顶管穿越施工方案唐丰快速路

南疆-唐山成品油管道工程唐丰快速路顶管穿越施工方案2010年7月22日目录TOC\o"1-3"\h\z第一章工程概况 11.1工程概况 11.2编制依据 11.3施工方案 1第二章施工部署 22.1项目组织机构 22.2相关部门职能 22.3顶管施工人员配置 32.4施工进度计划 4第三章顶管施工设备、机具、材料 5第四章三通一平及施工临设 64.1水通 64.2路通 64.3电通 64.4现场临设 6第五章穿越施工方案 75.1顶管穿越施工程序 75.2技术准备及交底 75.3放线定位 85.4工作坑开挖及防护 85.5降水施工措施 95.6设备就位安装及调试 115.7套管穿越作业 125.8顶管关键点控制 13第六章主管线穿越施工 166.1主管组焊 166.2主管清管试压 166.3防腐补口、补伤 176.4隔离保护支架安装 186.5发送沟开挖 186.6主管穿越 18第七章现场文明施工措施 197.1目标及承诺 197.2现场布置 197.3现场文明施工措施 217.4 21第八章质量保证措施 238.1质量保证体系 238.2质量管理组织机构 23第九章HSE管理措施 259.1健康、安全与环境（HSE）管理方针 259.2健康、安全与环境（HSE）目标 259.3HSE管理措施 259.4安全管理措施 269.5环境保护措施 299.6成本控制措施 29第十章施工应急预案 3010.1现场安全生产突发事件应急处理预案 3010.2突发性疾病应急处理预案 3010.3食物中毒应急处理预案 3110.4火灾应急处理预案 3110.5交通事故应急处理预案 31第一章工程概况1.1.工程概况为从根本上解决天津石化成品油出厂问题，同时完善华北成品油销售网络，从整体上提高石油公司的市场竞争能力和经济效益，经中国石化股份公司批准，建设南疆-唐山成品油管道工程。本工程起点为天津市塘沽区南疆油库内的南疆首站，终点为河北省唐山市任各庄油库内的任各庄分输站，途径天津市，河北省的唐山市，管道全长155km，共分为4个标段。其中南疆-唐山成品油管道工程Ⅳ标段线路整体在唐山境内，沿着唐山市西外环敷设，经小稻地、中门庄、后新庄、袁家庄，在东龙湾管道偏离西外环转向东北敷设，经小城子、魏庄子，在任各庄南管道穿越102国道后沿着现有铁路专用线敷设至唐山任各庄油库；线路总长度28公里。沿途穿越有唐山西外环高速路匝道、唐通公路、唐丰快速路、机场路等多处高等级道路，穿越方法采用顶管及定向钻两种方式进行。本次穿越唐丰快速路采用顶管方式施工，位置位于唐丰快速路K4+010附近（管线公里号K28+385.8和K28+491.5间），保护套管长74m1.2.编制依据：1.2.11.2.21.2.31.2.4《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2006《顶进施工法用钢筋混凝土水管》JC/T640-1996《油气管道穿越工程施工规范》GB50424-2007《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007《石油天然气钢质管道无损检测》SYT4109-20051.3.施工方案顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、油泵站、顶铁、电站、泥水泵及运土设备等。完成测量放线后，将附近障碍物清理干净，考虑该处地下水位埋藏较浅，在施工前要采取相应的降水措施，操作坑四壁采用必要的支护方式，防止塌方，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，进行主管穿越。