《S214省道顶管穿越施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《S214省道顶管穿越施工方案.docx（29页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、酒泉市肃州区至酒泉卫星发射中心一级公路S214省道K4+130处供水管道工程施工方案肃航公路 SHFJ2 合同段项目经理部2019 年 3 月 12 日肃航一级公路天仓服务区供水管道工程S214省道顶管穿越施工方案目录1 、工程概况 22、编制依据 23、 施工时间 24、 施工工艺及平面布置 25、 施工方法 56、顶管纠偏 137、顶进测量及控制 148、顶管施工质量保证措施 159、主管牵引就位 1510、管封堵、地貌恢复 1611 、人员组成 1712、措施用料 1713、施工用设备、机具 1814、顶管应急预案 1815 、 质量保证措施 19SHFJ2 项目经理部27省道 S214
2、 顶管穿越施工方案1 、工程概况依据中交第一公路勘察设计研究院有限公司肃航一级公路天仓服务区供水管道工程施工图设计,该管段为天仓服务区供水管道，管道为双线（一用一备）地埋 AGR 管道， 单线管道长度约6400 米， 工作管道采用AGR 管， 双线管径均为DN80（穿公路处加DN125 钢套管） ，设计压力为1.6MPa 。依设计显示，新建DN80 供水管线在S214 省道 K4+130m 处与公路交越，设计采用顶管穿越方式从公路下方穿越。套管选用DN125 钢管。单线穿越长度为25 米。在勘察深度内未揭露地下水位。场地土对混凝土具硫酸盐弱腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性.场地季节性冻
3、土标准冻深1.5 m，地基土属冻胀性土。项目区域内标准冻土深度1.5m，结构物埋设应大于标准冻土深度。2、编制依据2.1 建筑设计防火规范（ GB50016-2016 ） （ 2014 版）2.2 建筑给水排水设计规范（ GB50015-2003 ） （2009 年版 ）2.3 室外给水设计规范（ GB50013-2006 ）2.4 建筑机电工程抗震设计规范（ GB50981-2014 ）2.5 肃州至酒泉卫星发射中心一级公路工程（天仓服务区、天仓养护工区室外饮水工程）-管道穿越省道S214。图号：IN2015-01-123、施工时间2019 年 3 月 20 日 -2019 年 3 月 30
4、 日施工为顶管作业，作业面积均在道路两侧，不影响道路通行，在施工作业路段两侧，设置一名安全员，放置安全锥桶、前后放置“前方施工、减速慢行”， 提醒过往车辆。3.2 顶管作业平面布置及工作井布置图：1顶铁；2油缸架；3油缸；4环形顶铁；5后背；6导轨；7穿墙止水；8钢套管；工作井布置示意图S214 省道顶管作业平面布置5、施工方法4.1 施工准备4.1.1 向有关部门了解清楚穿越段附近是否有光缆、电缆、 管道等地下设施，并作标记。4.1.2 检查顶管设备，配套设备及各种机具材料是否齐全、完好。4.1.3 测量放线（ 1 ） 测量工根据设计要求用经纬仪、水准仪定出中线桩、高程桩并用白灰撒出定位（
