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1、六、七標段施工方案 鐵路頂管穿越施工方案鐵路頂管穿越施工方案1、工程概況第六施工標段行政隸屬于甘肅省安西縣。起點BA001#樁新疆甘肅交界，終點BA082#樁為峽東車站，管道線路自西向東經蘆葦井-照東-大泉-小泉-柳園-土墩泉-峽東站，線路全長為。線路基本沿蘭新鐵路敷設，其間穿越蘭新鐵路1次其施工方式暫按頂管穿越考慮。穿越套管采用DN1200120鋼筋混凝土管，施工作業采用液壓千斤頂頂管方法。2、施工方法2.1方法簡介頂管穿越施工設備主要包括千斤頂、高壓液壓站、工具管、頂鐵及運土設備等。施工前開挖工作坑，將設備安裝就位，吊裝套管、安裝頂環，利用液壓千斤頂頂推套管，每頂進一定行程，退回頂缸，操作2、人員進入套管內挖土外運，然后加入頂鐵或套管繼續頂進,循環作業，直至套管頂至對面接收坑；拆除設備，清理套管內余土，進行主管穿越。2.2頂力計算 工程施工采用DN1200120鋼筋混凝土管。 根據總頂力經驗計算公式F=nGL 其中n土質粘住系數 G每米套管自重 L頂管長度每米套管自重=材料密度每米套管體積=2.45(1.2+0.12)0.12=1.218t 頂管長度按計算，土質按粘土、粉質粘土，含水量較小時，挖后能短期形成土拱，土質系數取1.52。 總頂力= nGL=21.21860=146.23t 土質按密實砂土、含水量大的粘土、亞粘土，挖后不能形成土拱，土質系數取34。 總頂力= nGL =43、1.21860=292.45t根據以上計算，本標段設計頂管穿越長度最大為，按穿越地段為含水量較大的粘土、亞粘土、粗砂、密實砂土考慮，采用400噸液壓千斤頂進行施工應該可以滿足其推力需要。3、施工工藝流程圖4、主要工序施工方法及措施4.1施工準備組織施工人員熟悉施工圖，進行技術交底，探討施工質量保證措施。開工前預先與公路主管部門聯系，按照路政部門的要求辦理穿越施工手續，按照路政部門的要求設置相應的警示標志。應向路政等有關部門了解清楚穿越地段內地下是否有通訊線路，管道等設施，對于此類設施應請主管部門的有關人員現場指定位置，人工開挖，使之暴露，保護方案應得到主管部門認可。頂管設備、配套設備及各種機具4、材料準備齊全。4.2修施工便道根據現場情況，在穿越點工作坑側修一條施工便道，以便于車輛、材料進入，施工便道與管線便道平順相接。4.3場地平整、測量放線根據現場情況，若操作坑開挖深度能夠一次開挖的，在工作坑一側平整出一塊寬，長的施工場地。測量放線1）根據設計給定的控制樁位，用經緯儀放出穿越中心軸線，并定穿越中心樁，施工帶邊線樁，撒上白灰線。2）放線同時放出操作坑與接管坑的位置和開挖邊線。3）保護好公路兩側中心線上的標志木樁，以便按該樁測量、審核操作坑開挖深度和穿越準確度。4.4作業坑開挖根據設計要求，在穿越道路兩端各開挖一個工作坑，一個作為作業頂進工作坑，另一個作為接收首節管的工作坑。操作坑寬度5、為，工作坑的長度與管節長度、千斤頂長度及后背墻的尺寸有關，還與頂進方法和運土工具，其長度根據現場和所使用的千斤頂的尺寸而定，本次穿越套管以計算，操作坑長度為。工作坑的深度由設計管底高程及基礎厚度而定，即管底高程加上軌道及基礎厚度，就是坑底標高。在挖作業坑時，后背墻的原土層不得破壞，后背墻具體要求如下：1）要考慮有充分的強度，在頂進中能承受液壓千斤頂的最大反作用力而不破壞。2）要有足夠的剛度，當受到千斤頂的反作用力時，應使壓縮變形小，當反作用力取消時，應能基本恢復原位，以充分發揮千斤頂的有效沖程。3）后背墻表面要平直，并且垂直于頂進管道的軸線，以充分避免產生偏心受壓。