第二章施工部署2.1项目组织机构项目经理项目经理项目总工程师项目项目总工程师项目执行经理综合办公室计划经营办公室技术质量办公室安全生产办公室综合办公室计划经营办公室技术质量办公室安全生产办公室防腐施工队管道施工队顶管施工队防腐施工队管道施工队顶管施工队2.2相关部门职能2.2.1安全生产办公室职责（1）根据生产实际情况，做好设备的平衡调配工作。（2）负责编制设备的维修保养计划，并负责实施。（3）负责设备事故的调查分析和鉴定工作。（4）负责设备各种统计报表的收集、汇总上报。（5）负责各专业之间的协调、施工总体布置及管理。（6）负责前期与各方协调各种关系，办理所有关于施工及生活证件。（7）组织编写施工计划，搞好计划管理。2.2.2技术质量办公室职责（1）按合同规定的施工规范、施工图纸，组织各项技术工作的实施与管理。（2）负责制定施工技术文件、工艺规程和作业指导书。（3）负责施工技术文件的变更联络与实施工作。（4）施工前进行技术交底，落实工程的测量、试验等工作。（5）负责隐蔽工程的检查和记录，负责施工现场签证工作。（6）监督落实施工规范的使用的执行。审查分包技术措施，对工程技术管理全面负责。（7）负责施工进度计划的检查、调整和监督。2.2.3计划经营办公室（1）主要负责本工程的经营管理和成本控制及资源配置。（2）负责本工程的计划的编制和实施。（3）负责本工程的周报，组织每周日的进度协调会。（4）编制本工程的预算，财务费用报表，成本分析报告，并进行工程结算。2.2.4综合办公室职责（1）主要负责本工程的行政管理和后勤服务及生活保障。（2）负责文件起草、打印、宣传、教育及现场保安工作和车队管理以及项目文件及信息管理。2.2.5顶管施工组：负责套管的吊装、顶进、出土施工及操作坑的开挖、操作坑支护、恢复等2.2.6管道施工组：负责主管的布管、焊接、清管、试压、穿管、防腐质量检查，补口、补伤工作。2.3顶管施工人员配置2.3.1顶——每班：操作手2人、清土工4人、辅助人员：2人——每班：电工1人小工8人2.3.2——管工：2人、电焊工：2人、电工：1人、操作手：2人、防腐工：2人、辅助人员：2人2.4.施工进度计划本工程计划施工时间为29天，各工序施工时间如下：序号关键工序计划总用时（天）备注1设备进场及定位放线1包括便道铺垫2操作坑开挖支护1包括基坑降水3设备就位及调试24顶管施工195主管组焊及检测4提前预制6清管试压27补口补伤18穿管19场地清理及回填2由于以上工序中主管焊接及检测存在交叉作业因此，总工期为29天。顶管施工设备、机具、材料序号名称规格数量用途液压千斤顶QYS-4002套顶管穿越设备柴油发电机75KW2台发电及备用日立挖掘机2401台挖土方吊车16T1台装、卸管双排车小解放1台值班面包车五菱2台值班水罐车8方1台试压空压机3m2台通风换气全站仪GTS3301台测量水准仪DSZ31台测量电火花检漏仪1台防腐层检漏电焊机2台焊接二弧焊机1台烤把1个液化气瓶1个气焊工具1套切割坡口磨光机1003把吊带3吨4个配电盘2个照明设施3套清管器DN4001个自制导向轮DN4004个自制铁丝8#20公斤外对口器DN4001个氧气4瓶乙炔2瓶枕木6方警示牌4个警示线200米护栏30个铝合金梯5米2个应急灯4个信号灯2个灰浆搅拌桶200L1个搅拌灰浆水泵QY65-15-2.23台抽水、排水电动葫芦CD11台对管螺旋千斤顶15t4台调方向超高压径向柱塞泵站BZ50MPa-152台顶管加压站推土机PD1651台扫线第四章三通一平及施工临设根据对公路穿越现场交底勘察，我方计划三通一平及施工临设如下：4.1水通公路穿越施工用水较少，主要是主管穿越试压用水及生活用水，因此我们将根据现场情况选择以下两种方式中一种：4.1.1在施工场地周围就地取水。4.1.2采用8方水车现场送水，解决施工用水。4.2路通根据现场勘察由于施工地点均在路旁边,因此，在施工时将根据现场情况铺设临时道路通向施工作业区。材料、设备布置在选好的施工穿越场地区域内，先用推土机将地表推平后压实即可，穿越现场临设见施工现场平面布置图。