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1、河南省南水北調受水區周口供水配套工程施工四標段穿 越 高 速 引 道 頂 管 施 工 方 案批準：審核：編制：周口市南水北調配套工程施工四標項目部二O一三年一月十日目 錄1工程概況12施工組織12.1施工組織機構12.2 班組人員配備12.3 施工進度計劃23施工技術措施23.1主要施工方法23.2施工準備33.3場地清理33.4場地排水43.5頂管穿越施工平面布置圖43.6操作坑開挖及處理43.7頂管抗力擋墻安裝63.8設備安裝63.9套管頂進83.10套管連接83.11套管接口處理83.12復測檢查93.13管道組焊及穿越93.14單體試壓93.15套管管口封堵103.16標志樁埋設和地貌2、恢復114、質量控制115、質量措施115.1基坑安全管理措施：115.2受限空間管理措施：125.3交通安全管理措施135.4開挖和地下擾動施工安全措施135.5吊裝安全措施：131. 工程概況周口市供水配套工程共布置輸水線路3條，均為有壓重力流輸水線路，管線總長66.11km，輸水流量為4.3m3/s。輸水線路沿線共布置穿越工程48座，其中穿河渠11座，公路31座，鐵路6座。設置閥井174座，鎮墩220個。本標段工程位于周口商水縣境內，起點為商水縣張莊鄉葛莊、干線樁號110+252.000處，終點為商水縣張莊鄉張莊、干線樁號116+060.000處。該標段管線總長5.81km，管徑為DN23、400，管材為PCCP。有建筑物3座，分別為穿新枯河倒虹吸1座；穿越跨高速引道頂管工程2處；閥井、鎮墩及設備安裝等。主要工作內容包括 ：土石方開挖45.22萬m3,土方回填41.49萬m3，混凝土澆筑0.28萬m3，PCCP管（管徑DN2400）施工鋪裝5.784km。穿越道路頂管共有兩處，樁號分別為112+914.878112+969.878段、114+016.268114+076.268段。頂管采用DN3000鋼筋混凝土管，單節長度為3m，內套DN2400鋼管，壁厚28mm。穿越形式為鋼管外套鋼筋混凝土管型式，輸水鋼管內徑2400mm，外套管內徑3000mm，輸水鋼管管材為Q235級鋼材，4、管道內采用焊接鋼絲收縮水泥砂漿襯砌防腐，管道外采用四油三布特加級防腐。頂管形式詳見河南省南水北調受水區周口供水配套工程10號分水口門供水工程施工-4標穿越道路工程施工圖2施工組織2.1施工組織機構由項目部對土建分包單位招標，成立專業頂管穿越作業隊，負責本工程線路所有頂管穿越公路工程，根據公路頂管作業面的數量設置頂管作業班組。頂管作業隊設隊長1人，副隊長1人，技術員1人，現場管理2人，測量施工員2人，HSE管理員1人。頂管作業隊管理人員對各個頂管穿越作業點實施指導、監督管理工作。 2.2 班組人員配備1個施工班組作業人員配置：班長1人，專職監督員 1人，綜合管理員1人，挖掘機操作手1人，吊車司機5、1人，頂管機操作手1人，發電工（兼電工）1人，起重工1人，掘進工4人，運土工4人，配合工2人。管道的焊接由穿越所屬線路施工臺班施工。2.3 施工進度計劃每條高速公路穿越施工的作業周期安排如下：1、測量放線：2天。包括穿越處的定位測量放線，標高測量，作業場所平面布置放線等。由頂管隊測量施工員負責。2、作業坑開挖：58天。包括平整作業面、機械開挖、作業坑人工修整、安全防護等。由頂管小隊現場管理員負責安排，頂管小隊作業班組操作。3、設備進場安裝調試：1天。