5、2）根据平面布置图定出施工区域边界线，其面积不小于2m 3m。 。4.2 工作井、接受井施工工作井、接受井采取沉井施工方法施工，工作井内尺寸2000mm 3000mm 2000mm ，接收井内尺寸为2000mm 2000mm 2000mm ，井高根据各顶管管线埋深而定。4.2.1 施工步骤大开挖土方至自然地坪下2 米砂垫层、砼垫层施工三次沉井制作、下沉沉井封底4.2.2 基础开挖基坑采用人工开挖，基坑及垫层根据井尺寸放量进行，为保证沉井砼质量，采用砂垫层，基坑砂垫层应避免受水浸泡。4.2.3 .施工准备（ 1）根据各构筑尺寸、形式，确定结构模板平面施工总图：在总图中标出各构件的型号、位置、数量
6、、尺寸标高及相同或略加拼补即相同的构件替代关系并编号，以减少配板种类、数量和明确模替代流向和位置。（ 2）轴线、放线。水平控制标高引测到路面或其它过渡引测点，办好预检手续。4.2.4 脚手架本工程脚手架以沉井中支撑架及池壁操作架及安装设备时操作架待构成的综合脚手架。4.2.4.1 搭设前准备（ 1 ）搭设前根据架子类型建（构筑物特点），编制具体方案，绘出平面图纸，并进行验（ 2）检查钢管、配个等是否有明显变形、裂纹、连接件是否合格，严禁使用不合格、锈蚀和有裂纹的扣件。（ 3）搭设场地进行平整、夯实并设置排水措施。4.2.4.2 搭设使用及拆除搭设（ 1 ）立于土地面之上的立杆底部加设宽度200
7、mm ，厚 50mm 的垫木，每根杆的支垫面积符合设计要求。（ 2）按施工设计放线、铺垫板、设置底座或标定立杆位置。（ 3）按定位依次竖起立杆、将立杆与纵横向扫地连接固定，然后装设第1 步的纵向和横向平杆，随校正立杆垂直之后予固定，并按止要求继续向上搭设。（ 4）剪刀撑、斜杆等整体拉结杆件和连墙件随搭升的架子一起及时设置。（ 5）脚手板铺平衡，并予以绑扎牢固。（ 6）双立杆脚手架、主立杆沿竖轴线搭设到顶、辅立杆与主立杆之间的中心距不得大于 200mm ，主辅立杆必须与相交的平杆进行可靠连接。使用（ 1 ）作业层每1m 2 架面上实用的施工荷载不得超过规定值。（ 2）架面摊置的材料码放整齐稳固，
8、不影响施工操作和人员通行。严禁人员在架面上奔跑、退行或倒退位车。（ 3）禁止随意拆除脚手架杆件、整体性杆件、连接坚固件和附墙件。（ 4）人员上下脚手架必须设安全出入通道，严禁攀援脚手上下。（ 5）每班工人上架作业时，先检查有无影响安全作业问题存在，在排除和解决后方许作业。（ 6）在每步脚手架作业完成后、清理架面，将架面上材料物品堆入整齐，垃圾清运出去。拆除脚手架的拆除作业按确定的拆除程序进行。连壁件在位于其上的全部可拆杆拆除后才能拆除。在拆除过程中，凡已松开连接的杆配件及时拆除运走，避免误扶和误靠已松脱连接的杆件。拆下的杆配件以安全的方式运出和吊下，严禁向下抛掷。拆除过程中，操作人员配合、协调
9、动作、禁止单从拆除较重杆件等危险性的作业。4.3 顶管机选型我们决定在本工程顶管施工中采用小刀盘土压平衡顶管机，加角变泥浆减阻工艺施工。主顶装置共有六只千斤顶，分两列布置。主顶千斤顶为等推力双冲程千斤顶，总行程为3.70m 、 2.0m 长的管节可以一次顶进完成，无须加放顶块。每只最大顶力为200t，主顶最大总顶力为1200t，满足设计顶力的要求。主顶动力站由一台63ml/r 的轴向柱塞泵驱动，可以满足5cm/min 的顶进速度，另外也可以通过调节变频器来改变由泵流量，从而控制顶速。主顶千斤顶通过一个顶进环作用在管节尾部，使管节能均匀受力，千斤顶的合力中心应位于管节中心，以免顶进轴线产生偏差。