4.3电通现场采用75KW柴油发电机发电,用来夜间照明和主管焊接及试压用电。电源用380V、100A配电盘及电缆将电源送至各用电点。4.4现场临设4.4.1穿越施工现场设主管预制区、套管摆放区、设备停放区等，具体布置见施工现场平面布置图4.4.2临时施工便道宽5m，采用铺300mm4.4.第五章穿越施工方案5.1顶管穿越施工程序5.1.1技术准备及交底——公路穿越手续办理——放线定位——工作坑开挖、混凝土支护——顶进设备安装——导管就位——管线顶进——管口处理——工作坑处理。5.1.2穿越本段各个穿越点顶管穿越共分三步进行，顶管操作坑设定。第一步：进行公路的套管穿越，在选定好的顶管操作坑位置处开挖操作坑，操作坑混凝土支护，铺轨道和安装顶管设备后进行顶管。第二步：拆除顶管装置及设备。第三步：主管预制、试压及穿越，并进行封堵套管，回填操作坑及接收坑。5.2技术准备及交底5.2.1对穿越现场进行仔细现场踏勘，了解穿越段的断面及冲击层情况，绘制现场施工平面图、测绘图，掌握设计要求5.2.2顶管推力的大小等于顶管过程管道受的阻力的大小，包括导管切土正压力、管壁摩擦阻力等。5.2.2F1=S1×Ｋ1其中F1——顶管正阻力（t）S1——顶管正面积（ｍ2）Ｋ1——顶管正阻力系数(t/ｍ2)取Ｋ1=40ｔ/ｍ2F1=S1×Ｋ1＝πr2×Ｋ1＝3.14×(1.2÷2)2×40=45.3t5.2.2F2=S2×Ｋ2其中F2—顶管侧摩擦力（t）S2—顶管侧面积（ｍ2）Ｋ2—顶管侧阻力系数(t/ｍ2)取Ｋ2＝0.7ｔ/ｍ2F2=S2×Ｋ2＝πDL×K2＝3.14×1.2×74×0.7＝195.2t通常减少管壁摩擦阻力的措施有：管壁与泥土间加泥浆套减阻、管外壁形态规则和表面光洁、减少管道拐弯。顶管总阻力主要为以上两种阻力之和：F=F1+F2＝45.3t＋195.2t＝240.5t考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.5倍能力储备，设备顶进能力应为360t，故选用400t的顶管设备完全可满足要求。5.3放线定位根据设计给定的控制桩位，用经纬仪放出穿越轴线。并定穿越中心桩、施工带边线桩，并撒上灰线。放线时同时放出操作坑和接收坑的位置与尺寸。在穿越至验收的全过程中随时使用测量仪器配合。放线定位详见平面布置图。5.3.2用水准仪测量顶管轴线公路上中间的地势标高，根据设计施工图纸要以测定点标高再加深后则为穿越管线的顶标高。5.4工作坑开挖及防护5.4.1工作坑位置根据现场勘察确定，接收坑设置在图纸给定的套管长度的外侧，工作坑尺寸根据各个穿越点现场确定为6m×6m方形工作井，深度为套管穿越深度加上导轨及铺垫高度。接收坑尺寸为6m（长）×4m（宽），深度实际情况确定左右。5.4.2操作坑采用机械开挖，考虑到当地地层地下水位较浅，容易塌方，因此要采取相应的支护方式。可采取脚手架加护板或采用钢板桩等方式进行支护，支护方式根据现场情况而定。5.4.3由于接收坑短期内不会回填，且施工人员还需要在坑内进行穿越主管和封堵套管施工，为确保安全，接收坑内均设置防塌支撑，。工作坑内设5米高梯子1个，便于施工人员上下操作坑。5.5.45.5降水施工措施5.5.1在施工过程中如遇到地下水位比较高，操作坑开挖后，容易蓄水，给施工造5.5.1.1每根井点管的制作：用直径50mm的无缝钢管，长5米，下端装滤管，其构造如下滤管结构图5.5.1.2井点管的上端用弯联管与总管相连，每根弯联管长5.5.1.3用直径为125mm的钢管做集水总管，每段长4米，其上装有与井点管连接的短接头，间距1米，集水总管与抽水水泵（5.5.1.4井点管埋设采用射水法，沿操作坑周围布设，每间隔1米设置一口降水井，降水井采用冲孔埋设，埋设深度5.5高程布置图（图1-1）平面布置图(图1-2)5.6设备就位安装及调试5.6路基路基枕木钢箍挖掘穴砼管密封圈砼管套管尾端通风入口穿越剖面图接缝导向架座板5.65.5.6.150015001000100010001000250250钢管Φ89×10后背墙垫板制作图5.