包括發電設備，頂管設備，排水設備，起重設備，照明設施等。由頂管小隊作業班組負責。4、套管進場：1天。由頂管小隊現場管理員負責提前報計劃，項目部物資6、供應部負責供應到現場，可在作業坑開挖時套管同時進場。5、頂管作業：2530天。由頂管小隊作業班組負責。6、穿越管道預制：3天。包括組焊、單體試壓、防腐等。可在頂管穿越期間完成施工。7、穿越就位：23天。包括支撐塊安裝，吊裝就位，套管端封堵等。8、清理出場：1天。包括拆除頂管設備、安全防護，清理現場等，由頂管小隊作業班組負責。穿越管道預制及穿越就位后的清理另行安排。3施工技術措施3.1主要施工方法采用人工掘土，軸向液壓千斤頂配以液壓站的方法。使用挖掘機開挖頂管操作坑和接收坑，人工修整，吊車下設備和套管，30-50Kw發電機供電，千斤頂后方設置抗力擋墻，并對抗力擋墻后的坑壁進行加固處理（自然土鋼結7、構板或鋼筋混凝土鋼結構板）。頂管時，先由人工在套管前端掏土，再用電動油泵驅動千斤頂頂進套管，待套管頂進后再繼續人工掏土，如此循序漸進，直至穿過公路為止。頂管挖掘出的土石方采用人力手推車從套管內運送至管口，再用卷揚機提升出操作坑。頂管完畢后進行穿越段管道安裝，擬采用先部分預制再穿管，穿管后繼續預制其余部分再連頭穿管的方法。管道穿越就位后進行試壓，試壓完畢后進行套管封堵、回填等工作。頂管施工工藝流程3.2施工準備開工前辦理公路穿越施工許可證、征地等手續。確認穿越段內是否有地下管道、光（電）纜等設施，若有，設定警戒線范圍，設置警示標志，采取相應的保護措施。維護保養機具設備。測量頂管施工測量由專業測量8、人員現場測量并用白灰放出穿越套管中心線，根據中心線確定操作坑開挖位置，并繪出穿越施工斷面圖。根據現場情況測放出施工作業帶邊界線，頂管穿越施工作業帶寬度16m，作業帶長度為40m（不包括組焊管道的場地）；放出套管頂進工作坑的開挖邊界線，并根據套管埋設深度確定作業坑深度。頂管工程的測量工作是整個頂管工程質量的關鍵，它的實施好壞將直接影響到管線線形的平順，甚至影響到頂管的順利貫通，因此需精心實施，確保無誤。頂管測量包括高程測量和左右偏差測量兩部分。高程測量方法：在地面上把永久性水準引測至井邊，通過垂直吊鋼尺引測至井下，設臨時水準點，再在管道內架設水準儀測至機關內標靶，即可知道機頭高程偏差。此水準還可9、從機頭測出來，閉合差按二級水準控制。左右偏差測量方法：在后座設一臺激光經緯儀，在滿足通視的條件下，直接看機頭內標靶就可知道左右偏差。3.3場地清理對作業帶內的植被進行清理，并進行平整碾壓處理。設置施工作業占地邊界警戒線。3.4場地排水操作坑開挖前對場地采取排水措施：操作坑內的排水采用在操作坑的一角挖集水坑，用潛水泵抽水的方法。作業坑周圍距作業坑1m處挖排水溝，溝深0.2m、寬0.3m，將雨水和操作坑內抽出的積水引進公路邊溝。3.5頂管穿越施工平面布置圖頂管穿越平面布置圖3.6操作坑開挖及處理測量放線后，在公路兩側挖頂進操作坑。112+914.878112+969.878段操作坑深度達9.5m，10、該操作坑采用階梯式開挖。放線尺寸為12.512.5m，分2個臺階進行開挖。底層操作坑尺寸為54m。作業坑開挖點應離公路邊溝邊緣10m，以保證公路路基邊坡的穩定。操作坑的二層和三層采用鋼筋混凝土護壁，厚300500mm，第一層采用搭鋼架管和竹跳板支撐坑壁。操作坑四周設鋼性圍欄，警示標志，操作坑內設爬梯至一層平臺。操作坑底在角落設500500500集水坑一個。