热力管道顶管工程施工组织设计方案

1、国投电厂高背压改造新建管网工程顶管穿越G55长晋高速K1043+148m施工方案编制： 审核： 批准：中石化工建设2017 年 7 月 1 日1 .工程概况国投电厂高背压改造新建官网工程管道设计压力 1.6MPa,设计总长8.94Km, 分六段建设：1段途经国投电厂一上辛安一下胡； 2段途经下胡一东蜀一上胡；3 段途经上胡一龙化；4段途经龙化一兰花物流园；5段途经兰花物流园一侯匠；6 段途经武庄路一吕匠路一兰花路一颐翠路。根据工程敷设计划，施工的恒力建材一中继泵站一次网管线设计长度1.341 Km设计压力1.6Mpa,设计供回水温度为130/70C,管材选用Q235B材质， 管径D1220X

2、16mm的螺旋缝埋弧焊钢管。根据设计走向线路需从 G55长晋高速泽州县段K1043+148处，在不破坏公 路、不影响交通的情况下采用顶管施工工艺穿越公路。顶套管穿越G55长晋高速K1043+148m处顶套管采用符合顶进施工法 用钢筋混凝土排水管径2200mm三级钢筋混凝土套管（钢承插口）。 1.1建设规模穿越段公路路面宽约10米，为填高型路基，两侧有排水沟、隔离栅；穿 越套管长度86米，西侧超出隔离棚16米，东侧超出隔离棚20米，穿越角度 90。1.342 设地点：G55长晋高速K1043+148处。1.343 地工程地貌及地质条件1.343.1本单体穿越点所在紧邻龙化村、有改线207国道可依

3、托，交通方便，材料和 工程机械运输较为方便。1.343.2 与水文特征气象泽州县大陆性季风气候明显，四季分明，一般为：春季干旱多风，夏季炎热 多雨，秋季秋高气爽，冬季寒冷干燥。泽州县年平均气温10C-11 C,气温总的分布趋势是由南向北递减；盆地由平地向山区递减。泽州县多年无霜期192.6天,最多为226天。降水量的区域分布总趋势是由西北向东南递增，山区多于平川、丘陵；南部和东南部山区大于北中部地区。降水量主要分布在夏季，占全年 降水量的60 %。1.343.3 地貌本单体穿越处属河流阶地，平均海拔在765m左右，是陆黄土高原的一部分， 相对高差在570m之间，场地附近主要辟为耕地及林地。1.

4、343.4 工程评价C0+83CTC0+916段为长晋高速公路穿越段。该段为山地地貌，地形较为平坦。地基土为红土。承载力满足要求。地下水对开槽铺管无影响。1.344 建单位建设单位：省经济建设投资集团设计单位：华热工程设计监理单位：德圣工程施工单位：中石化工建设2 .编制依据2.341 建设及设计单位提供的设计和地勘资料2.342 现场交底情况及现场实际情况2.343 施工技术标准及验收规(1)城镇供热管网工程施工及验收规 CJJ28-2014(2)高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件GB/T29047-2012(3)现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规GB50236-2

5、011(4)城镇供热直埋热水管道技术规程 CJJ34-2010(5)压力管道规-工业管道GB/T20801.16-2006(6)工业金属管道工程施工规 GB50235-2010(7)工业金属管道工程施工质量验收规GB50184-20113、施工准备3.1 施工前和G55长晋高速管辖单位沟通，做好施工前各种手续的审批工作；主要对以下几点进行确认：3.1.1 我方管道穿越点：G55长晋高速K1043处，北侧100米有涵洞，南侧100 米围无涵洞。3.1.2 套管长度为86米，西侧超出隔离棚16米，北侧超出隔离棚20米。3.1.3 套管管顶距离公路路面为20米；套管采用符合顶进施工法用钢筋混凝土 排

6、水管径2200mm三级钢筋混凝土套管(钢承插口)。3.1.4 穿越角度90 ；3.1.5 管线穿越后，将检漏管引至北侧进行安装。3.2 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；3.3 做好施工人员的技术培训工作；4、施工技术措施4.1 未来公路扩建时，为保证套管能够承受来自路基压力、施工荷载及行车载荷 的作用力，穿越管顶部距离公路路面距离为 20米。4.2 顶管施工工艺根据G55长晋高速K1043+148m处两侧现场地形及交通情况，顶管施工采取 单向顶进，操作坑设置在公路南侧；顶管工作坑尺寸为6米长X 6米宽，7米深。顶管选用钢筋混凝土套管径 2200mm三级套管。顶管时将第

7、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。为了确保公路路基的稳定性，采取 少挖勤顶”的方式，顶管时严禁超前开挖， 不扰动套管上部土层，管道顶进路基及边坡围，每次顶进距离不大于15cm；施工时在路缘石和分隔带设置沉降观测点，顶管过程中随时进行沉降观测，确保公路路基的稳定性。施工结束后在穿越点公路两侧设置永久性警示标志。4.3 顶管施工工艺流程

