顶管穿越道路施工方案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
公路顶管穿越施工方案
1 工程概况
2 方案总述
根据设计及施工现场实际情况的要求，本标段公路穿越采用顶管机顶钢筋混凝土套管的穿越方式，采用的钢筋混凝土套管规格为DRCφ1500×2000×150、GADRCφDN1000×2500×100、 GADRCφDN800×2000×70，具体施工方案如下。
3施工方案
3.1施工程序
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→主管线穿越→套管封堵→安装附件→回填恢复地貌→记录与检查验收
3.2施工准备
3.2.1施工前应先熟悉图纸、勘察现场，掌握所要施工道路的设计要求及现场地形、穿越土层地质等情况。
3.2.2开工前应及时与公路行政管理部门及水利局等相关单位联系，取得穿越
施工的合法手续；搞清所施工道路的地下管道、线缆等情况。
3.2.3施工材料准备齐全，穿越套管检验合格并经监理工程师认可，质量符合设计要求。
3.2.4每一条公路穿越施工前，应征得监理工程师批准。
3.2.5对操作工人进行技术交底，使其掌握施工技术要求、质量要求及安全要求。
3.3测量放线
3.3.1根据设计给定的控制桩、水准桩进行测量放线，放线时首先移桩、拴桩、护桩，对测量控制桩进行全过程保护。
3.3.2放出穿越中心线，设置穿越中心桩、施工作业带边线桩，并做出明显标志；并保护套管或管道顶距公路路面＞1.2 m；距公路边沟沟底>1.0m；且套管长度宜伸出路堤坡脚、路边沟外边缘不小于2m。
3.3.3根据现场情况放出作业坑开挖边线及主管预制场地。发送坑宜选在地面高程较低的一侧，应有足够的长度和宽度。
3.3.4做好放线测量记录，并报工程监理确认。
3.4场地平整及作业坑开挖。
3.4.1根据现场地形采用机械和人工结合的办法平整出施工作业场地（包括作业坑和主管施工预制场地清理）。
3.4.2开挖出施工作业坑
3.4.2.1作业坑的开挖不得影响路基的稳定；顶管作业坑应有足够的长度和宽度，其深度应根据穿越管段埋设深度确定。操作坑坑底尺寸一般为6m×5m。
3.4.2.2地下水位高的地段开挖作业坑时，可采取明沟排水或井点降水的方法降水。
3.4.2.3三处顶管作业坑开挖因地质为砂卵石土地易塌方无法成做放坡，所以开挖作业坑应采取开挖梯台、并进行钢板桩加固等措施防止塌方。
3.4.2.4作业坑内设置安全通道,通道坡比不应小于1:1，应能够满足施工人员直立通行。
3.4.2.5作业坑的套管入土面应与穿越轴线垂直，以保证穿越点定位准确。
3.5顶管机的安装
3.5.1安装顶管机前,作业坑底应平整夯实，基面应做适当处理（铺碎石后垫枕木或铺整体钢平台）。
3.5.2基面上铺设枕木和轨道，轨道作为套管前进的轨道。导轨铺设在平整夯实后的基面上。基面上铺3m长150mm×150mm方木，间距40cm，并用粗砂填缝。方木上铺导轨，导轨采用30Kg/m钢轨，长度不小于6m，要求光滑直顺。导轨采用道钉固定在枕木上，深入工作坑壁50cm，以保证套管顺序连接。轨道安装后用经纬仪测量中心线及轨道高程，其误差应满足设计和规范要求。
3.5.3后背墙尺寸如下：宽度：5m，高度:6m，采用断面为20cm×20cm方木密排，高度为6m，尽量贴紧墙壁，后背平面要求垂直于管道中心线，如有空隙用砂石填充严密。方木前如设2cm厚钢板，再埋设3根立铁，间距1.2m，立铁前端码放横铁。立铁与横铁均采用25号工字钢对焊而成。横铁要求码平整，顶镐后座与横铁结合处严密，以便均匀地将顶力传到后背上。
3.5.4由于一次顶进长度较小，故选用圆形钢护铁，确保管体安全，保护管子端面，并能够分散顶力，使端面传力均匀，顶铁条用U形顶铁。
3.5.5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。见安装示意图如下：
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.基础
3.5.6顶管机的选用
顶管机选用必须根据顶力选择，顶力计算方法如下：
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1.9m P—控制土压力)
P＝Ko*γ*Ho
式中 Ko—静止土压力系数，一般取0.55
Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6m
γ—土的湿重量，取1.9t/m3
P＝0.55*1.9*6＝6.27t/m2
F1=3.14/4*1.9*6.27＝9.35t
F2＝πD*f*L
式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均沙砾土）综合摩阻力，取0.8t/m2
D—管外径1.9m
L—顶距（本标段最长段为48m） F2＝3.14*1.9*0.8*48＝229t。
因此，总推力F=9.35+229＝238t。根据总推力选用100T顶管机。
3.6顶管作业
3.6.1顶管采用人工掏土与机械顶管相配合的方式进行。
3.6.2 因DN1500×2000×150套管较重，作业坑深6m必须用16T吊车下套管。
3.6.3
3.6.4套管进入土层后，应采用人工方法自上而下开挖取土。若穿越地段为石方,采用手持凿岩机进行开挖。在管道下135°位置不应超挖，管顶部超挖量不应大于15mm。顶进时，宜在套管外壁涂润滑剂。
3.6.5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′之间。
3.6.6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
3.6.7
3.6.8顶管时，应严格控制油泵的压力，避免油泵压力过快上升。顶进作业开始之后，应
1——刃板；2——肋板；3——环梁
连续进行，不宜中途停止，同时应尽量衔接工序，减少停顶时间，避免推进阻力增大。3.6.9采用双轮小推车运土，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。
3.6.10套管穿越施工完毕后，用测量仪器对套管的出、入土点标高、顶进轴线偏差进行测量，做好记录并报工程监理验收。
3.6.11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；为保证管段穿越正常穿入，可将套管内用砂浆适当找平。
3.7质量控制与误差校正
3.7.1质量的检测