10、主顶装置上装有活动底架，便于调整轴线。顶进用的导轨上也装有活动底架、除了用于调整轴线外，还可在顶进施工中根据需要调节砼管节位置的高低，保证洞口处的像胶止水圈顺利套在顶管机及管节上。4.4 顶进设备安装（ 1）把地面上建立的测量控制网络引放至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工进时行复测。（ 2）工作井内测量放样，精确测放出顶进轴线。（ 3）安装顶进后靠。后靠采用整块箱型结构钢后靠，与井壁的接触面积大于4m3m范围。以扩大井壁受力面积，有利于工作井的稳定。顶进后靠的平面垂直于顶进轴线，后靠与井壁结构砼之间的空隙要用泵浆或是砼填塞密实。（ 4）安装主顶装置和导轨。先将它们大致固定，然后在
11、测量的监测下，精确调整它们的位置，直至满足要求为止，随即将它们固定牢靠。（ 5）工作井内的平面布置。见附图。搭建进内工作平台、安装配电能箱、主顶动力箱，控制台等，敷设各种电缆、管线、油路等。井内平面布置要求布局合理、保证安全、方便施工。（ 6）地面辅助设备的安装及平面布置。辅助设备主要有拌浆系统、供电系统、电瓶车充电间等的安装及调试，此外还有管节堆场，材料堆场、安装护栏等的布置。（ 7）地面辅助工作及井内安装结束后，吊放顶管机、接通电气、液压等系统，进行出洞前的总调试。4.5 顶管机出洞（ 1 ）先在预留洞内接长顶进导轨，并做好限位块。（ 2）在洞圈内割除外封门钢横梁，在洞门内将钢板桩顶松。（
12、 3）将顶管机顶入止水带内，至顶管机端部离外封门约10cm 时停止。（ 4）拔除外封门。（ 5）在测量监控下顶管机继续顶进，至主顶行程伸足。（ 6）在顶管机尾部烧焊限位块，防止主顶千斤顶缩回时，顶管机在正面土体作用下退回。（ 7）缩回主顶千斤顶，吊放钢管节。（ 8）割除限位块，继续顶进。出洞后，顶管机和其后的第一至第节砼管节用拉杆连在一，形成一个整体。顶管机和砼管节连在一起后增加了稳定性，对出洞后的一个阶段的顶进施工十分有利，同时也便于在以后的顶进施工中对顶管机进行控制。4.7 主油缸安装安装主油缸时应按操作规程施工，不平行度在水平方向不允许超过3 毫米， 在垂直方向不允许超过2 毫米。若数台
13、千斤顶共同作用，则其规格应一致，同步行程应统一，且每台千斤顶使用压力不应大于额定工作压力的70。为了减少后座倾覆、偏斜，千斤顶受力的合力位置应位于后座中间，用4 台或 6 台千斤顶双层布置时，其合力位置在管道中心以下0 20 厘米处，每层千斤顶高度应与环形顶铁受力位置相适应。主油缸线安装四台，油路必须并联，使每台千斤顶有相同的条件，每台千斤顶应有单独的进油退镐控制系统，以后视顶力和土质、摩阻力情况决定增加只数，要求将顶力控制在8000KN 左右。千斤顶应根据不同的顶进阻力选用，千斤顶的最大顶伸长度应比柱塞行程少10 厘米。油泵必须有限压阀、滤油器、溢流阀和压力表等保护装置，安装完毕必须进行试车
14、，检验设备的完好情况。4.8 导轨安装（ 1）导轨安装时，应复核轨道的中心位置，两根导轨必须相互平行、等高，导轨面的中心标高应设计管底标高适当抛高（一般为0.5 1 厘米） 。（ 2）安装导轨时，要在穿墙下留出一定空隙，为焊接拼管之用。4.9 顶进施工工艺出洞阶段结束后，即可进行正常的顶进施工。小刀盘土压平衡顶管掘进机采用计算机闭环控制的土压平衡机理，电脑控制，小刀盘将土搅拌后，经由螺旋机送到密封舱板后出土。密封舱内有两个土压传感器将测定的土压力转换成电信号输入到土压平衡控制器内，由其自动调节螺旋机变频器，改变螺旋机转速，从而改变出土速度，使之与主顶顶速相匹配，使土压舱内的压力始终控制在土体的
