水下隧道管道安装工程施工方案
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水下隧道管道安装工程施工方案2015年版次:第A/1版目录1编制说明 (4)1.1工程范围 (4)1.2编制依据 (4)2工程概况 (5)2.1施工内容和范围 (5)2.2主要工程量 (6)2.3设计参数 (8)2.4工艺特点 (8)3施工进度计划 (8)4施工技术措施 (9)4.1施工准备 (9)4.2主要施工工序 (11)4.3测量放线 (11)4.4隧道内辅助设施安装 (12)4.5龙门架制作 (16)4.6运布管 (16)4.7支墩施工 (18)4.8组对焊接 (20)4.9防腐补口补伤 (21)4.10管线试压 (22)4.11其他 (24)5质量控制措施 (24)5.1一般要求 (24)5.2运布管 (25)5.3组对焊接 (25)5.4防腐补口 (26)6 HSE管理措施 (26)6.1施工安全措施 (26)6.2环境保护措施 (30)6.3工作风险分析 (30)6.4应急措施 (31)7资源需求计划 (34)7.1主要施工机具 (34)7.2劳动力需求计划 (35)1编制说明1.1工程范围1.2编制依据1)2)3)《线路施工技术要求》施工图储-140514)《水下隧道管道安装通用设计》施工图建-125585)《油气长输管道工程施工及验收规范》 GB50369-20146)《钢质管道焊接及验收》 SY/T4103-20067)《油气输送管道穿越工程设计规范》 GB50243-20078)《油气输送管道穿越工程施工规范》 GB50424-20079)《石油天然气建设工程施工质量验收规范穿跨越工程》SY4207-2007 10)《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-200211)《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》GB/T23257-200912)《钢制管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414-200713)《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 GB/T8923-201114)《石油天然气钢制管道无损检测》 SY/T 4109-201315)《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》(SY/T6276-1997)16)《压力管道安全管理与监察规定》(劳动部1996年4月23日颁布)17)《中华人民共和国消防法》(2009年5月1日实施)18)《中华人民共和国安全生产法》(2014年12月1日实施)19)《中华人民共和国环境保护法》(2015年1月1日实施)20)《中华人民共和国水法》(2002年8月29日颁布)21)《中华人民共和国水土保持法》(2011年3月1日实施)22)《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)23)《建设项目环境保护管理条例》国务院令第253号(1998)24)《建设工程安全生产条例》国务院令393号(2003)2工程概况2.1施工内容和范围隧道穿越处于XXX输气管道工程,北岸为剥蚀丘陵,沿线最高海拔为285.5m,中部河床最低约为48.0m,南岸为剥蚀丘陵,沿线最高海拔为150.2m,相对最高差约为230m。
隧道净空断面为:3m×3m(宽×高)。
原设计隧道参数如下:进洞斜巷坡面坡度为24.87%,水平长度为476m,斜长490m,竖向角度为14°,水平转角位37°,空间叠加转角为41°,进洞口与平巷的高度落差为118.36m。
平巷长646m,平巷采用“人”字坡,两边坡度均为0.5%,水平长度323m,斜长323m。
出洞斜巷坡面坡度为46.46%,水平长度为171m,斜长189m,竖向角度为25°,出洞口与平巷的高度落差为79.45m。
经到隧道施工现场了解,隧道局部已做修改,具体参数如下:进洞斜巷坡面坡度为18.08%,水平长度为614m,斜长627m(需52根钢管),竖向角度为11°,水平转角为37°,空间叠加转角为39°,进洞口与平巷的高度落差为113.4m。
平巷长303m(需25根钢管),平巷采用“人”字坡,两边坡度均为0.5%。
出洞斜巷坡度为18.86%,水平长度379m,斜巷长386m(需32根钢管),竖向角度为11°,出洞口与平巷的高度落差为72.8m。
穿越段管道水平长度为1298.9m,管道实长1316m。
穿越段的平面、纵断面及安装见下方示意图。
图1 水下隧道穿越平面示意图图2 水下隧道穿越纵断面示意图图3 管道安装示意图(顺气流方向)2.2主要工程量2.3设计参数穿越段管道设计压力为6.3MPa,强度试验试压为15MPa,严密性试验压力为10MPa。
管径Φ813mm,直管段壁厚14.3mm,热煨弯管壁厚17.5mm。
隧道内管道架设在管墩上,一般间隔为12m,共109个管墩。
隧道进出口处分别设锚固墩,共2个。
两洞口外各设置一个管道标志桩,共2个。
2.4工艺特点隧道内空间小、距离长、斜巷长度长且坡度大,进洞斜巷与平巷还有37°的水平转角,隧道内的运布管困难。
隧道空间小、距离长,必须保证隧道内良好的通风,在隧道内进行的除锈及焊接,产生大量的烟雾和扬尘,必须及时高效地排除洞外。
