括项目选址及周边环境 顶管施工 临时用电 机 械设备 专项保通方案 施工安全管理等 1 4 安全预评价依据安全预评价依据 1 4 1 法律 法规法律 法规 1 中华人民共和国安全生产法 中华人民共和国主席令第 70 号 2 中华人民共和国消防法 中华人民共和国主席令第 6 号 3 中华人民共和国劳动合同法 中华人民共和国主席令第 65 号 4 中华人民共和国职业病防治法 中华人民共和国主席令第 60 号 5 中华人民共和国气象法 中华人民共和国主席令第 23 号 6 中华人民共和国突发事件应对法 中华人民共和国主席令第 69 号 7 中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国主席令第 22 号 8 中华人民共和国环境噪声污染防治法 中华人民共和国主席 令第 77 号 9 中华人民共和国石油天然气管道保护法 中华人民共和国主 席令第 30 号 10 建设工程安全生产管理条例 中华人民共和国国务院令第 393 号 8 98 11 危险化学品安全管理条例 国务院 591 号令 12 特种设备安全监察条例 国务院令第 549 号 13 石油天然气管道保护条例 国务院令第 313 号 14 公路安全保护条例 国务院令 593 号 2011 年 7 月 1 日执行 1 4 2 规章及规范性文件规章及规范性文件 1 国家发展和改革委员会 国家安全生产监督管理局关于加强建 设项目 三同时 工作的通知 发改投资 1346 号 2 国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知 国发 23 号 3 生产安全事故应急预案管理办法 国家安全生产监督管理总局 令第 17 号 4 职业病范围和职业病患者处理办法的规定 卫防字第 82 号 5 劳动防护用品监督管理规定 国家安监总局令第 1 号 6 特种作业人员安全技术培训考核管理规定 国家安全生产监 督管理总局令第 30 号 7 关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见 国家安全生 产监督管理局安监管协调字 2004 56 号 1 4 3 标准规范及规程标准规范及规程 1 安全评价通则 AQ8001 2007 2 安全预评价导则 AQ8002 2007 3 输油管道工程设计规范 GB50253 2003 2006 版 9 98 4 石油天然气工程设计防火规范 GB50183 2004 5 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 92 6 石油天然气管道安全规程 SY6186 1996 7 防止静电事故通用导则 GB12158 2006 8 危险化学品重大危险源辨识 GB18218 2009 9 公路路线设计规范 JTG D20 2006 10 石油天然气安全规程 AQ2012 2007 11 油气输送管道线路工程抗震技术规范 GB50470 2008 12 石油天然气工程总图设计规范 SY T0048 2009 13 油气输送管道穿越工程设计规范 GB50423 2007 14 油气管道穿越工程施工规范 GB50424 2007 15 顶进施工法用钢筋混凝土排水管 JCT640 2010 16 石油天然气管道穿越工程施工及验收规范 SY T4079 95 17 输油输气管道线路工程施工及验收规范 SY0401 98 18 生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则 AQ T9002 2006 19 关于开展重大危险源管理工作的指导意见 安监管协调字 2004 56 号 20 河南省建设工程重大危险源安全监控管理暂行办法 豫建建 2006 27 号 1 4 4 其他资料文件其他资料文件 1 河南省发展和改革委员会关于 成品油管道 分输支线核 准的批复 批复文号豫发改能源 号 年 9 月 8 日 2 城乡规划局 关于 成品油管道 分输支线规划的函 10 98 驻规文 41 号 3 河南省安全生产监督管理局 危险化学品建设项目安全许可意见 书 豫安监危化项目设立审字 00205 号 4 施工单位提供的施工方案 