8、如下:施工准备士7E位挖操做坑打作后背墙铺设后背清理槽坑铺设枕木导轨、加固坑槽推选顶管近程示怠9导轨；10掘进工作面1后座墙；2后背；3一立铁；4顶铁；5一千斤顶；6混凝土套管;7涨圈；8基础；4.3.1 场地平整、测量放线4.3.1.1 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。4.3.1.2 测量防线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）防线同时放出操作坑与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，以便按该测量、审核操作坑开挖深度和穿越准确度。4.3.2 工作井开挖：工作井尺寸与管径大小、管节长短，

9、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。将工作井地面宽度及长度、高度计算出来后即可进行开挖。挖掘采用挖掘机进行开挖。根据现场具体情况，操作坑设置公路南侧，接收坑设置路北侧；1）工作井地面的宽度:B=D+2b+2c式中B一工作井地面宽度（m）;D一顶进管节外径（m）;b一工作井稳好管节后两侧空间（m）：根据本工程套管直径， b 取 1.3m；C一两侧支撑材料厚度，取0.1m；2）工作井地面长度L=L1+L2+L3+L4+L5式中：L一工作井底面总长度（m）;L1 套管管节长度（ m） ；L2 千

10、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0.30.5m；L5H管出土在管尾留出空间长度，输送带运土1.6m；顶管按每节2.5m考虑，500吨油压千斤顶长度1.7m,后背墙为两层道木加一层钢板约为土，得出总长度约0.8m,采用土斗车取为6m。4.3.3 坑挖好后还需要进行坑底处理，坑底铺设厚 0.2m砂石，为了安放导轨，坑 底上还需要设枕木，枕木间距为500700mm。在套管低必须敷设导轨（见下图）， 一般选用钢轨43Kg/m型即可。导轨必须牢固地固定在枕木上。钢轨间距为A0=2 ,(D 2t)(h c) (h c)2A0导轨上部的净距（mm）;D管径（mm

11、）;t管壁厚（mm）；h导轨高度（mm）；c预般选用50-70mm。留空隙高度（mm）4.3.4 千斤顶选择顶管法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计算。T=Kq*p式中：T为总顶力；Kq为顶管段土质系数；当粘土、沙粘土、天然含水量的沙质土挖洞时能形成Kq值为1.52;当土质为含水量很低的沙质土、沙砾土，回填土等不能形成供的Kq值取3P为被顶管的全部自重（t）0G5512长晋高速K3+620处顶管长度约62m,采用单向顶进方式，具土质系数取 2,考虑其摩擦系数及施工安全，可选 500t油压千斤顶进行顶进，配备相应油压 泵。4.3.5 顶

12、铁安装：预备10.01m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1820钢槽。顶铁位置设在管下面。作用点在1/41/5D处。以便于出土及工作人员进出管外为宜。4.3.6 掏土：顶管采用人工掏土，自制运土小车在管进行运土。管应暗设便于作业 的安全照明，一般用低于32V的安全电压、外应规定明确安全信号；工人在管时， 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，底部应挖的平整，管低坡 度始终应符合设计要求，防止弯曲、扭转。边挖土边顶进，挖土直径小于管口直 径，可以预留10m

13、m,让管子在前进时切去。4.3.7 后背墙的处理：后背墙墙结构示枕木/意图如下2500mm顶管导轨4.3.8 套管的连接：在顶管施工中，套管的选用钢筋混凝土管，套管接口封堵采用专用橡皮圈，缝隙用石油沥青麻丝抹平。4.3.9 顶进施工工作坑设备安装完毕，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下，就位以后，装好顶铁，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。在后背部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，活塞伸出一个工作进程，将管子推向一定距离。停止油泵，打开控制

14、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，套管接口封堵采用专用橡皮圈，缝隙用石油沥青麻丝抹平。重新安装顶铁，重复上述操作。顶进时应注意事项：(1)顶进时应遵照 先开挖后顶，随挖随顶”的原则。应连续作业，避免中 途停止，造成阻力增大，增加顶进困难。(2)首节管子顶进的方向和高程，关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检 查及时校正偏差。(3)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铁，使连接的顶铁数目为最少。4.3.10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。4.3

15、.11 测量与纠偏（ 1）顶管测量：采用经纬仪和激光水准仪。1）测量次数，开始顶第一节管子时，每顶进20100cm/次。校正时，每顶进一镐即测量一次。2）中心线测量，根据工作坑用经纬仪设置的中心桩挂小线，使拉线对准垂球， 读管前端的中心尺刻度， 若拉线与中心尺上的中心刻度相重合， 其差值即为 偏差值。3）高度测量一般在工作坑引设水准点，停止顶进，将激光水准仪支设在顶铁上，测量前端管底高程。（ 2）顶进偏差的校正顶进中发现管位偏差10mm 左右，既应进行校正。纠偏校正缓缓进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。4.3.12 顶管结束后，管节接口处用水泥砂浆将缝隙抹平；4.4 .穿越管道的安装顶管施工