15、主动土压力与被动土压力之间。顶进时， 一般情况下主顶顶速是恒定的，随着土质的变化可能引起正面的土压力的变化，当正面土压力高于设定土压力时，螺旋机出土加快，使正面土压力下降，降到低于设定土压力时，土压平衡控制器又会调节螺旋机变频，使出土减慢，土压力回复到设定范围，也就是维持一个动态平衡的过程。顶进施工时，必须根据履土深度和土质情况计算出顶管掘进机正面的水土压力，作为设定土压力，输入土压平衡控制器，此后就可以靠土压平衡控制器自动控制正面土压力。土压平衡控制器分手动和自动两种控制方式，手动控制方式能将实际的正面土压力控制在更小的波动范围内，对于控制地表沉降是十分有利的。在整个施工过程中，要针对不同的
16、履土和土质情况及时调整设定土压力值，以利顶进的顺利进行。顶管机的螺旋机采用轴向土。螺旋机出的土直接卸在土箱内，土箱装满后，由电瓶车运出管道，到工作井内由吊车上地面弃土。然后将倾空的土箱再放入井下，继续运土。顶进时应注意，由电瓶车运土时，即螺旋机停止出土时，应暂停顶进，以免造成“闷顶”， 引起地面隆起。同时也要防止顶进中断时螺旋机仍在出土，造成开挖面坍塌，地面下陷的情况。一节管节顶进结束后，缩回主顶千斤顶，拆除洞口处的管线，吊入下一节管节，然后连接洞口处的管线，再继续顶进。在顶管机和中继间处应放置应急照明灯具，保证断电或停电时管道内的工作人员能顺利撤出。在中继间处压浆总管内软管过渡。管道内的设备
17、安装和管线布置，可采用预埋件或膨胀螺栓固定，凡采用预埋件固定的，应在砼管节生产前，将预埋件图纸提交给砼管节生产厂家。4.10 管节制作顶管套管采用GB/T11836-1999DN125 钢套管，管端形式为双插口式。钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊接处平整、脚部和钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。衬垫材料为多层胶合板，其应力应变关系应符合试验曲线要求， 误差5%。 粘贴时是，凹凸口对中，环向间隙符合要求。插入安装前滑动部位应均匀涂薄层硅油等润滑材料，对像胶无侵蚀性，减少摩阻。严禁使用其它油脂及肥皂水等润滑剂。承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位，不反转，不露出管外，否则应拔出重插。顶管结
18、束后，应按设计要求在内间隙嵌以弹性密封膏，要求与二管口抹平。4.11 供电及照明长距离供电为了解决电压降问题，一般采用高压输电，在盾构施工中，都是采用高压输电解决压降问题的。但是顶管施工有其特殊性，其管径小，若采用高压供电安全缺乏保障，因此我们是采用380V 低压输电。为了防止电缆线接头松动，接触电阻增加而影响供电质量，我们使用中的电缆接头箱，既保证了接头质量，又可以避免包扎受潮而产生的漏电事故。另外由于变压器到顶管作业点的距离较长，可能造成沿途的较大电压降，为了防止不可预见情况的发生，我们还要安装一套225A 自动增压装置，当线路压降过大时，增压装置开启，稳定施工用电电压，保证顶进设备的正常
19、动作。顶进施工时，顶管机所需要电力由操纵平台上的电箱用50mm 2 电缆直接输送到工作面，电缆采用三查五芯制，井口采用航空接头，便于拆卸，管道内用接头箱进行电缆连接，确保使用安全。照明采用36V 安全电压，由管道内电箱中的1KVA 变压器提供36V 电源，每只变压器连接9 10 只行灯进行照明，根据顶进长度来决定使用变压器的数量。6、顶管纠偏5.1 纠偏装置纠偏是通过顶管机上的纠偏铰产生折角的面进行的，顶管机为二段一铰结构，顶管机长径比（即纠偏灵敏度）为L/D 1.08。纠偏系统由1 台 50t 双作用油缸及控制阀件组成，4组油缸呈斜向45 正交布置，每个纠偏油缸都通过万向铰将顶管掘进机前后壳