保通方案等 5 安全预评价委托书 6 安全预评价技术服务合同 7 委托方提供的其他资料 1 5 安全预评价工作程序安全预评价工作程序 安全评价程序一般包括以下几个阶段 即 准备阶段 辨识与分析危 险 有害因素 划分评价单元 定性和定量的评价 提出相应的安全对策 措施建议 做出安全评价结论 编制安全预评价报告 1 准备阶段 明确评价对象和评价范围 组建评价组 收集国内相 关法律法规 标准 规章 规范 收集并分析评价对象的基础资料 相关 事故案例 对类比工程进行实地调查等内容 2 辨识与分析危险 有害因素 辨识和分析评价对象可能存在的各 种危险 有害因素 分析危险 有害因素发生作用的途径及其变化规律 3 评价单元划分应考虑安全预评价的特点 以自然条件 基本工艺 条件 危险 有害因素分布及状况 便于实施评价为原则进行 4 定性和定量评价 根据评价的目的 要求和评价对象的特点 工 艺 功能或活动分布 选择科学 合理 适用的定性 定量评价方法对危 险 有害因素导致事故发生可能性及其严重程度进行评价 对于不同的评 价单元 可根据评价的需要和单元特征选择不同的评价方法 11 98 5 安全对策措施建议 根据定性 定量的评价结果提出消除或减弱 危险 有害因素的技术措施和管理措施 6 评价结论 概括评价结果 给出评价对象在评价时的条件下与国 家有关法律法规 标准 规章 规范的符合性结论 给出危险 有害因素 引发各类事故的可能性及其严重程度的预测性结论 明确评价对象建成或 实施后能否安全运行的结论 7 编制评价报告 按照 安全预评价导则 的要求 在报告的内容 结构 语言 文字等诸方面规范地编制评价报告 该项目安全预评价的程序详见图 1 1 12 98 图 1 1 安全预评价程序图 辨识与分析危险 有害因素 前期准备 划分评价单元 编制安全预评价报告 做出评价结论 提出安全评价对策措施建议 定性 定量评价 选择评价方法 Comment x2 继续核实 没有 这样的划分 参照 压力容 器压力管道设计许可规则 附件 B 13 98 2 建设项目概述建设项目概述 2 1 建设单位建设单位 设计单位 施工单位 设计单位 施工单位简介简介 2 1 1 建设单位 中国石油天然气股份有限公司河南销售分公司是本项目的建设单位和 委托单位 主要负责河南地区的燃料油 润滑油 沥青 石油焦 溶剂油 石脑油等化工产品的销售 成立于 1998 年 注册资本人民币 50000 万元 属于国有企业 2 1 2 设计单位 本工程设计单位为中国石油天然气管道工程有限公司 以长输管道工 程 油气田地面工程 大型油气库工程 滩海油气田开发工程 海洋油气 开发陆上终端工程 公用工程 市政工程等领域的咨询 勘察 设计 监 理及工程总承包为主营业务的跨国经营的工程公司 持有工程设计综合甲 级证书 编号 A113000069 勘察证书编号 030005 kj 压力管道设计许 可证编号 TS1810106 2014 有效期至 2014 年 8 月 15 日 具有 GA 1 2 GA2 级管道设计资质 2 1 3 施工单位 本工程施工单位为中油管道机械制造有限责任公司 位于河北省廊坊 市广阳区和平路 17 号 法人代表穆铎 注册资本 9800 万元 具有压力管 道安装改造维修许可证 证书编号 TS3810387 2014 范围 GB1 GC1 级 有效期 2014 年 9 月 9 日 安全生产许可证 冀 JZ 安许证字 2007 003455 有效期至 2013 年 7 月 23 日 2 1 4 设计施工单位资质符合性 Comment x3 不对 应该是 8MPa 吧 14 98 设计施工单位的资质均能满足该项工程的要求 施工单位的安全生产 许可证 7 月份到期 注意施工期间 施工单位的证照必须在有效期内 2 2 建设项目建设项目简介简介 2 2 1 项目概况 成品油管道工程是一条长距离多种油品顺序输送管道 成 品油管道干线全长 2134 4 km 输送的油品主要为 90 汽油 93 汽油和 0 柴油 采用常温密闭顺序输送方式 管道全线设计压力 0 8MPa 本工程为 成品油管道的分输支线工程 分输支线起自 成品油管 道干线 49 阀室上游 6km 处 分输阀室 止于 油库 采用双管 同沟敷设 油库库容为 