序号材料名称规格型号数量备注钢管Φ89×10200米已有5.7套管穿越作业5.75.7.1.1顶杆中心线必须与管道保持同心，第一节水泥管顶进方向的准确性是整个穿越工作5.7.1.25.7.1.35.7.1.4套5.75.7.2在顶进过程中，随时使用全站仪和水平尺配合检查进管的不平度和设计轴线的偏差，并及时进行纠正。一旦出现偏斜，需将顶杆与套管撤回至合格处进行处理。5.75.7.2.2如向上5.75.75.75.7.3.2顶管顶进允许偏差为：30～40m，顶进长度内高低误差不大于150mm，水平方向误差为套管长度的2%，5.75.5.7.4.1等体积置换：即在管内挖出土方的体积Q土完全等于顶入管子的体积Q行（Q土=Q行），所以每次顶进都需要一定的计算，尽可能相等。避免使土体疲劳，以致变形加剧，当Q土＞Q行时，地面易于沉降；Q土顶管施工允许偏差（表1）5.①经常检查工作井内的导轨，穿门洞与顶管间的空隙等无异常。②千斤顶的中心线应和正面阻力及管壁摩擦阻力的合力重合，尽量减少偏心，这一点在开始安装时必须考虑，若在开始顶进之后调正，就困难了。③经常注意后座靠背的刚度是否够，其变形的大小和均匀度、以及弹、塑性变形的比例等，随时设法消除各种影响异向精度的因素。5.8顶管施工关键点控制5.8.15.5.8.2混凝土套管安装控制5.8.2.1混凝土套管2米1根，承插口连接。为防止套管进水，钢筋混凝土管接口的防水主要依靠接口之间的“O”型橡胶圈的弹性压缩。因此橡胶圈在安放前检查无破损，套管连接时其端口外表用钢丝刷把油污杂物清除干净，5.8.2.2下管时，吊点应设在管子的重心处，用拦腰起吊的方式起吊，采用吊带，5.8.2.35.8.35.8.3.1套管在顶进过程中，清土人员将在套管端部进行清土外运，掏土时一定要防止掏空塌方造成地表下沉，因此每次向前掏土的距离要根据现场情况确定，不得为加快进度而过快掏土。5.8.3.2掏出土方可以采用滑轮车的方式外运至套管外，外运时要注意运土安全。5.8.3.3套管进入土层过程中，每顶进30cm，测量不应少于一次；套管进入土层后正常顶进时，每顶进100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数；5.8.45.（1）轴线位置：3mm（2）顶面高程：0～+3mm（3）两轨内距：±2mm5.5.（1）油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；（2）油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；（3）顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；（4）顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；（5）千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。5.（1）顶铁应有足够的刚度且相邻面应互相垂直；（2）安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；（3）更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；（4）顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。5.8.55.8.5.1套管在顶进过程中，由于5.8.55.5.5.8.65.5.5.第六章主管线穿越施工6.1主管组焊6.1．1由于已提前进行了主管预制，所以焊接工作量很小，主管焊接机组使用下向焊工2人，使用外对口器组对。