20、本连接在一起，使顶管掘进机能一定范围内任意做出纠偏动作。4 组纠偏油缸由4 个三位四通电磁换向阀控制，每个油缸前后腔油路关闭，使油缸内始终保持高压，确保纠偏动作的可靠。5.2 实用纠偏技术在施工过程中，要根据测量报表绘制顶进轴线的单值控制图，直接反映顶时轴线的偏差情况，使操作人员及时了解纠偏的方向，保证顶管机处于良好的工作状态。在实际顶进中，顶进轴线的设计轴线经常会发生偏差，因而要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间偏差值，使之尽量趋向一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。在施工过程中贯彻勤测、勤纠、缓纠的原则，不能剧烈纠偏，以免对砼管节和
21、顶进施工造成不利影响。实际操作中还应注意，纠偏是与顶管同步进行的一项工作，重要的是把握顶管趋势，不能指望一蹴而就，而应缓慢地，逐步进行，若操之过急就容易造成轴线的较大折角，反而不利于顶进的顺利进行。7、顶进测量及控制1.1 轴线测量方法为了使顶进轴线和设计轴线相吻合，在顶时过程中，要经常对顶进轴线进行测量。在正常情况下，每顶进一节砼管节测量一次，在出洞、纠偏、进洞时，适当增加测量的次数。施工时要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。顶进测量利用J2 激光经伟仪置于顶进轴线上，跟踪顶管机内光靶测尺，顶进时，施工人员随时可以直观的看出顶管机偏差情况及行进方向，同时每顶进一节管节利用J2 经纬
22、仪二测回直接在井内观测顶管机内平面测尺偏差读数。高程偏差测量采用水准仪测量测得顶管机中心标高，再与设计高程比得高程偏差。另外， 指示轴线在顶进过程中，必须利用联系三角形法定期进行复测，以保证整个顶进轴线的一致性。1.2 顶进中顶管机前进趋势的测定测定顶管机前进趋势，能达到减少测量时间的目的，顶进中施工人员对顶管机的纠偏也迫切需要及时了解顶管机走势，以能够较有效地纠偏。施工人员及时了解顶管机走势，如果轴线偏差较小，且走势较好（沿设计方位），有时就可省去不必要的轴线差测量，提供更多的顶进时间，如轴线偏差较小，但顶管机前进趋势背离设计轴线方向，施工人员也能够及时进行有效的纠偏，使顶管机不致偏离较大。
23、可见掌握了顶管机的走势好处显而易见，为此我们设置了顶管机前进趋势测量及计划方法。通过观察顶管机的行进趋势来指导纠偏。本工程测量所用的仪器有全站仪、激光经纬仪和高精度的水准仪。顶管机内设有坡度板和光靶， 坡度板用于读取顶管机的坡度和转角，光靶用于激光经纬仪进行轴线的跟踪测量。8、顶管施工质量保证措施井下机架与后顶装置安装就位时，由测量员进行监测将水平与垂直偏差控制在2mm 以内，保证顶进机架的定位精确，为顶进质量把好第一关。对进场的管节进行外观质量的验收，主要针对管节的外形尺寸，特别是前3 节管节必须挑选几何尺寸较好的管节，使顶进轴线与泥浆套能在顶进之初就保持良好。顶进施工的同时，密切关注地表沉
24、降量的变化，将数据及时反馈给施工人员，以便采取措施，调整顶进参数，将对环境的影响减小到最小程度。顶进过程中绘制轴线偏差图，根据图表决定纠偏措施，贯彻“勤测、勤纠、缓纠”， 切忌剧烈的纠偏动作。绘制顶力曲线图，将顶力控制在管节许用顶力之内，严禁超出，以免产生管节损坏等质量问题。严格按压浆操作规程进行压浆操作，尽可能地降低顶进阻力。对于地表沉降要求较高的地段，按时定量进行定点补压浆，并进行沉降观测，严格控制地表沉降量。9 、 主管牵引就位9.1 在预制管段上安装聚乙烯绝缘支架，绝缘支架间距为2 米； 在管头焊接专用牵引封头，并在管头绑一圈废旧轮胎，以保护套管和母管。9.2 制作专用的滚轮架，（在滚