114+016.268114+076.268段操作坑深度為6.4米，開挖時也采用階梯式開挖，開挖尺寸同上，只是少了下面一個臺階，其余一樣。3.7頂管抗力擋墻安裝頂管千斤頂的后支撐可根據土壤具體情況而定。基坑土壤膠結比較好，可以采用枕木和鋼板制11、作完成。基坑土壤含水率較高，土壤的穩定較差，則可選用素混凝土擋墻或鋼筋混凝土擋墻。不論采用哪種形式的擋墻，都必須保證擋墻埋入坑底的深度。如果采用混凝土擋墻，混凝土的標號一般情況下選用C20。3.8設備安裝在操作坑內安裝軌道、頂管設備等并進行頂管。頂管軌道的中心線和千斤頂的中線必須與穿越套管的平面中心線三線重合。設備安裝就位前，應再次確認作業坑開挖的深度是否達到設計要求，作業坑底部是否平整。 軌道安裝時將發送軌道固定在操作坑底部并校正其方向，保證兩軌道之間的中心線與設計穿越套管中心線在同一垂直面上，兩軌道之間的間距為0.8m，軌面與基坑底部之間的高度為0.12m，頂管機的尾部要緊靠在抗力擋墻上。12、傳力板采用鋼板制作，作用是將頂管機的頂力均勻的分布在套管上，保證套管受力均勻，傳力板的中心線與套管中心線、頂管機頂進油缸中心線在同一直線上。傳力板的高度為0.55m，就位后傳力板的頂部應在套管的1/4高度范圍內。 頂管機安裝在軌道上，頂管機尾部應緊靠在抗力擋墻上。 工具切屑管的安裝為保證頂進過程中，套管前面端部的切屑阻力，需要在第一根套管的前端安裝工具切削管，工具切屑管采用=10mm的鋼板卷制而成，切屑管的長度約0.5m，工具切屑管的外直徑與套管的外直徑相同。軌道、傳力板組裝圖3.9套管頂進頂管設備全部安裝到位后，即可開始安裝第一節套管，并連接傳力板、傳力軸。第一節套管緊貼前壁，開始挖土，挖到13、約0.2m時就進行第一次頂管。第一根管頂進方向的準確性是頂管，在頂進之前先校核套管中心線與管道設計中心線的偏差，其位置偏差不得超過管長的1.0%。同時測量套管管頂埋深是否達到設計要求。套管頂進作業按照掘進開挖頂進主油缸回收主油缸添加頂鐵掘進的順序循環進行。 套管頂進施工采用人工掘進，電動油泵驅動頂進，人工掘進時只能在工具切屑管內進行，嚴禁超前開挖掘進，如需要超前開挖，超前開挖掘進長度不超過0.3m，開挖完成后應立即頂進套管。挖掘出的泥土采用小車運送出套管，然后采用小型卷揚機將泥土運送出操作坑。按照上面的頂進程序，逐根頂進套管直到套管到達接收工作坑，然后卸下工具切削管，撤出頂進設備。套管每頂進114、.0m都必須進行一次頂進方向檢測，發現偏移及時糾正。方向糾偏可以在工具管的前端底部支墊楔形墊塊逐漸進行方向糾偏，方向糾偏量每次不能超過520。套管頂進允許偏差：上下偏差：頂進長度在30m以內的套管，偏差不應大于100mm。頂進長度在30m-42m以內的套管，偏差不應大于150mm。頂進長度在42m以上的套管，偏差不應大于200mm。水平偏差不應大于套管長度的2%。在進行頂管穿越施工時，對于公路下面層位內存在的巖石層，可以采用風鎬鉆掘開挖。3.10套管連接當第一節套管頂進完后，縮回千斤頂并撤出傳力板和傳力軸，然后用吊車放下第二節套管到軌道上，安上傳力軸和傳力板后繼續頂進作業。如此重復進行直到完成15、全部套管的穿越作業。3.11套管接口處理套管頂進過程中，鋼承口套管與套管之間加設橡膠圈作防水處理。套管全部頂進后套管間的內接縫用素混凝土或瀝青麻絲封堵。3.12復測檢查套管頂進完畢后，對套管中心線進行復測，有偏移時修正穿越管道段施工測量成果表，以為下一步的管道安裝提供準確的數據。3.13管道組焊及穿越（1）在預制場上進行穿越管段預制，用外對口器組對，半自動焊接工藝。