5 5 104 m3 是全市储存能力最大的成品油库 油 库占地 83 亩 建筑面积 1600m2 是 市主要的成品油中转枢纽 油 品销售辐射半径约 100 km 可辐射整个 地区 该工程全线主要建设内容 1 首站 分输阀室 成品油管道干线开口 2 末站 油库调压计量站 3 线路工程 分输站与 油库之间修建 2 条长约 6 0 km 管径为 219 1 mm 的输油管道 该工程首站 分输阀室的供电依托当地供电部门 末站 调压 计量站所需供电 采暖 给排水 消防等公用工程依托 油库 该工程管理机构依托 成品油管道郑州管理分公司 维修机构依托 成品油管道郑州维抢修队 控制运行机构依托北京调控中心 本工程 站场定员 8 人 其中现场操作人员 5 名 巡线员 3 名 15 98 2 2 2 管道走径 输油管道大致走向为 管道出 分输阀室 转向西北 伴行废弃 铁路北 11m 处敷设约 2km 穿越 高速公路 管道向西继续伴行废弃 铁路北 11m 处敷设约 3km 穿越中原大道到 村 然后管道继续向西穿 越 大道 及废弃铁路 并沿废弃铁路南侧向西北敷设约 120m 到 终点 石油公司油库 线路长约 6 0km 管道线路走向图见附件二 2 3 顶管顶管穿越工程穿越工程 2 3 1 项目基本情况 成品油管道工程在 J21 J20 处 J20 桩坐标为 X 3650610 Y 508977 J21 桩坐标为 X 3650590 Y 509069 成品油 管道顶管越 高速公路 K871 400 穿越长度 80 米 穿越处路面高 程为 79 5 米 管顶高程 66 5 米 套管顶部距离高速公路路面 13 米 与高 速公路夹角为 90 度 穿越处高速公路路基现宽 27 米 高速公路即将扩建 东西两侧各扩建 7 米 建成 41 米宽的 8 车道高速 操作坑位于高速公路 的西边 坑边与扩建后高速公路边沟外边沿距离为 2 米 穿越处为粉质粘 土层 套管穿越后在管道内并排铺设两根输油管道 2 3 2 套管的选用 根据 GB T11836 2009 标准 按照外压荷载分级 其中钢筋混凝土管 分为 三级 在相同内径的情况下 级管的壁厚 外压载荷和 内水压力都是最大的 本工程管道输送的是易燃易爆的危险品 从安全角 度出发 我们选用等级最高的 级管来进行顶管穿越 套管中需要同时穿过两条 D219 1 6 4 的钢管 在保证能够正常施工 16 98 的情况下 设计选用了内径为 1200mm 壁厚为 120mm 长度为 2000mm 的 级管 2 3 3 选址及周边环境 穿越场地位于 市东边的 区 村 在 J21 桩 J20 桩处穿越 高速 穿越处高速公路的里程为 K871 400 穿越处 高速公路 目前为双向 4 车道 设计时速 120 米 小时 扩建后为双向 8 车道 路基宽 度 41 米 边沟紧邻护坡 穿越处位于涵洞和桥涵之间 从西向东单向顶 管穿越 穿越处断面示意图和平面示意图见下图 北 17 98 穿越处平面示意图 周边环境现场实拍图 穿越点东北方向 穿越点东侧 穿越点东南侧 穿越点东北侧 18 98 穿越点东北侧 穿越点西北侧 穿越点西侧 穿越点西南 穿越点西北侧 穿越处 高速公路呈南北方向 从高速公路的西边向东边单向顶 管穿越高速公路 在穿越处的西边是农田 向北 50 米有一个涵洞 向南 50 米是一个小铁路过高速公路桥洞 现铁路已经废弃 穿越处位于涵洞和 Comment x4 对混凝土套管是 否有腐蚀性 采取什么措施 19 98 桥洞的中间 西边除了一条小铁路外 没有其他设施 东边路基边沟外有 一条便道 便道东边是一条电力线路 与高速公路平行 线杆位置在穿越 点南边约 20 米处 不对本次施工产生影响 穿越处周边 500 米范围内没 有化工厂 加油站 村庄等设施 从施工现场布置示意图显示 线杆不会 对本次施工产生影响 2 3 3 工程地质水文条件 管道穿越地段地貌类型为冲积平原区 地形较平坦开阔 勘察期间地 表植被以农作物及林木为主 穿越场地位于平原地带 两侧地形较平坦 管道沿着驻汝铁路北侧敷设 地表以耕地 树木为主 勘测范围内揭露的地层为第四季冲击平原形成的粉质黏土 根据黏土 的物理力学性质 将场地岩自上至下细分为 4 层 1 层 粉质黏土 黄褐色 可塑 土质不均 偶见铁锰质氧化物 