高速穿越方案

西气东输二线酒泉等五市供气支线工程嘉峪关支线连霍高速公路穿越施工方案文件编号XEJ-GAS-M-AZ-TS-0006A初步使用王建伟吴昆元版本日期文件状态编制人审核人批准人目录TOC\o"1-2"\h\z\u1、编制依据 12、工程概况 12.1工程简介 12.2主要工程量 32.3场地工程地质情况 33、准备工作 34、主要工序及施工技术措施 44.1总体工序流程 44.2穿越过程概述 44.3主要施工技术措施 45、各项资源需求方案 175.1劳动力需求方案 175.2主要施工机具、设备需求方案 185.3辅助材料 186、质量保证措施 196.1顶管的质量要求 196.2顶管质量的检测 196.3顶管质量控制 206.4顶管偏差校正 206.5质量保证措施 217、HSE保证措施 211、编制依据1.1DL1-0400线01.2DL1-0100线01?西气东输二线酒泉等五市供气支线工程1.3DL1-0600线01.4?西气东输酒泉等五市供气支线工程线路施工技术要求? 1.5?油气长输管道工程施工及验收标准?〔GB50369-2006〕1.6?油气输送管道穿越工程施工标准?〔GB50424-2007〕1.7?埋地钢质管道阴极保护参数测试方法?(GB/T21246-2007)1.8?石油天然气建设工程施工质量验收标准管道穿跨越工程?〔SY4207-2007〕1.9?西气东输二线管道工程线路工程施工技术标准?Q/SYGJX0109-20211.10?西气东输二线管道工程线路焊接技术标准?Q/SYGJX0110-2007；1.11?西气东输二线管道工程无损检测技术标准?Q/SYGJX0112-2007；1.12?西气东输二线管道工程管道防腐补口补伤技术标准?Q/SYGJX0113-2007；1.13?西气东输二线管道工程穿越工程施工技术标准?Q/SYGJX0114-2021；1.14?西气东输二线管道工程清管试压技术标准?Q/SYGJX0117-2021；1.15?西气东输二线管道工程水工保护技术标准?Q/SYGJX0118-20071.16相关国家现行的法令、法规及地方法律、法规1.17EPC工程部下发的质量管理手册、程序文件和要求1.18?施工组织设计?1.19连霍高速公路现场勘察情况1.20安装公司工程部资源配置情况2、工程概况2.1工程简介本工程为西气东输二线酒泉等五市供气支线工程嘉峪关市供气支线连霍高速穿越工程。穿越点位于嘉峪关市嘉峪关镇安远村1组，嘉峪关市供气支线JYBA031-JYBA032处。连霍高速公路路基宽约50m，路面宽约30m，属于一级公路。穿越处设计压力为6.3MPa，管径为D168.3mm。本穿越采用顶管方式穿越。本穿越所处线路位置地区等级为二级。本设计段管道起、终点桩号和里程分别为JYBA031〔里程：14+771.9〕、JYBA032〔里程：14+841.5〕，穿越连霍高速里程：K2940+620m，穿越角度90°，本设计段管道水平长69.7m，实长69.7m。其中穿越段长度为69.7m，顶钢筋混凝土套管长度50m，钢筋混凝土套管为1200×2000mm〔DRC1200X2000GIIIAJC/T640〕。穿越段输气管道为D168.3×5.6mmB级连霍高速公路穿越位置图2.2主要工程量序号工程单位数量备注1Φ168.3×5.6钢管组焊m69.72套管顶进DRC1200×2000GIIIAm/处50/13防腐补口套84清管试压m69.75标志桩个26警示牌个17临时征地m³8008永久征地M272.3场地工程地质情况2.3.1⑴戈壁土：大量的砂石土层，最小粒径2mm，最大粒径250mm,主要为全新统冲洪积砂卵石层(Q4al+pl)，岩土工程分级中其土石等级为III类，用尖锹开挖并同时用镐开挖，强度系数为1.0～1.5，工程施工开挖较难，回填密实度低。根据工程地质手册及工程类比经验，其稍密状承载力经验值fak=200kpa~300kpa；中密状承载力经验值fak=300kpa~400kpa，密实状承载力经验值fak=400kpa~600kpa。⑵2粉土：含铁锰质斑点、钙质结核，摇震反响中等，无光泽反响，稍湿，中密-密实。