组焊前应用自制清管器进行逐根清管，焊接时执行线路焊接工艺。穿越焊口应进行100%UT+100%RT无损探伤。6.2主管清管试压6.2.1由于主管长度较短，主管探伤合格后采用自制清管器清理主管内壁，清管器用8#铁丝牵引，反复清管不少于3次且没有杂质、沙子清出时为合格。在管道两端焊上椭圆封头及试压上水装置，见下图，试压管线两端各安装一块压力表，压力表应经过校验并在有效期内，压力表精度不低于1.5级，量程为被测最大压力的0-25MPa，表盘直径不小于150mm南6.2.2南针形阀DN15、PN25椭圆封头试压口压力表1压力表2针形阀DN15、PN25椭圆封头试压口压力表1压力表2主管主管上水及排水阀上水及排水阀穿越主管试压装置穿越主管试压装置6.2.3试压介质强度试压严密性试压试验压力（MPa）稳压时间（h）试验压力（MPa）稳压时间（h）清水14.2549.5246.2.46.2.5试压时将上水阀关闭，打开试压口阀门与试压泵相连，进行上水升压。压力应缓慢上升，压力升至30%、60%强度压力时应分别停止升压，稳压30min检查有无异常，无异常后再继续升压直至试验强度压力稳压4小时，目测管道无变形、不破裂、无泄漏为合格6.2.6强度试压合格后，降压至严密性压力，稳压2，管道无渗漏，压降值小于等于试验压力的1%且不大于0.1Mpa6.2.76.2.8序号材料名称规格型号数量备注1椭圆封头DN400、PN202个2压力表0-25MPa4块备用2块3针形阀DN15、PN254块4卡箍阀DN65、PN251套5无缝钢管Φ22×510米试压接管6无缝钢管Φ76×104米上水阀7温度计0-80℃3支附温度计套8消防水带DN6540米6.3防腐补口、补伤6.3.16.3.26.3.36.3.46.3.4.1直径小于30mm6.3.4.2直径大于30mm6.3.4.36.3.56.4.1安装隔离保护支架时，按照设计图纸要求均布，隔离保护支架应上紧。6.4.26.4.3光缆保护管必须边预制边穿通信光缆，光缆保护管与工艺管道的绑扎为每隔四米6.4.4为便于光缆穿入保护管内，在保护管施工时先将8#铁丝穿入管内，然后在两端各留4米6.5发送沟开挖6.5.1由于穿越点在沟下，因此还需开挖发送沟，将主管放在发送沟内方可进行穿管，发送沟实际上就是管沟，采用机械开挖，同时为了防止水流入套管内，应在套管两端底部挖一个深0.5m×长2m×宽1.5m6.5.2由于穿越点较深，在弹性敷设时发送沟应挖出缓坡，坡度符合R=1000D的规定，由于主管穿越时还需人工操作吊带，因此发送沟沟底宽度不小于1米，为防塌，发送沟应放出1：16.6主管穿越8mm钢带宽150紧固螺栓4M16×40轴承Φ1002组导向轮制作图68mm钢带宽150紧固螺栓4M16×40轴承Φ1002组导向轮制作图6.6.2发送沟开挖完毕后，用2台16吨吊车将主管放入发送沟内，然后用吊带将主管吊起缓慢送入套管内，吊点分别选在距首端5米和156.6.36.6.4按照设计要求对套管两端进行封堵，待水泥达到强度后，再进行防水处理。封堵前应先将把套管内的积水排除干净。6.6.5穿越完毕进行工作坑处理，根据设计要求及业主的要求及时进行工作坑的回填。回填时要分层进行，管线周围要用细土回填，然后再进行其它部位的回填及夯实。回填时分每30CM一层进行水坠夯填，管顶覆土50CM以上后，再进行松填，回填到地表时，要预留20-30CM的余高，以便地表土的自然沉陷。第七章现场文明施工措施7.1目标及承诺7.2现场布置防护栏防护栏警示牌4警示牌3警示线拉线桩警示牌1警示牌2100006000穿越中心线路现场文明施工布置图穿穿越施工减速慢行角铁∠40×4钢板δ=2mm120010008001000钢板δ=10mmΦ300圆钢Φ10警示牌制作图拉线桩制作图钢管Φ26序号材料名称规格型号数量备注钢管Φ26300米拉线桩