穿越段管道的組焊要求與主干線相同。（2）焊接完成后，應立即聯系檢測單位進行100%的超聲波探傷和100%射線探傷檢查，檢驗標準與主干線相同；隨后進行補口補傷，要求與主干線相同。（3）二級以上的公路穿越段管道需要單獨試壓：強度試驗壓力16、為9.45MPa，穩壓時間4h；嚴密性試驗壓力為6.3 MPa，穩壓時間24h；介質為無腐蝕性的清潔水。經檢查試壓合格后，放掉管內余水，撤除試壓設施。試壓詳見3.14節。（4）管道安裝就位：試壓工作完成后，按照儲-7920帶套管公路穿越通用圖進行支撐塊安裝，然后用吊車抬吊穿越管段，前面用卷揚機拖拉穿越就位。（5）管道就位后向監理報驗，進行檢查，技術人員填寫隱蔽工程記錄，及時簽字認可。3.14單體試壓按照設計文件及施工標準規范的要求，二級及二級以上的公路穿越管段應進行單體試壓。試壓在管道預制完成后進行。強度試壓介質采用水罐車拉運潔凈水。強度試驗壓力9.45MPa，穩壓4小時以管道無變形、破裂，壓17、降小于0.1MPa為合格；強度試驗合格后采用低點排水法排除管道內的水。嚴密性試驗采用壓縮空氣，嚴密性試驗壓力6.3MPa，穩壓24小時，以壓降小于0.09MPa為合格。嚴密性試驗完畢后采用管道上部的放空排氣閥排除管道內的壓縮空氣。試壓系統見下圖：嚴密性試驗排氣閥 強度試驗示意圖關閉加壓進氣10MPa空氣壓縮機嚴密性試驗排氣閥嚴密性試驗示意圖3.15套管管口封堵主管道安裝就位試壓合格后，按照儲-7920帶套管公路穿越通用圖進行套管封堵。封堵方法見下圖：3.16標志樁埋設和地貌恢復公路穿越兩測埋設穿越標志樁。穿越旁的線路轉角樁，可代穿越標志樁。標志樁的埋設和地貌恢復詳見線路工程標志樁埋設和地貌恢復18、要求。4、質量控制4.1. 測量控制：在進行穿越測量過程中，應認真測量并繪制穿越斷面圖，掌握頂管穿越斷面情況，防止在頂進過程中因測量誤差出現頂進曲線偏移。4.2. 控制點測量，對控制點高程和坐標進行嚴格定位和控制。4.3. 頂進過程中，穿越軸線的高程控制，穿越軸線高程應嚴格按設計曲線頂進。4.4. 基坑開挖時，應將基坑起始位置開挖在遠離公路邊溝1.5m以外，防止基坑塌方，放坡嚴格按照要求進行，基坑開挖完后必須進行坑壁支護。4.5. 頂進套管時，套管頂埋深應滿足設計要求。4.6. 超前開挖時，開挖孔洞不能稍大于套管外徑。4.7. 主管道的質量控制按照主管道施工質量控制要求進行。4.8. 每頂進119、.0m進行一次方向測量，發現偏離應立刻采取措施進行糾偏處理。4.9 除采取以上質量措施外，其余按照質量計劃、質量檢驗計劃及有關標準規范的有關章節要求執行。5、質量措施5.1基坑安全管理措施：1）由有資質的土建工程師提供的技術計算書，包括基坑護壁的設計計算、護壁厚度的選擇、安全系數的計算、鋼筋與混凝土的選擇、四木架基礎的選擇等；2）土建工程師和監理必須在現場監督混凝土護壁的鋼筋綁扎、護壁的厚度、支模和澆注等關鍵工序，必要時對混凝土強度取樣檢查；3）成形后的基坑的要有由土建工程師的定期檢查，檢測其位移做好檢查記錄，特別時雨后必須進行基坑檢查后才允許進入基坑作業；4） 基坑四周2米禁止堆放材料和停放20、設備；開挖出來的土不允許堆在作業坑四周以免加大支壁的側壓; 土質較差或是路邊的作業坑應考慮選擇圓形支壁, 頂管套管用可靠的楔子固定,以防滾動.5）基坑四周必須設置足夠強度合適的硬圍護（上護欄、中護欄和踢腳板）；6）超過2米的基坑按高空作業防護標準執行，施工平臺必須有足夠強度的防護欄桿和全身式的安全帶，在吊裝過程，頂管內的監護人員和下層操作人員應站在落物碰不到的地方；7）基坑內設置合適的上下通道上下通道盡量不用直爬梯，使用籠式直爬梯，8) 