⑶1细砂：浅褐色，主要成分为卵石，夹有硕石，干，稍密-中密。2.3.2场地勘探深度内未见地下水。地下水埋深大于8m3、准备工作3.1工程技术工程师应根据顶管作业坑断面图、标准要求、地质资料向施工人员作好技术交底，对顶管区域的作业坑的所有控制桩和标志桩、管线中心灰线及作业坑边线进行验收和核对，确认无误后，才能进行开挖。3.2与公路主管部门联系，了解穿越地段地下障碍物情况，按照路政部门的要求办理穿越施工手续，并按要求设置相应的警示标志。3.3现场确定超占地使用范围，并与当地政府联系获得土地使用许可。3.4对施工机具进行检修和保养，使其状态良好,保证连续施工条件。3.5根据HSE的要求，现场应准备必要的三角旗、警示标志、护栏等设施。4、主要工序及施工技术措施4.1总体工序流程准备工作→测量放线→场地平整及作业坑开挖→安装顶管机→顶进作业及套管安装→测量及顶管机撤除→干线管道安装〔组对、焊接、无损检测、试压、补口补伤、安装绝缘支撑〕→干线管道穿越→安装套管端部附件→回填恢复地貌4.2穿越过程概述根据施工图，首先在公路两侧放出管道中心线，确定出入土点位置并开挖操作坑和接收坑。将轨道、千斤顶安装就位，吊装套管、工具管，安装顶铁，开启液压千斤顶顶进套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后参加顶铁或套管继续顶进，循环作业，直至套管顶至对面接收坑；撤除设备，清理套管内余土，进行主管穿越。4.3主要施工技术措施顶管施工工艺顶管选用钢筋混凝土套管，尺寸为φ1000*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。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.方木9.根底顶管穿越示意图4.1工艺流程图施工准备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.1测量放线(1)根据交桩记录、测量成果表、施工图复测设计桩的位置和高程。(2)确定入土点和出土点的位置，核实穿越长度。(3)放出管道中心线、施工作业带边线、操作坑及接收坑开挖边线和超占地边界线，撒上白灰。(4)将设计桩平移至施工作业带边线内1m的位置，并予以保护。4.3.3场地平整及施工便道修筑(1)去除施工作业带内影响施工机具通行或施工作业的石块、杂草、树木、构筑物等，沟、坎应予平整，有积水的地势低洼地段应排水填平。(2)根据现场情况，修筑从公路到施工作业带的便道，连接处应平缓，减少对公路路肩根底的损坏。〔3〕为满足管段预置、试压和主管穿越等要求，穿越公路处的作业带宽度为20米，用于摆放预制好的管线、停放设备及堆土。4.3.4作业坑开挖(1)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：B＝CH+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φ1200×2000的钢筋混凝土管，工作井宽度B为3.1m。2〕工作井底面长度L＝L1+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。〔2〕为防止沟壁坍塌，中间设1-2m宽梯台，梯台用钢钎固定，并设2层竹架板，防止作业坑塌方。〔3〕作业坑背部处理成垂直状，误差小于±5°，并根据土质情况，后背墙采取相应的支撑措施，用枕木排靠紧后背坑壁，枕木排与千斤顶之间用钢板作承力板，钢板面积不小于1.5m×1.〔4〕为保证人员方便进出作业坑，应在作业坑一侧进行放坡处理，通道坡比不应小于1:1。4.3.5设备安装顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、工具管、顶铁等。(1)千斤顶千斤顶是顶管的动力来源，一般用2台320吨液压千斤顶和轨道组合而成，以确保轨道轴线和千斤顶轴线平行。F=F1十f2其中F—总推力Fl一迎面阻力

F2—顶进阻力F1＝π/4*D2*P

(D—管外径1.2m