4）根據土質情況，必要時后背6、墻要采取相應的支撐措施，例如加道木，加止推平臺，選材要均勻堅固，以承受較大的后座力，避免造成后背墻受力不均，發生傾斜現象。4.5頂管設備安裝就位設備下坑前，要對已挖好的坑基進行測量找平，符合技術要求。作業坑處理完畢，用8t汽車吊安裝后靠背擋板，支撐托架及推進軌道等，測量校正導軌面，保證套管中心線與設計中心相吻合，保證施工精確度。安裝刃腳刃腳裝于首節管端部，刃腳由外殼內環和肋板三部分組成，刃腳外殼套于頂進管外部,遮板端部呈2030角，尾板寬度1520厘米。1遮板 2尾板 3套管壁 4環梁 5筋板 安裝管節 管節安裝下坑前應先進行外觀檢查包括管端面的平直度，管壁表面的光潔度及端面上有無縱向裂縫，檢7、查合格的管子用吊車吊到頂管工作導軌上，準備連接頂進。 詳見頂管穿越示意簡圖-1： 千斤頂著力點被頂管端面上的部位是離管底1/3管徑處。故千斤頂下面需要搭臺，千斤頂可一只或多只，但要按管中線對稱布置。管道前端面安裝刃角，起切土的功能，減小頂進阻力，控制塌方。 管道頂進時所用頂鐵包括環形頂鐵，方頂鐵和橫鐵。 環形頂鐵安放在管端面處，它的內、外徑尺寸要與管端面尺寸相適應，厚度300500毫米。它的作用是使方頂鐵傳來的頂力較均勻地分布到被頂管端面上，以免管端面頂壞。 方頂鐵是在頂管過程中調節間距的墊鐵，因此方頂鐵的長度要根據千斤頂的沖程、管節長度而確定。方頂鐵的兩頂端面嚴格要求平整與平行，若達不到這一8、要求時不可使用。因為頂端間不平行，在作業時容易發生頂鐵外彈。 頂管橫鐵安在千斤頂與方頂鐵之間，將多只千斤頂的頂推力傳遞到兩側的方頂鐵上。橫鐵斷面尺寸300300毫米，長度按被頂管口徑及千斤頂數量確定，公路（鐵路）套管規格為DN砼混凝土管，橫鐵長度應為。制做時，要求工作面要平行和平整，特別是中間一條焊縫要避免凸出。 1.邊坡 2.套管 3.環向頂鐵 4.縱向頂鐵 5.橫向頂鐵 6.千斤頂 7.集水坑 8.方木 9.基礎 圖-1 頂管穿越示意簡圖4.6頂管作業 頂進也就是把管節沿導軌推頂到已挖好的土洞內的作業，頂進操作要堅持“先挖后頂，隨挖隨頂”的施工原則。 千斤頂頂進一個沖程后，千斤頂復位，在橫9、鐵和環形頂鐵間裝進合適的頂鐵，然后繼續頂進。 頂鐵安裝應平直，頂進時嚴防偏心，以免使頂鐵崩出傷人。頂進時注意油壓變化，發現不正常時立即停止頂進，并檢查原因。千斤頂活塞伸展長度應在規定范圍內，以免損壞千斤頂結構。在整個頂進操作中應堅持連續作業，若頂進間隔時間過長，土拱容易下塌，使頂力增大。管道接口 管節穩定后，在管內側兩管節對口的地方按設計要求用墊油氈或麻辮石棉水泥填充密封，在管內用鋼漲圈將兩節管接口支撐牢固，使接口處于剛性連接，避免在頂進中受力產生錯口，保證頂進過程中高程和方向的準確性。鋼漲圈是用6鋼圈焊成的圓環，寬260，環外徑比鋼筋混凝土管內徑小30。 1木楔 2套管 3鋼漲圈 4麻辮 挖10、土頂進管節的方向和高程的控制，主要取決于挖土操作，工作面上挖土不但影響頂進效率，更重要影響質量控制，這就要求對挖土有嚴格的要求。1）必須在規定的范圍內開挖，不得超挖，管底土基弧度在120 135范圍內一定要保持管壁與原土層表面吻合。2）在人工挖土時，不得攪動管底下部的地基土。3）根據土質情況，工作面向前挖至0.1時，頂進一次，挖出的土要及時外運。4）開挖后要及時頂進，及時測量，可使頂力限制在較小的范圍內。運土管徑大于，可采用雙輪小推車運土，從工作面挖下來的土，要及時通過管內用小推車水平運輸至工作坑內，然后垂直提升至地面。4.7 設備吊拆當套管頂進至對面接管坑時，套管穿越完畢，吊拆設備，清除管內11、余土，進行誤差測量。