表 层 0 5 米为耕填土 该层厚度为 7 2 7 8 米 2 层粉质黏土 黄褐色夹灰色条纹 可塑 局部较硬 平均厚度 3 34 米 3 层粉质黏土 黄褐色 局部灰色可塑 土质不均 该层平均厚度 3 7 米 4 层粉质黏土 黄褐色夹灰色条纹 可塑 局部较硬 所有钻孔未揭 穿该层 最大揭示厚度 10 4 米 穿越处地下水类型为潜水 靠大气降水及灌溉余水补给 主要排泄 方式蒸发 人工抽取为主 勘察期间地下水埋深为 3 0 3 5m 勘察时间 11 月份 所以地下水埋深高于穿越管底及作业坑 地下水对钢结构具弱腐 蚀性 20 98 拟穿越场地内未见泥石流 滑坡 岩溶 新构造运动等不良地质现象 场地稳定 穿越处场地抗震设防烈度为 6 度 设计基本地震加速度值为 0 05g 场地特征周期值为 0 35s 设计地震分组为第一组 穿越处场地可不考虑砂 土地震液化问题 场地内未发现活动性断裂通过 2 3 4 气候条件 属南暖温带季风气候区 一般春季温暖 夏季炎热 秋季凉爽 冬季较冷 四季分明 多年平均气温 14 8 C 平均降水量 850 960mm 蒸 发量 1570 6mm 受季风气候影响 降水量年内分配不均 多集中在 7 9 月 份 占全年降水量的 45 50 蒸发 6 7 两月最强 风向风速随季节变化 显著 3 4 月份风速最大 月平均风速可达 25m s 根据 GB50007 2002 附录 F 中国季节性冻土标准 冻深线图 市最大冻结深度小于 60cm 一般为 20 30cm 2 4 公路穿越工程施工方案公路穿越工程施工方案 2 4 1 施工方方法概述 本工程设计采用水泥套管以顶管方式穿越公路 顶管穿越施工设备主要包括千斤顶 高压液压站 工具管 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 然后加入顶铁或套管继续顶进 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 进行主管穿越 管道采用 219 1 6 4 L360MB 直缝电阻焊钢管 管道外防腐采用三 Comment x5 前言中述及设计 压力为 0 8MPa 21 98 层聚乙烯加强级防腐 补口采用聚乙烯三层结构热收缩套补口 顶管穿越 段管道应单独试压 以清水作为试压介质 先进行强度试压 试验压力 12 0Mpa 设计压力 8 0Mpa 试验压力是设计压力的 1 5 倍 稳压 4h 合格后降到严密性试验压力 9 2Mpa 气密性压力是设计压力的 1 15 倍 稳压 24h 压降不大于 1 试验压力值且不大于 0 1MPa 且管道无异常变形 无渗漏为合格 管道试压前必须采用清管器进行清管 确保将管道内的污物清除干净 清管过程中 开口端不再排出杂物为清管合格 停止清管 2 4 2 工作坑的尺寸确定 工作坑应有足够的空间和工作面 不仅要考虑管道的下放 各种设备 的进出 施工人员的上下以及坑内操作等必要的空间 还要考虑弃排土的 位置等 因此 其平面形状一般采用矩形 2 4 2 1 工作坑的宽度 工作坑的宽度与管道的外径与坑深有关 工作坑的宽度计算公式 B D 2b 2c 式中 B 工作坑宽度 D 顶进管节的外径尺寸 b 工作坑内安好管节后两侧的工作空间 本工程采用每侧 1 5m c 护壁厚度 本工程采用 0 2m 本工程的顶管外径为 1440mm 因此 工作坑的宽度尺寸为 B 1440 2 1500 2 200 4840mm 2 4 2 2 工作坑的长度 L L1 L2 L3 L4 L5 22 98 式中 L 矩形工作坑的底部长度 m L1 工具管长度当采用管道第一节管作为工具管时 一般可取 0 3 0 6m 本工程取 0 5m L2 管节长度 2 0m L3 运土工作间长度 1 5m L4 千斤顶长度 2m L5 后背墙的厚度 0 5m L 0 5 2 1 5 2 0 5 6 5m 根据计算得出 1200 工作坑的长宽分别为 6 5m 4 84m 实际工 程尺寸可取 6 5m 5m 2 4 2 3 工作坑的深度 工作坑的深度由设计管底高程及基础厚度而定 即管底高程加上轨道 及基础厚度 就是坑底标高 高速两侧路基有 1 5 米深的排水沟 为保证 水泥套管顶部离地面最低点距离不小于 