P—控制土压力)P＝Ko*γ*Ho式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6mγ—土的湿重量，取1.9t/m3P＝0.55*1.9*6＝6.27t/m2F2＝πD*f*L式中f一管外外表平均综合摩阻力，取0.8t/m2D—管外径1.2mL—顶距〔本标段最长段为90m〕F2＝3.14*1.2*0.8*90＝271.296t。因此，总推力F=8.86+271＝280.156t。根据总推力选用2台320T顶管机。(2)工具管工具管置于首节套管端部，由外筒节、环梁和肋板三局部组成，外筒节套于套管外部，端部呈20°-30°，宽度150mm-200mm〔3〕后背墙的处理：后背墙墙结构示意图如下：原有土原有土枕木枕木加强钢板后背墙示意图油压千斤顶(4)顶铁顶铁包括环形顶铁和U型顶铁两种。环形顶铁安放在套管端面处，其内、外径尺寸要与管端面尺寸相适应，厚度300mm-500mm11～外筒节2～筋板3～环梁4～套管操作坑经测量合格后，安装千斤顶等设备，测量校正导轨面，确保施工精确度。用吊车将套管轻放在导轨上，使液压顶管器活塞的中心线与套管的中心线在一条直线上，中间加上环形顶铁和U型顶铁，套管端部加工具管，套管端面垂直顶管中轴线，液压顶管机与后背墙靠紧。(4)安装顶管机时用经纬仪和水准仪测量顶管中心轴线和高程，使其和设计的穿越中心线重合。见安装示意图安装示意图1.边坡2.套管3.环向顶铁〔分压环〕4.纵向顶铁5.横向顶铁6.千斤顶7.集水坑8.方木9.根底4.3.64.3.6混凝土套管环型顶铁混凝土套管环型顶铁U型顶铁千斤顶桁吊或吊车后背墙轨道垫层顶管穿越示意图4.3.6.2顶管前，检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏斜。第一根套管顶管前，应在坑壁用经纬仪检测套管入土位置，以保证第一根套管入土点和安装角度准确。第一根套管顶进中心线偏差不应超过管长的1％。初始顶进中，每顶进300mm应检查一次；正常顶进后，每顶进一米4.3.6.3套管进入土层后，应采用人工方法自上而下开挖取土。在管道下135°位置不应超挖，管顶部超挖量不应大于15mm4.3.6.4顶进时，如果套管发生偏移纠偏时，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，宜为5′~20′4.3.6.5为减少混凝土套管顶进力，可在首节保护套管前加设刃脚。为适应混凝土套管的长度和补偿液压顶管机行程限制，可在保护套管与液压顶管机之间加设不同长度的过渡顶管。4.3.64.3.64.3.64.3.64.3.64.3.7设备吊拆套管顶至接收坑后，穿越完毕，吊拆设备，去除管内余土，经测量合格后进行主管穿越。4.3.8穿越管预制4.3.8.1管线预制在地形宽阔平坦的一侧进行，与顶管同时进行。主管道长度应大于套管4m4.3.84.3.84.3.84.3.84.3.9吹扫试压4.3.9.1本处试压段全长69.7m，管线规格为φ168.3×5.4.3.94.3.9.34.3.9A空气压缩机：1台空气压缩机用于管线清管、测径、排水，空压机总排量为30m3/min，能够以足够的速率推动清管、测径、排水清管器。B注水设备：因需试压的管段长度较短，直接使用水罐车依靠重力进行注水，注水时选择地势较高的地段，防止试压段内夹杂空气。C仪表环境温度计，在强度和严密性试压期间用来测量环境温度。压力表一弹簧管型，表盘直径为150mm，压力表精度为1级，量程为试验压力的1.5倍，最小刻度每格读数为0.1Mpa。且都有在有效期内的校验合格证书。D在管线试压期间，配备工程指挥车1辆，用于夜间检查记录数据，确保平安。E钢管和管件：要求临时配管，管件，阀门，法兰，垫片，螺栓和其他试压配件能在额定压力或更高压力下使用。注水泵，高压泵和试压头的连接要求用刚性配管〔不允许用软管〕。