在作業坑四周筑圍堰，防止雨水倒灌入基坑，并在坑內配備專門抽水泵及積水池.5.2受限空間管理措施：1）任何進入基坑和進入頂管內的作業按受限空間進入程序執行，由頂21、管負責人簽署受限空間進入許可證；2）受限空間進入人員、負責人員、監護人員必須經過受限空間培訓；3）每天按要求做好的安全交底和班前會等；做好進入人員的進入記錄，進入人員和監護人員必須有合適的通訊聯絡方式，監護人員不能離開崗位；4）必須保證基坑的強制通風，并定期做氣體檢測, 根據測試情況可遞減為只要進入前測試；包括氧氣濃度，一氧化炭、可燃氣體和爆炸性氣體檢測等. 頂管長度超過50米時，強制通風。5）保證頂管現場配備必要的急救設施，包括吊籃、安全繩、擔架、急救箱及緊急聯絡電話等, 保證在緊急情況進行施救;6）電源絕緣和接地良好，必須使用36 V的安全電壓電壓（在潮濕的地方使用12V的安全電壓）并有合22、適的漏電保護等；所有的照明燈具必須是低壓，密封，防水的; 所用的配電箱盡量設置在地面上，不要帶入坑內，并有防水功能8）作業人員配備必要的個人防護用品，包括絕緣帶鋼頭的長靴, 包括合適的雨衣，合理安排頂管內工作人員的勞動時間, 頂管在頂進時, 里面不允許有人.9）禁止管坑邊緣1米內存放設備，以防落物傷人。5.3交通安全管理措施1） 在公路兩旁劃定施工作業帶，并設警示圍護，若需要時，在圍擋上安裝閃爍信號燈以在夜間警示人們及車輛；2） 在施工區周圍位置設立“前方施工，車輛慢行” 和“施工區域禁止外人進入”提示的標志牌，在人口密集區設置全封閉式安全柵欄，將作業區域與外界有效隔離；3） 施工車輛需臨時占23、用公路時，提前與當地交通管理部門及其他相關部門取得聯系，并在兩端設置警示標志和穿反光背心的交通指揮人員。4） 作業平臺和作業工棚應遠離公路側，以免公路車輛的傷害。5.4開挖和地下擾動施工安全措施1）首先聯系相關障礙物管理單位，通過相關竣工圖核實障礙物的名稱、數量、位置及埋深并確定開挖方案。2）使用地下障礙物探測器進一步探明障礙物的具體位置及埋深并在地面做出明確的標識。3) 在已探明障礙物的位置劃出一個安全開挖范圍，采取人工發掘的施工方法。4) 對已發掘的地下障礙物采取有效的保護措施保證障礙物的安全。5) 對已發掘出障礙物的地段劃出一個安全范圍并采取維護措施保證行人及車輛的安全。5.5吊裝安全措24、施：1）配備合格的起重工，每次吊裝前對所有起重設備、卷揚機、索具進行檢查并標識起重負荷和色標等;2）用提升設備(如四木塔等)吊裝, 必須應提交計算書和吊裝方案包括鋼絲繩,吊具等選擇, 四木塔的穩定性的計算等, 汽車吊的安全裝置齊全完好;3）吊裝時由起重工負責專門指揮，檢查支腿、吊裝負荷和吊裝吊裝時吊裝半徑內的圍護；4）頂管的吊裝必須用合適的吊車吊裝，禁止使用四木塔斜吊頂管；5）吊裝時基坑里面和起吊物下禁止站人，合理使用溜索吊裝；6）在高壓線附近吊裝時必須設置合理的安全距離和安全警示，保證在安全距離內吊裝，禁止在高壓線下吊裝。7）四木塔頂部掛安全繩，上下四木塔時必須將安全帶掛在安全繩上。6公路穿越統計表序號穿越樁號道路名稱路面寬度（m）路面結構穿越方式所屬區縣1112+914.878-112+969.878寧洛高速引道8.3水泥路面頂管商水縣2114+016.268-114+076.268寧洛高速引道7.45水泥路面頂管商水縣