1 2 米 本次穿越作业坑的深度不 小于 1 5 1 2 1 44 0 2 4 34 米 实际可取深度为 4 5 米 接收坑在高速东侧 考虑施工安全 接收坑的长度为 5 米 宽度为 5 米 深度为 4 5 米 采用和工作坑同样的防护方式 2 4 3 顶力计算 工程施工采用 1200 2000 120 钢筋混凝土管 根据总顶力经验计算公式 F n G L 其中 n 土质粘住系数 G 每米套管自重 L 顶管长度 每米套管自重 材料密度 每米套管体积 2 45 103kg m3 1 35 0 12 1 248t 顶管长度 80m 土质为粉质粘 23 98 土 土质系数取 2 5 总顶力 n G L 2 5 1 248 80 249 6t 根据以上计算 结合标准设备情况 本次顶管穿越采用 2 台 200 吨电 动液压千斤顶进行施工 2 4 4 施工工艺流程图 2 4 5 施工准备 1 组织施工人员熟悉施工图 进行技术交底 探讨施工质量保证措 施 2 开工前预先与公路主管部门联系 按照路政部门的要求办理穿越 施工手续 按照路政部门的要求设置相应的警示标志 3 应向路政等有关部门了解清楚穿越地段内地下是否有通讯线路 管道等设施 对于此类设施应请主管部门的有关人员现场指定位置 人工 开挖 使之暴露 保护方案应得到主管部门认可 4 顶管设备 配套设备及各种机具材料准备齐全 2 4 6 场地平整 测量放线 1 根据现场情况 在工作坑一侧平整出一块宽 30m 长 30m 的施工场 地 2 测量放线 施工准备测量放线 作业坑开挖作业坑处理 工作面挖土 挖土地 测量纠偏放 线 安装管节 轨道及设备安装 顶进顶进退程 加顶铁 管内运土土方提升 弃土 24 98 a 根据设计给定的控制桩位 用全站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 b 放线同时放出操作坑与接管坑的位置和开挖边线 c 保护好公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 2 4 7 作业坑开挖 1 根据设计要求 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 另一个为接收工作坑 2 操作坑宽度为 5 米 长度为 6 5m 3 工作坑的深度 4 5m 放坡比为 1 0 5 工作坑的开挖以机械为主 人工配合进行 高速公路顶管穿越操作坑要加强支护 操作坑内沿坑的边线做竖 向槽钢结合横向木板支护 防止塌方造成人员和设备损坏 具体做法 沿 坑边线紧靠坑壁竖向每隔 200mm 打上一根 4 5 米长 35 槽钢的钢桩 结合 6m 0 5m 0 05m 的横向木板 均匀分布 其中坑的后部是作为千斤顶的 挡土墙 为了保证挡土墙能承受足够的强度 这一部分的钢桩要增大钢桩 的密度 坑壁四周的钢桩打完后 沿坑的边线焊接四根槽钢形成一个矩形 框架 此框架要焊接牢固 同时与四个角的槽钢焊接牢固 另外在这个框 架的中部再焊接一槽钢作为加强 在作业坑外 1 米范围处设护身栏 护身栏的高度为 1 5 米 立杆间距 为 2 米 配合两条水平杆 夜间设置红色警示灯 25 98 4 在挖作业坑时 后背墙的原土层不得破坏 为避免由于顶进力量 大造成后背墙受力不均发生倾斜现象 在后靠背处用混凝土浇注厚度为 0 5m 的混凝土靠背墙 配筋为两层 采用 14mm 钢筋 间隔 200mm 布置 作业坑开挖后 采用钢板桩围护操作坑四壁 并配合井点和明排水等措施 可有效的防止地下水的涌入和塌方对作业的影响 2 4 8 施工场地建设平面图 26 98 现场施工作业布置 高速扩建前 本工程采用两台 30kw 柴油发电机发电 一用一备 不采用外接电源 采用空压机往地下送风 吊车和挖掘机在施工作业时 停靠位置距离作业 坑不小于 2 米 2 4 9 顶管设备安装就位 1 设备下坑前 要对已挖好的坑基进行测量找平 符合技术要求 2 作业坑处理完毕 用吊车安装后靠背钢挡板 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 3 安装管节 管节安装下坑前应先进行外观检查包括管端面的平直度 管壁表面的 光洁度及端面上有无纵向裂缝 