隧道内往往会渗漏大量的地下水,洞口与平巷的最高落差达113.4m,抽排水难度大。
高扬程抽水泵需24小时工作。
3施工进度计划4施工技术措施4.1施工准备4.1.1技术准备施工前认真了解穿越的水文、地质、地形情况,熟悉图纸及其他设计文件,对现场道路、地形地貌进行勘察,收集相关数据,并依此编制施工方案。
对穿越周边生活、交通等依托进行考察,确定材料设备机具进场线路及施工平面布置。
项目部专业工程师向作业层技术人员、班长及操作人员进行现场技术质量安全交底。
检查施工所用计量器具是否经过检定并在有效使用期内。
对新买的计量器具或以前检定过但不在有效使用期内的计量器具,送至计量器具检定部门检定,将检定合格的计量器具,上报监理审评,通过后,方能投入使用。
检查焊接人员的资质,上报监理审批通过后,参加监理组织的焊工考试,焊工考试合格的焊工方能进入现场施焊。
检查起重工、电工等特殊工种的资质,特殊工种必须持有效相应证件,经监理审核通过后,方能参与现场相应的特殊工种作业。
4.1.2材料及设备准备规格φ813×14.3mm,材质X65(L450)的直缝埋弧焊钢管及φ813×17.5mm的热煨弯管运输到现场储备,到现场的管子用土墩或枕木支撑,离地面至少200mm以上,保证稳定安全。
电焊机、挖掘机、吊车等施工机具进场到位,对进场的机具进行保修保养,保证在施工期间处于良好的运行状态。
施工用辅助机械设备如发电照明设备、通风设备、抽排水设备等按要求准备齐全,并仔细检查、保养,使其处于良好的运转状态。
检查所有施工机具设备是否完好,施工手段用料及辅助材料应配备齐全。
制作运管炮车及龙门架等。
4.1.3施工现场准备确认隧道土建是否符合设计要求和安全要求。
隧道内壁垂直度、底部平整度是否满足要求,隧道内凹凸不平处采用人工方法进行修整与铺垫,隧道内杂物清理干净,排水通道畅通。
为满足管线安装需要,保证管线运输与组焊空间,我方建议在管道安装后再进行管道支墩的浇筑,隧道单位在浇筑底板时预留管道支墩的基坑,我方在管道运输前将基坑用粘土填满压实。
利用隧道土建施工单位的施工便道,进行局部拓宽、平整、加固,将拐角处加宽,弯道的转弯半径大于18m,满足运管的需要。
隧道两侧洞口外各修筑一个40m×20m的作业平台,用于临时堆管、自制器具制作及施工设备机具的停放。
作业平台的尺寸可根据现场情况适当调整,如果隧道口高低不平,须用设备进行现场平整与碾压,表层铺垫300mm厚的碎石层,然后每隔4m铺设一道枕木,枕木上铺垫柔性材料,用于临时堆管。
对施工现场进行整体布置,按需要设置临时堆管区,修筑施工便道。
以下是洞外施工布置图。
用料堆放区施工便道隧道口氧气瓶乙炔瓶消防区库房堆 管 区图4 洞外施工布置图施工管理人员和施工人员配备必要的通讯工具如对讲机、口哨、强光手电等。
施工现场HSE标识、措施到位。
4.2主要施工工序隧道穿越施工的特点为:隧道内空间小、距离长、斜巷长度长且坡度大、水平转角大。
隧道施工包含进行隧道内照明、通风等辅助系统安装,排水系统安装,制作运管车和龙门架,进行隧道内运布管等施工程序。
本次施工采用轮式机车牵引自制运管车架通过龙门架吊装组焊法,并对施工工序进行合理的统筹计划,结合现场施工情况,进行倒梯形河底隧道管道安装施工。
施工前准备→测量放线→隧道内照明通风等辅助设施安装→排水系统安装→隧道内运布管→支墩浇筑→管道组对焊接检测→防腐补口→锚固墩安装→测试桩安装→通球试压→临时设施拆除→隧道口封堵→标志桩安装→地貌恢复4.3测量放线根据施工图纸、设计交桩记录和测量成果表对隧道口、隧道内的管线走向和隧道两侧的固定墩位置进行测量放线。
在隧道的进出口设置两个水准基桩,以控制进出口管线的高程。
4.4隧道内辅助设施安装隧道内辅助设施的安装包括:照明设施、通风设施、排水设施、通信设施等。
如果在施工时采用常规的发电设备近距离取电,由于隧道较长,发电设备来回倒运,且要多台发电机,加之发电装置在隧道内噪声太大,且危险性高,所以照明、通风、焊接及其他所需动力电源均采用外接电缆线,可租用隧道土建施工单位安装好的变压器。
4.4.1风机功率计算4.4.1.1风机风量的计算按洞内最小风速计算风量Q1=60A V其中:A为隧道断面积,m2;V为最小风速,m/s。
由此,可计算得隧道的风量Q1=60×8.1×5=2430m3/s=40.5 m3/min按洞内最多施工人数计算风量Q2=kqn其中:k为安全系数,k=1.2;q为供给每人的新鲜空气量3m3/min;n为隧道内施工人数。
由此,可计算得隧道的Q2=1.2×3×40=144 m3/min按焊接时产生的烟雾量计算Q3=n1m/ρ其中:n1为焊接人员数;m为1个焊工每分钟产生的烟尘量为300mg/min;ρ为焊机废气的排放浓度4mg/m3。
由此,可计算得隧道的Q3=4×300/4=300 m3/min取以上风量的最大值Q max为工作截面所需风量,实际所需风机风量为Q j=pQ max。
其中,p为风管漏风系数,取1.79。
Q max= Q1+ Q1+ Q1=40.5+144+300=484.5 m3/minQ j=1.79×484.5=867.3m3/min4.4.1.2风机压力的计算风机的压力等于沿程阻力与局部阻力之和。
风管内沿程阻力h1=λ(L/D) ρ(ν2/2)其中:λ为摩擦系数,根据使用经验,取λ=0.01;L为通风管长,米;D为风管直径,取D=0.6m;ρ为空气密度,取ρ=1.2kg/m3;ν为风筒内平均流速,取ν=15m/s。