進行主管穿越施工。4.8穿越管預制在穿越套管之前，根據設計要求，選擇主管，進行布管，然后用外對口器進行組裝，組裝應在穿越一側進行，主管道長度應大于套管長度以上，且應是整根管。組裝焊接技術要求應同一般地段相同。組焊完畢后進行100%X射線探傷和100%超聲波探傷，質量達到規范和設計要求。探傷合格后，按設計要求進行防腐補口。按設計和規范要求，對組焊完的管道進行單獨試壓。在管段兩端加封頭、進水閥、放空閥和壓力表，進行水壓試驗。4.9主管的穿越將已試壓合格的管段用兩臺吊管機吊入溝內，按設計圖紙要求安裝好套管與主管之間的支撐管卡和鎂陽極帶緩慢地穿入套管中。按設計要求進行套管與主管之間12、的封堵工作和陰極保護工作。4.10回填、恢復地貌在穿越主管工程完畢后，應進行回填，靠近公路側的回填土應夯實，恢復邊溝、排水溝等道路設施。路旁有電纜線或管道的應按圖紙的要求進行相應防護后回填，并恢復至原地貌。將穿越施工中留下的廢鋼鐵、防腐材料、污水、油跡及其它廢棄物等全部清除。5.質量控制與誤差校正5.1質量控制頂管的質量要求1）上下偏差：鉆進長度在以內的套管，偏差不應大于；鉆進長度在30以內的套管，偏差不應大于；鉆進長度在以上的套管，偏差不應大于。2）水平偏差不應大于套管長度的2%。3）頂管中心線允許偏差不得超過頂進長度的1.5%，頂進位移糾偏時，每次糾偏角度不宜過大，可根據管徑、頂進長度和土13、質情況確定，一般在520之間為宜。頂管質量的檢測 管節在頂進時，必須對頂進管段中線的方位及高程嚴格控制，以保證頂管的質量。頂管時的中線容易產生方位和高程上的偏差。其原因有以下幾個方面：1）由于兩側千斤頂的頂力不對稱，或后背發生傾斜，造成中線左右偏離。2）由于頂力作用點和管中線不一致，造成中線左右偏差。在前方挖土時，管底超挖而使高程起伏的不均現象。3）頂管的端面或后背上下部位的土壤承載力相差較大。4）導軌安裝有較大誤差。5）頂鐵制造質量差，受力后變形。根據設計要求，工作坑的方位、高程、標定管道中心線、設定臨時水準點等，都要進行精心測量，開始頂進的首節測量非常重要，首節管頂進好壞、方位是否正確直接14、關系到頂進的質量。對每節管吊裝下坑組對時，要及時進行相關的測量，并在正常頂進13米時就應測量一次，管線位置發生頂偏移時，要及時采取校正措施。頂管質量的控制1）頂管高程的控制，可在頂坑中懸空固定水準儀，在頂管首端設立十字架。每次測量時，若十字架在管首端的相對位置不變，水準儀的高程亦固定不變，只要量出十字架交點偏離的垂直距離，就可讀出頂管的高程偏差。若水準儀從坑外引進絕對高程，那么頂進管段的各點高程也可推測出來。頂管時的方位偏差，可在坑上面引出中線，在中線方位的兩點向坑內吊設兩根垂球線，若管首端通過中心點的垂球線和上兩垂球線在一條直線上，則頂管方位是準確的，否則存在偏差。 2）對管內工作面已挖成形15、，要由專檢人員進行質量檢驗符合要求后，方準進行頂進作業。 3）對含水量大的粉土、砂土、砂礫土挖土后不能形成土拱，可采取潤滑處理，以減少管壁與土壤的摩擦。采用觸變泥漿可減少頂管頂力達2/3左右，同時在松散的土層中頂進，用它可對管周圍土質起到加固作用。防止土拱的坍塌。觸變泥漿是一種由特殊粘土（高岑土，有稱膨潤土）摻合2-3%的碳酸鈉而成，為了增加上述觸變泥漿凝固后的強度，又摻入凝固劑（石膏）。但使用凝固劑時，還必須同時摻入少量緩凝劑（工業六糖）和塑化劑（松香酸鈉）。 應用觸變泥漿頂管時，在管前方外縫隙處加前封閉管，在工作坑管外壁縫隙處加后封閉圈。泥漿調劑后通過壓縮空氣經壓漿罐，輸漿管、分漿罐及噴漿16、管等送至管外壁四周。形成一個泥漿環。