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 4 千斤顶着力点被顶管端面上的部位是离管底 1 3 管径处 故千斤顶 27 98 下面需要搭台 千斤顶采用 2 只 但要按管中线对称布置 管道前端面安 装刃角 起切土的功能 减小顶进阻力 控制塌方 管道顶进时所用顶铁包括环形顶铁 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 300 500 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 因为顶端间不平行 在作业时容易发生顶 铁外弹 顶管横铁安在千斤顶与方顶铁之间 将两只千斤顶的顶推力传递到两 侧的方顶铁上 横铁断面尺寸 300 300 毫米 长度为 1 8 米 制做时 要 求工作面要平行和平整 28 98 1 边坡 2 套管 3 环向顶铁 4 纵向顶铁 5 横向顶铁 6 千斤顶 7 集水坑 8 钢靠背墙 9 基础 2 4 10 顶管作业 1 顶进操作要坚持 先顶后挖 随顶随挖 的施工原则 千斤顶顶进一个冲程后 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 顶铁安装应平直 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 长度应在规定范围内 以免损坏千斤顶结构 在整个顶进操作中应坚持连 续作业 若顶进间隔时间过长 土拱容易下塌 使顶力增大 2 挖土 顶进管节的方向和高程的控制 主要取决于挖土操作 对挖土严格要 求如下 a 必须在规定的范围内开挖 不得超挖 管底土基弧度在 120 135 范围内一定要保持管壁与原土层表面吻合 不得搅动管底下部的地 Comment x6 是否太疏 29 98 基土 b 根据土质情况 在套管每顶进 0 1 0 2 米时 向前挖一次 坚持先 顶后挖 避免塌方 c 开挖后要及时顶进 及时测量 可使顶力限制在较小的范围内 d 运土 采用小车运土 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 2 4 11 设备吊拆 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 进行主管穿越施工 2 4 12 施工过程中高速路面的监测 顶管穿越施工对于穿越物稳定性影响较小 在穿越施工过程中 我们 采用 DNA03 电子水准仪对高速路基进行沉降监测 检测频率为 6 小时一 次 如果监测到路基出现沉降 应控制顶管的掘进速度 适当减少管前挖 土量 以免对高速路基造成破坏 2 4 13 穿越管预制 1 本工程在一根水泥套管中同时穿越两条 219 1 6 4 钢管 在穿 越套管之前 根据设计要求 选择主管 在高速西侧进行布管 然后用外 对口器进行组装 2 组装焊接技术要求应同一般地段相同 管道对口 焊接 防腐施 工技术要求及质量保证措施见 成品油管道 分输支线工程施工组 织设计 主要工序施工技术措施 3 组焊完毕后进行 100 X 射线和 100 超声波探伤 质量达到规范 30 98 和设计要求 4 探伤合格后 按设计要求进行防腐补口 5 按设计和规范要求 对组焊完的管道进行单独水压试验 强度试 验压力 1 2MPa 稳压 4 小时 严密性试验压力 0 8MPa 稳压 24 小时 压 降不大于 1 且不大于 0 1MPa 且管道无异常变形 无渗漏为合格 升压时 在达到最高压力 30 和 60 时要分别停泵 15 分钟 经检查无泄露后继续 升压 2 4 14 主管的穿越及封堵 1 主管穿越需要开挖一条发送沟 发送沟长度 80m 底宽 2m 穿越 入口处深度 4 5m 与套管底部标高相同 根据钢管自身的弹性敷设 发 送沟的深度适当减小 两侧放坡的高与宽比例为 1 0 5 2 将已试压合格的管段用两台吊管机配合一台单斗吊入沟内 穿越 前将两条管道水平捆绑固定到一起 在管前端安装滚轮支架 两条管道同 时穿越 按设计图纸要求安装好套管与主管之间的绝缘支撑块缓慢地穿入 套管中 在接收坑使用卷扬机拉动管子 在作业坑一侧使用吊车配合送管 3 顶管结束后 