16、之前， 在预制场地完成穿越段钢管线组对、 焊接、 保温、 试压工作，为主管穿越做好准备。施工完毕后，及时组织钢管线穿越施工；4.5 管端封堵钢管线穿越完毕后，混凝土套管与钢管之间用砂填充，管端采取封堵措施。4.6 在线监测安装管端穿越完毕后在线监测光缆敷设。5、施工进度计划根据本工程的工程量和所使用的施工方法，拟定工期为 60 天，我单位将合理安排施工，尽可能争取提前完工。6、劳动组织采用混合工作队形式，以便相互配合，充分发挥多面手作用，现场配备较强技术力量，顶管采用 2 班连续作业，每班组配吊运土方，挖运土方 4 人，顶进 4 人，共 16 人。7、质量保证措施7.1 地质勘察及资料整理工作

17、，摸清顶管工程围的地质情况。7.2 严格执行专检、自检、互检、工序交接确保施工质量；7.3 做好管节、承压环顶进各阶段受力稳定控制，采取合理的技术措施。使后背 的基受力和管节受力控制在允许围之。加强操作控制，使顶管均匀平稳。受力均 匀。7.4 搞好测量控制检查，及时分析纠正顶进过程中出现的倾斜偏位和扭转，保证 顶管位置正确。7.5 做好各项施工记录，责成专人进行施工技术总结，做到工程完资料齐全。8、控制地面隆起、沉降的措施为了确保顶管施工的顺利进行，不发生冒顶现象，且对现有最浅深度区极其 周围管线的影响降至最低，我们将采取以下技术措施。1具体措施路面沉降量的计算施工前我们将按以下公式估算顶管施

18、工期间路面的沉降值，从而为以后施工做到心中有数，尽量减少对路面的影响；沉降槽图式如下：计算穿越操作坑前距现有自然地平最小深度段6 max=V/2.5i（小 1000）8 x= 8 max*expX22i）式中：6 max管中心处最大沉降值6 x胡中心处X米处的沉降值V 一顶管引起的土质损失量,V=V1+V2+V3V 1一切削面土质失量，本工程取0.02V 2纠偏引起的土质损失量V2=1/2x2.3*R*la%=1/2x2.3x0.6x（0.5x3.14/180）=0.006V3 管道外周环形空隙引起的土质损失量，V3=3.14xDxK（a 为刀头与管子之间的半径之差，K为注浆充满系数，注浆良好

19、时 K=0.20.4V3=3.14*D*a*K=3.14x3.56x0.001x0.2=0.002i一沉降槽宽度系数，i=R（Z/2*R） 0.8,（Z为地面到管中心的深度，本工程取7.5m）i=R（ Z/2*R） 0.8I=R（ Z/2*R） 0.8=0.6x7.5/（2x0.6）0.8=2.6则管中心处最大沉降值6 max6 max=V/2.5i=（ 0.006+0.02+0.002） / （ 2.5x2.6）=0.004m=4mm根据计算，顶管最大沉降值可控制在4mm 以，对地面及地下管线影响很小，可以保证现有道路及地下管线的安全。 施工检测在管道沿线上方的地面上设置一组路面沉降监测点，

20、 监测点公路两旁各设一个，路中间隔离带设一个，共计3个观测点，观测点高1.4m,自带刻度（类似塔尺） ，避免操作人员上路。距200m 以外设置一个基准点，作为永久控制桩，对公路检测点进行不间断测量， 观测点设置前与管理部门联系， 在取得同意并确保安全的情况下派工作人员去设置观测点。 顶管穿越道路期间每天定期观测， 通过观测点和基准点的相对观测数据来测定地面的沉降量， 每顶进一节， 顶前顶后各测一次，已记录土体沉降、隆起曲线和最大沉降、隆起量。测出的每个沉降点位的原始数据， 编制成册， 并根据监测点的变化， 以便有针对性地对顶进速度及 土压力的控制进行调整， 从而保证顶管对路面的影响降到最小。

21、同时在顶管穿越前， 根据上述计算公式计算出土体的最大隆起、 沉降值， 以便有针对性地对顶管施工工艺及时进行调整， 以对地面产生最小的沉降值而控制其穿越道路期间的速率。在整个顶管施工期间对测点的监测始终全过程跟踪测量。另外，在顶进施工期间，必须连续顶进连续顶进，不得中断，顶进过程中必须掌握好顶进速度与出土速度保持平衡。 严禁出现顶进速度过快， 出土速度过慢，始终应保证土体的稳定，确保顶管稳中求进。操作人员在顶管顶进过程中加强对施工参数的监控，一旦发现土体不稳定、波动较大等现象，应立即停止推进，并查明原因。对顶进操作人员进行重点交底， 严格控制顶管轴线的偏差， 确保顶管从工作坑按设计标高顶进到达收坑。9、安全措施9.1 施工前办理部门施工许可手续，施工过程中；9.2