25、轮架和主管之间用胶皮板=10mm ）隔离，将滚轮架用螺栓紧固在主管上。9.3 牵引端安装及辊轮架制作如图橡胶辊轮架废旧橡胶轮胎皮聚乙烯支撑813胶皮板 10mm牵引0.6m4M16螺栓共8只成品胶轮座及实心胶轮辊轮架示意图 辊轮架示意图钢板环 =14 mm400mm每架 18个9.4 管沟开挖断面为：沟底宽度3m， 边坡按 1： 1 坡度进行放坡，分多层进行开挖（见示意图） 。发送沟长度超出穿越长度2m 为宜。计划用1 台单斗同时进行开挖作业，将土推至堆土区边。9.5 在管沟开挖过程中，人工用风镐按管道中心线位置凿开公路另侧工作井混凝土，凿开宽度为可以顺利穿过管道，穿管时凿开处垫放草袋，防止碰
26、伤管道防腐层。9.6 用单斗配合将管段穿入套管并完成穿越。在穿越过程中，管段行进要轻、缓、慢，切勿因管段行进过快，撞击套管或切断光缆管管，造成施工事故。9.7 管段就位后，用潜水泵将管沟内的水排出，管段完全落在套管底部。10 、砼管封堵、地貌恢复11.1 主管穿越定位后，可作临时封堵，待连头工序进行完毕后，按设计要求进行正式封堵。11.2 靠近天仓养护工区泵房一侧，直接用DN125 钢套管延生至泵房内，道路西侧2米处，做1500*1500*1500mm 检查井一座。11.3 经甲方或监理进行隐蔽工序验收后，进行分层夯填，并做地貌恢复。11.4 顶管完成后,在公路两侧各设一个穿越标志桩。11.5
27、 地貌恢复完毕后，报请有关部门验收。11 、人员组成序号工种数量序号工种数量1队长17电焊工42技术、质量18火焊工13HSE 监督员19防腐工24安全员110机械手45管工211司机16起重工112电工112 、措施用料序号名称型号单位数量备注1警示标牌块42枕木3003003000根12支撑3枕木2002002000根10支撑414#工字钢14#m20支撑5槽钢20#m24支撑6钢板 =20mmm210保护套管7胶皮板 =10mmm24作辊轮架8钢板 =14mmm29试压、牵引9蝶形封头10： 6个2铺垫10管排1.0 5.5m块3铺垫11碘钨灯1000W套2吊装12电缆三芯m100照明1
28、3 、施工用设备、机具序号名称规格单位数量备注1顶进设备DK1500台1顶管2发电机组120KVA台1顶管3送风机台1通风4液压千斤顶5t台2纠偏5值班车台1值班14 、顶管应急预案施工现场一旦发生顶管土方坍塌事故，将会造成人同伤亡和直接经济损失，为了争取 在第一时间抢救伤员，最大限度地降低员工及相关方生命安全风险和经济损失，特制定本项目部裂缝及坍塌应急预案。13.1 不论任何人，一旦发现有顶管土方坍塌，应立即呼叫在场全体人员爬上沉井。13.2 在没有人员受伤的情况下，现场负责人应根据实际情况研究补救措施，在确保人员生命安全的前提下，组织恢复正常施工秩序。13.4 一旦顶管过程中产生土方坍塌，应立即停止顶管的顶进，马上采用水泥浆注浆，对顶管周壁进行注浆，使水泥浆与碎、卵石结合，使之形成固化，观察一段时间后，确认已无危险，才能继续顶进。15 、质量保证措施17.1 穿越段的焊口经过检测合格，确保焊口质量满足要求。17.2 穿越管道的防腐检漏符合要求。17.3 穿越管道的埋设深度满足设计要求。17.4 施工各工序开展“三检”制度，提高工程质量。