管节接口处用水泥浆将缝隙抹平 管头封堵采用红 砖 Mu10 水泥砂浆 M7 5 砌筑 用沥青麻丝封堵 31 98 2 4 15 回填 恢复地貌 1 在穿越主管工程完毕后 应进行回填 靠近公路侧的回填土应分 层夯实 恢复边沟 排水沟等道路设施 2 将穿越施工中留下的废钢铁 防腐材料 污水 油迹及其它废弃 32 98 物等全部清除 2 5 质量控制与误差校正质量控制与误差校正 2 5 1 质量控制 1 顶管的质量要求 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 一般在 5 20 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 对每节管吊装下坑组对时 要及时进行相关的测量 首节套管每隔 0 3m 测量一次 顶进正常后每隔 1m 测量一次 套管位置发生顶偏移时 要及时采取校正措施 33 98 3 顶管质量的控制 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 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 2 5 2 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 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 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 以防产生相反结果 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 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 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 2 6 套管穿越施工机具配置套管穿越施工机具配置 序号名称规格数量用途 1液压千斤顶200 吨2 台顶管穿越 34 98 2液压站 1 台动力 3单斗挖掘机PC 2201 台挖土方 4汽车吊车8t1 台吊装 5柴油发电机30kw2 台动力源 6工具房 1 座物品堆放 7DN50 污水泵 2 台基坑降排水 8空气压缩机CV 6 81 台通风及喷水 2 7 人员配备 不包括管线安装 人员配备 不包括管线安装 序号工种人数序号工种人数 1队 长12技术 质量 HSE3 3测 量14机械2 5管 工26电工1 7起 重18电 气焊1 9司 机110炊事员1 11操作工8合计22 人 施工队伍为中国石油天然气管道工程有限公司的一支专业化的顶管穿 越队伍 顶管设备齐全 在多个工程中累计完成穿越 52 公里 2 8 安全保证措施安全保证措施 1 工作井开挖前 事先探明地下水水位情况 2 降水井一般情况设在工作井靠近顶管方向堆放管道处 井深 12m 直径 400mm 根据水位情况适时增加降水井数量 3 为防止施工降水对高速连接道路产生沉降 在连接路路边设置沉降 观测点 适时观察有无沉降变化 2 施工现场操作坑比较深 应在坑内设置逃生梯 并严密注意沟壁 的稳定状况 防止产生塌方伤人 3 注意现场的安全用电 必须由专业电工进行电工作业 要时刻注 意线路是否漏电 4 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 35 98 5 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 6 各工序有完善的安全管理组织 要有齐全的安全管理资料 7 对所有用电设备应安装漏电保护器 电缆应使用橡胶电缆 操作 人员应戴橡胶手套及穿绝缘靴 套管内作业应采取 36V 安全电压 8 施工过程中应在进出口明显处设置警示牌 并设专人指挥交通 夜间施工要有人看守 在人行道及有车辆经过处安装红色警示灯 9 顶管过程中污水应排放到指定的污水坑 施工结束后清除污水坑 内被污染土壤并运至指定地点 10 施工人员必须经安全教育 按要求穿戴劳动保护用品 遵守操 作规程 11 施工现场配备足够的防汛物资 