5.2頂管偏差校正在頂管過程中校正偏差是保證頂管質量的有力措施，偏差是逐漸積累起來的，也只有逐漸校正過來，偏差過大校正就很困難，因而在頂管過程中應勤校測，發現偏差及時校正。校正的方法分坑內和管端面糾偏這兩類方法，具體作法如下：挖土校正法：在管子偏向設計中心的一側適當超挖，而在相對的一側不超挖或留坎，使管子在繼續頂進中，逐漸回到設計位置，校正中不得猛糾硬調，以防產生相反結頂木校正法：當偏差大于20毫米或者用挖土法校正無效時，可用圓木或方木一端頂在管子偏離設計中心的一側管壁上，另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤上，支架穩固后開動千斤頂，利用頂進時頂木斜支管子所產17、生的分力，使管子得到校正。千斤頂校正法：這種矯正法基本上同頂木校正法，即用小千斤頂接一短頂木，利用小千斤頂的頂力使管位得到校正。加墊塊校正法：即在頂管末端與頂鐵間的適當位置墊上一塊相應厚度的楔形鋼板，使頂鐵和管間形成一角度，頂進時可使被頂管得到糾正。6、套管穿越施工機具配置6.1施工設備、機具表序號名稱規格數量用途1液壓千斤頂400噸1臺頂管穿越2液壓站1臺動力3單斗挖掘機PC-2201臺挖土方4汽車吊車8t1臺吊裝5柴油發電機30kw1臺動力源6值班面包車16座1輛接著職工7工具房1座物品堆放6.2手段用料表序號名稱規格數量用途1吊管帶2根吊裝砼管2道木250250200020根支撐3測量儀18、器J21套測量4電纜三芯200m電源線5小推車1臺推土6安全燈4盞照明7鋼絲繩16mm100m吊裝8靠背板2m2m1付止推9制作軌道6m1付運行導軌10頂鐵120015001付推進11頂鐵120010001付推進12頂鐵130010001付推進13頂鐵150010001付推進14自制護帽1付保護套管15尼龍繩20200m牽引16#柴油0#200kg17#液壓油N4650kg18爬梯1幅下溝19鐵鍬20把除土20出土斗1副出口21碘鎢燈6盞照明22#鋼漲圈120013副加固接口注：#為消耗材料，按一處穿越點計算。7、人員配備（不包括管線安裝）序號工種人數序號工種人數1處 長12技術、質量、HSE19、13測 量14機械25管 工26電工17起 重18電、氣焊19司 機110炊事員111排土工8合計20人8.施工工期進度計劃表（不包括主管預制）序號 時間內容 1234567891011121314151617181準備工作2場地平整3測量放線6設備搬遷7操作坑開挖8設備安裝9頂進作業10設備吊拆11管內清土12主管穿越13管口封堵14場地恢復注：一條公路作業工期約18天，鉆進作業每臺班進尺按計算。9、HSE保證與質量保證措施9.1HSE保證措施現場設備較多，并且穿越時需連續晝夜作業，機械手精神會高度緊張，因此，要求施工人員相互關照，協同作業，時刻注意安全。注意現場的安全用電。必須由專業電工進20、行電工作業，要時刻注意線路是否漏電。試壓要有專人負責，嚴格按照試壓方案去做，要做好試壓時安全防護工作。穿越施工要由專業起重工指揮吊裝，要采用通俗、易懂的專業手勢、旗語等，要平衡操作，嚴格遵守安全管理條例。穿越長度超過的，應采用循環送風機進行送風。各工序有完善的安全管理組織，要有齊全的安全管理資料。9.2質量保證措施主管焊接要嚴格按照有關施工規范進行。接受現場監理的監督檢查，發現問題及時解決。特殊工種必須持證上崗，嚴禁無證操作。防腐補口每一道口，每一道工序要嚴格執行規范，要求詳細的施工數據，施工記錄，并搞好防腐檢漏工作，把缺陷全部消除。認真貫徹三檢制度，實行班組自檢、互檢與專業檢查相結合的檢查制度，并做好各項檢查記錄。第 8 頁 共 8 頁