4.3.9试验压力值、稳压时间及允许压降值地区等级强度试验严密性试验试验介质试验压力试验介质试验压力一级压力值〔MPa〕洁净清水9.45洁净清水6.3稳压时间〔h〕424合格标准不破裂、无泄露压降不大于0.063MPa注1：地区等级划分方法应符合设计规定4.3.94.3.9准备工作准备工作管道强度试压管道严密性试压排水、吹扫安装注水、试压系统合格不合格泄压处理注水排气泄压处理不合格4.3.9a、试压头制作：试压头由我单位自行制作，使用的材料需经过鉴定及报验，焊口经过超声波、射线无损探伤合格后，进行预先试压，压力要到达试压段最高试验压力的1.5倍，稳压2小时。无泄漏，无爆裂为合格。b、清管在进行管道试压前先使用清管器人工清管，保证管内无任何杂物，在与主体管线连接完成后统一进行清管。c、管道注水管道注水直接使用水罐车进行，依靠重力将管线注满，注水位置一般选择在地势较高处。注水完成后，管道/水的温度不稳定时，允许1个最少24小时的稳定期，直到与地面温度接近。d、管道试压注满水后，用往复式柱塞泵对管道进行升压，升压至强度试验压力。强度及严密性试压合格后，然后进行卸压。●强度试压缓慢地增加试验压力，到达最低试验压力的30%，稳压15min，稳压期间检查所有管件和连接段，看是否有漏水情况，一切正常后，继续增加压力至试验压力的60%，稳压15min，稳压期间检查漏水情况和系统的完整性，然后根据试压方案，继续增加压力。按每分钟不大于75kPa的均匀速率增加试验压力，直到试压段压力到达强度试验压力的100%。维持这样的压力直到地面上管子和管件局部检漏完毕，试压检查员确定压力和温度稳定。当试验压力满足所规定的压力后，停止加压，以便管段内的压力自行平衡。当压力稳定后，试验管段即开始4小时的强度试验。在稳压试验的前30分钟，每5分钟记录一次压力天平的数值，下个30分钟每10分钟记录一次压力天平的数值。在下一个小时每15分钟记录一次，以后每30分钟记录一次。如果强度试验在规定的试压力下保持了4个小时，无泄漏，那么强度试压合格。试压中如有泄漏，应泄压后修补。修补合格后应重新试压，清管、试压过程中，要按规定做好记录并由监理签字确认合格。●严密性试压严密性试压用洁净水，强度试压合格后，缓慢将试压管段压力降到6.3Mpa的严密性试验压力。关闭通向压力管线的阀门和切断与压力泵的连接。每15分钟记录一次压力和实际时间。每1小时记录一次管壁和地面温度。检查外部管道和管件有无泄漏情况。如果试验管道发现泄漏，应泄压后修补。修补合格后应重新试压。对管道要定期进行巡逻检查，检查管道有无泄漏，保障试压段内未经允许人员的平安。管道全线要随时保持通讯畅通。在规定的压力下，严密性试验维持24小时，压降不大于1%试验压力值，且不大于0.1Mpa，那么严密性试验合格。压降不大于1%试验压力值，且不大于0.1Mpa，否那么重新进行试验，直到到达合格的试验结果为止。严密性试验合格后，试验段准备排水，拆卸所有的现场接头和仪表。e、管道卸压试压经过检查员验收通过后，尽快按照一定的速率减压，防止引起颤抖。减压的整个过程中要特别小心。要缓慢地开关放水阀，防止水击荷载损伤组装管道，阀门一定不要完全翻开降压。f、管道排水、吹扫严密性试压合格，进行试压管段内排水，先将管内试压水通过低点自然排放至压力为零，再采用压缩空气压力进行吹扫。在环境温度低于5℃排水管道要有足够的强度、平安的支撑，并在排水端固定排水管以免排水时摆动。安装排水缓冲设施，防止冲蚀，深切地面或者损害排水点的植被。直到试压水去除干净为止。g、主要设备配备表序号名称规格型号单位数量备注1英格索兰空压机10m3/min2.4Mpa台12往复式柱塞泵40MPA台13水罐车辆14管道切割割机台15温度计只16水银温度计套27压力表Y-150只28针型阀DN40PN16只29平板闸阀DN80PN16只14.3.10主管的穿越4.3.10.1在JYBA0314.3.10．2安装附件穿越管段完成后，应及时完成光缆、附件安装，尽快完成封堵，业主、监理应敦促线路光缆敷设承包商应紧密配合，以便尽快完成穿越公路施工。4.3.10.3主管线穿越完毕后，管端采取封堵措施，封堵详细做法见下列图：4.3.10.44.3.11回填、恢复地貌4.3.11.1穿越施工结束后，进行作业坑回填，回填时应将发送坑和接收坑内穿越管段下部回填并夯实。