包括铁锹 水泵和草袋子等 12 电工经过按国家现行标准考核合格后 持证上岗工作 其他用电 人员通过相关安全教育培训和技术交底 考核合格后上岗工作 13 实行 一机一闸一漏 制 14 动力配电箱与照明配电箱分别设置 15 漏电保护器应装设在总配电箱 开关箱靠近负荷的一侧 且不得 用于启动电气设备的操作 16 开关箱中漏电保护器的额定漏电动作电流不应大于 30mA 额定 漏电动作时间不应大于 0 1s 17 配电箱 开关箱箱门应配锁 并应由电工负责 18 对配电箱 开关箱进行定期维修 检查时 必须将其前一级相应 的电源隔离开关分闸断电 并悬挂 禁止合闸 有人工作 停电标志牌 严 禁带电作业 36 98 19 施工现场配电系统严格实行三级供电逐级漏电保护 漏电保护器 定期进行检测 20 施工现场停止作业 1 小时以上时 应将动力开关箱断电上锁 21 起重机工作的场地应保持平坦坚实 地面松软不平时 支腿应用 垫木垫实 起重机应与沟渠 基坑保持安全距离 22 起重机启动前应检查 各安全保护装置和指示仪表齐全完好 钢丝绳及连接部位符合规定 燃油 润滑油 液压油及冷却水添加充足 各连接件无松动 轮胎气压符合规定 23 起重机启动前 应将各操纵杆放在空挡位置 手制动器应锁死 并应按照本规程有关规定启动内燃机 在怠速运转 3 5min 后中高速运转 检查各仪表指示值 运转正常后接合液压泵 液压达到规定值 油温超过 30 C 时 方可开始作业 24 作业前 应全部伸出支腿 调整机体使回转支撑面的倾斜斜度在 无载荷时不大于 1 1000 水准居中 支腿有定位销的必须插上 底盘为 弹性悬挂的起重机 插支腿前应先收紧稳定器 25 作业前 应全部伸出支腿 调整机体使回转支撑面的倾斜斜度在 无载荷时不大于 1 1000 水准居中 支腿有定位销的必须插上 底盘为 弹性悬挂的起重机 插支腿前应先收紧稳定器 26 应根据所吊重物的重量和提升高度 调整起重臂长度和仰角 并 应估计吊索和重物本身的高度 留出适当空间 27 起重臂伸缩时 应按规定程序进行 在伸臂的同时应下降吊钩 当制动器发出警报时 应立即停止伸臂 起重臂缩回时 仰角不宜太小 起重臂伸出后 或主副臂全部伸出后 变幅时不得小于各长度所规定的仰 37 98 角 28 汽车式起重机起吊作业时 汽车驾驶室内不得有人 重物不得得 超越驾驶室上方 且不得在车的前方起吊 29 起吊重物达到额定起重量的 50 及以上时 应使用低速档 30 作业中发现起重机倾斜 支腿不稳等异常现象时 应立即使重物 下降至安全的地方 下降中严禁制动 31 重物在空中需要较长时间停留时 应将起升卷筒制动锁住 操作 人员不得离开操纵室 32 起吊重物达到额定起重量的 90 以上时 严禁下降起重臂 严禁 同时进行两种及以上的操作动作 33 起重机带载回转时 操作应平稳 避免急剧回转或停止 换向应 在停稳后进行 34 作业后 应将起重臂全部缩回放在支架上 再收回支腿 吊钩专 用钢丝绳挂牢 应将车架尾部两撑杆分别撑在尾部下方的支座内 并用螺 母固定 应将阻止机身旋转的销式制动器插入销孔 并将取力器操纵手柄 放在脱开位置 最后应锁住起重操纵室门 35 行驶前 应检查并确认各支腿的收存无松动 轮胎气压应符合规 定 行驶时水温应在 80 90 范围内 水温未达到 80 时 不得高速行 驶 36 行驶时 严禁人员在底盘走台上站立或蹲坐 并不得堆放物件 37 项目经理 专职安全管理人员要持安全资格证书 特种作业人员 持证上岗 施工人员严禁不佩戴劳动防护用品进入生产现场等违章现象 38 项目经理是安全生产第一责任人 38 98 39 对列入建设工程概算的安全作业环境及安全施工措施所需费用 应当用于施工安全防护用具及设施的采购和更新 安全施工措施的落实 安全生产条件的改善 不得挪作他用 40 施工现场入口处 施工起重机械 临时用电设施 基坑边沿等危 险部位 设置明显的安全警示标志 41 合理布置消防器材 施工现场入口处设置明显标志 42 试压安全保证措施 1 树立警告标志和路障 未经许可人员禁止入内 试压开始前 在 通往施工作业带的所有进口道设置警告标志 管道内压力解除后再撤去标 志 这些标志上要用文字标出 警告 管道在进行高压试验 切勿靠近 2 水压试验区域50 米之内设为禁区 即