套管在顶进时，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。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，都要进行精心测量检测，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。对每节套管吊装下坑对接时，要及时进行相关的测量检测，管线位置发生顶偏移时，要及时采取校正措施。
3.7.2质量的控制
3.7.2.1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，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。若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。
3.7.2.2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。
3.7.2.3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。
3.7.3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。校正的方法分坑内和管端面纠偏这两类方法，具体作法如下：
3.7.3.1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，校正中纠偏角度不宜过大，以防产生相反
结果。当管前土方被切削形成一定的土洞孔隙时，利用顶力设备。当偏差为10-20毫米时，可采用此法校正。
3.7.3.2顶木校正法：当偏差大于20毫米或者用挖土法校正无效时，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。
3.7.3.3千斤顶校正法：这种矫正法基本上同顶木校正法，即用小千斤顶接一短顶木，利用小千斤顶的顶力使管位得到校正。
3.7.3.4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。
3.8干线管线预制、安装
3.8.1干线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4m以上。管道预制方法及要求与主管线相同。焊完毕后进行100%X射线探伤和100%超声波探伤。
3.8.2按设计和规范要求，对需要单独试压的穿越管道进行强度和严密性试压。水压试验介质采用洁净水，用水罐车拉运。
3.8.3试压合格后，按设计要求在主管上安装好绝缘支撑。
3.8.4管道干燥和主线路一起进行。若公路两侧管线还未敷设而无法连接时，应将穿越管两端密封。
3.8.5主管线安装前，根据穿越主管道的长度，挖出管道发送沟，与顶管作业坑相连，管沟开挖符合设计和规范要求。
3.9干线管道的穿越
3.9.1 G112国道M198桩-M199桩穿越在路南侧挖一条长50米、深6米、宽1.5米的发送引沟，G112国道M165-M176桩穿越在路南侧挖一条长30米、深5米、宽1.5米的发送引沟，M134桩-M134+1桩穿越在路南侧挖一条长15米、深5米、宽1.5米的发送引沟。保证将预制完毕的干线管段下沟，然后按下图所示，利用吊车或吊管机以及圈杨机进行干线管道的穿越作业。
3.9.2为减小穿越阻力，在管端安装带滚轮的托板辅助发送。托板用20mm的钢板卷制，托板与穿越主管之间用20mm的橡胶护层隔离，用以保护主管道防腐层。
管端辅助发送托板
3.9.3为避免穿管过程中牵引时管线翻转，在管段端部牵引处设置万向节。穿越时用牵引机械通过钢丝绳牵引万向节带动干线管段穿套管，后端用吊管机或吊车调整管段中心辅助放送。
3.9.4穿越长度较小时，直接用吊车和吊管机配合进行穿越，穿越管段较长时，在接受坑的一侧设卷扬机进行牵引就位。
3.9.5套管封堵前，管内积水应排净，然后按照设计要求密封。
3.10地貌恢复及标志桩埋设
3.10.1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300mm内应回填细土保护，作业坑应回填并夯实。
3.10.2拆除施工临时设施，恢复边沟等道路原有设施，按设计要求埋设标志桩及水工保护。
4 Q/HSE管理措施
4.1质量保证措施
4.1.1主管焊接要严格按照有关施工规范进行。
4.1.2接受现场监理的监督检查，发现问题及时解决。
4.1.3特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作。
4.1.4防腐补口每一道口，每一道工序要严格执行规范，要求详细的施工数据，施工记录，并搞好防腐检漏工作，把缺陷全部消除。
4.1.5认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检与专业检查相结合的检查制度，并做好各项检查记录。
4.2 HSE保证措施
4.2.1管道穿越工程施工应遵守国家和行业有关健康、安全与环境的法律、法规及相关规定。
4.2.2管道穿越工程施工应制定可行的施工作业安全措施和应急预案，配备足够的应急资源并进行应急演练。
4.2.3施工中应佩戴防护服、安全帽、目镜和工作鞋等劳保用品。
4.2.4管道穿越工程施工应限制在施工便道及施工作业带的占地宽度内。应对表层土、水源等进行保护。弃渣、施工废弃物应按要求进行处理，并避免泄露和扬尘。
4.2.5施工中造成的土地、植被等原始地貌、地表的破坏，应按设计要求予以恢复。
4.2.6施工中配电箱应放置在避水、干燥的地方，且接地良好，并应密封。应设专人管理并定期检查、维修和保养，不应私自乱接电源。
4.2.7施工中应采取措施减少施工噪音和振动。
4.2.8穿越施工作业区应设置安全警戒区，防止无关人员进入穿越施工现场，避免发生安全事故。
4.2.9建立各项安全制度，设专职人员做巡回检查施工范围内线路和安全防护，各工种间加强协作，互相配合，统一指挥，做好交接班记录，避免接班人员情况不明，盲目施工。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。
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。
如发现机械设备有故障或有其它因素影响时，应暂停挖土。顶进要坚持“先挖后顶、随挖随顶”的原则，每次挖土不得超过。刃角前端。每次挖土之后应立即进行施力顶进，停歇时间不易超过12小时。
液压顶管机油管接头要经常检查，防止工作时松动。