管周围300mm4.3.11.25、各项资源需求方案5.1劳动力需求方案序号工种〔职务〕单位数量备注1现场负责人人12技术质检员人13HSE监督员人14测量工人25顶管机操作手人46发电工人17挖掘机司机人18值班车司机人29普工人1210电工人211起重工人25.2主要施工机具、设备需求方案序号设备名称规格型号单位数量备注1液压顶管设备400t套22挖掘机ZX320台13发电机50Kw台14吊车16吨辆16皮卡庆铃辆15.3辅助材料序号名称单位数量备注1钢板米250δ=20mm制作过桥、后备墙等2钢板米250δ=10mm制作过桥、后备墙等3槽钢m7020b制作过桥4平安灯盏6照明5碘钨灯盏6照明6电缆米300KW16×3+8×17空气开关只2三相50A8警示标牌块129警示彩带盘610钢管m501″过桥护栏11角钢m3040*3过桥护栏12橡胶管m50D5013顶管过渡管套6φ273*1014枕木根60200mm*200mm*2m15枕木根120200mm*200mm*3.2m16I40工字钢米400加固铁路用17I28槽钢米300作业坑挡土墙18∠75角钢米200挡土墙骨架19水泥吨0.6制作滑板20砂子吨2.1制作滑板21石子吨1.6制作滑板22滑石粉浆公斤6023塑料薄膜公斤7524液压油kg40025沥青Kg50套管封堵26麻丝Kg50套管封堵27方砖块40套管封堵6、质量保证措施6.1顶管的质量要求(1)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30m-42m以内的套管，偏差不应大于150mm；钻进长度在(2)水平偏差不应大于套管长度的1%。(3)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，每次纠偏角度不能过大，可根据管径、顶进长度和土质情况确定，一般在5′-20′之间为宜。6.2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：(1)由于两侧千斤顶的顶力不对称，或后背墙发生倾斜，造成中线左右偏离。(2)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。(3)顶管的端面或后背上下部位的土壤承载力相差较大。(4)导轨安装有较大误差。(5)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，并在正常顶进1m-3m6.3顶管质量控制(1)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，假设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。假设水准仪从坑外引进绝对高程，那么顶进管段的各点高程也可推测出来。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铅垂线，假设管首端通过中心点的铅垂线和上两铅垂线在一条直线上，那么顶管方位是准确的，否那么存在偏差。(2)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。(3)对含水量大的粉土、砂土、砂砾土挖土后不能形成土拱，可采取润滑处理，以减少管壁与土壤的摩擦。采用触变泥浆可减少顶管顶力达2/3左右，同时在松散的土层中顶进，用它可对管周围土质起到加固作用，防止土拱的坍塌。触变泥浆是一种由特殊粘土(高岑土，有称膨润土)掺合2%-3%的碳酸钠而成，为了增加上述触变泥浆凝固后的强度，又掺入凝固剂(石膏)。但使用凝固剂时，还必须同时掺入少量缓凝剂(工业六糖)和塑化剂(松香酸钠)。应用触变泥浆顶管时，在管前方外缝隙处加前封闭管，在工作坑管外壁缝隙处加后封闭圈。泥浆调剂后通过压缩空气经压浆罐，输浆管、分浆罐及喷浆管等送至管外壁四周。形成一个泥浆环。6.4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，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，因而在顶管过程中应勤校测，发现偏差及时校正。校正的