鐵路頂管穿越工程施工組織設(shè)計(jì)方案

1、鐵路頂管穿越施工方案1、工程概況第六施工標(biāo)段行政隸屬于省安西縣。起點(diǎn)BA001#樁交界，終點(diǎn)BA082#樁為峽東車站，管道線路自西向東經(jīng)蘆葦井-照東-大泉-小泉-柳園-土墩泉-峽東站，線路全長(zhǎng)為116.96km。線路基本沿蘭新鐵路敷設(shè)，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DN1200×120鋼筋混凝土管，施工作業(yè)采用液壓千斤頂頂管方法。2、施工方法2.1方法簡(jiǎn)介頂管穿越施工設(shè)備主要包括千斤頂、高壓液壓站、工具管、頂鐵及運(yùn)土設(shè)備等。施工前開挖工作坑，將設(shè)備安裝就位，吊裝套管、安裝頂環(huán)，利用液壓千斤頂頂推套管，每頂進(jìn)一定行程，退回頂缸，操作人員進(jìn)入套管挖土外運(yùn)，然

2、后加入頂鐵或套管繼續(xù)頂進(jìn),循環(huán)作業(yè)，直至套管頂至對(duì)面接收坑；拆除設(shè)備，清理套管余土，進(jìn)行主管穿越。2.2頂力計(jì)算 工程施工采用DN1200×120鋼筋混凝土管。 根據(jù)總頂力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式F=n·G·L 其中n土質(zhì)粘住系數(shù) G每米套管自重 L頂管長(zhǎng)度每米套管自重=材料密度×每米套管體積=2.45××(1.2+0.12)×0.12×1m3=1.218t 頂管長(zhǎng)度按60m計(jì)算，土質(zhì)按粘土、粉質(zhì)粘土，含水量較小時(shí)，挖后能短期形成土拱，土質(zhì)系數(shù)取1.52。 總頂力= n·G·L=2×1.218&#

3、215;60=146.23t 土質(zhì)按密實(shí)砂土、含水量大的粘土、亞粘土，挖后不能形成土拱，土質(zhì)系數(shù)取34。 總頂力= n·G·L =4×1.218×60=292.45t根據(jù)以上計(jì)算，本標(biāo)段設(shè)計(jì)頂管穿越長(zhǎng)度最大為61米，按穿越地段為含水量較大的粘土、亞粘土、粗砂、密實(shí)砂土考慮，采用400噸液壓千斤頂進(jìn)行施工應(yīng)該可以滿足其推力需要。3、施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備測(cè)量放線作業(yè)坑開挖作業(yè)坑處理工作面挖土挖土地測(cè)量糾偏放線安裝管節(jié)軌道及設(shè)備安裝頂進(jìn)頂進(jìn)退程加頂鐵管內(nèi)運(yùn)土土方提升棄土4、主要工序施工方法及措施4.1施工準(zhǔn)備4.1.1組織施工人員熟悉施工圖，進(jìn)行技術(shù)交底，探

4、討施工質(zhì)量保證措施。4.1.2開工前預(yù)先與公路主管部門聯(lián)系，按照路政部門的要求辦理穿越施工手續(xù)，按照路政部門的要求設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志。4.1.3應(yīng)向路政等有關(guān)部門了解清楚穿越地段地下是否有通訊線路，管道等設(shè)施，對(duì)于此類設(shè)施應(yīng)請(qǐng)主管部門的有關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)指定位置，人工開挖，使之暴露，保護(hù)方案應(yīng)得到主管部門認(rèn)可。4.1.4頂管設(shè)備、配套設(shè)備及各種機(jī)具材料準(zhǔn)備齊全。4.2修施工便道根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在穿越點(diǎn)工作坑側(cè)修一條施工便道，以便于車輛、材料進(jìn)入，施工便道與管線便道平順相接。4.3場(chǎng)地平整、測(cè)量放線4.3.1根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，若操作坑開挖深度能夠一次開挖的，在工作坑一側(cè)平整出一塊寬30m，長(zhǎng)30m的施工場(chǎng)地

5、。4.3.2測(cè)量放線1）根據(jù)設(shè)計(jì)給定的控制樁位，用經(jīng)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(shí)放出操作坑與接管坑的位置和開挖邊線。3）保護(hù)好公路兩側(cè)中心線上的標(biāo)志木樁，以便按該樁測(cè)量、審核操作坑開挖深度和穿越準(zhǔn)確度。4.4作業(yè)坑開挖4.4.1根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在穿越道路兩端各開挖一個(gè)工作坑，一個(gè)作為作業(yè)頂進(jìn)工作坑，另一個(gè)作為接收首節(jié)管的工作坑。4.4.2操作坑寬度為4米，工作坑的長(zhǎng)度與管節(jié)長(zhǎng)度、千斤頂長(zhǎng)度及后背墻的尺寸有關(guān)，還與頂進(jìn)方法和運(yùn)土工具，其長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和所使用的千斤頂?shù)某叽缍ǎ敬未┰教坠芤?m計(jì)算，操作坑長(zhǎng)度為6m。4.4.3工作坑的深度由設(shè)計(jì)管底高

6、程及基礎(chǔ)厚度而定，即管底高程加上軌道及基礎(chǔ)厚度，就是坑底標(biāo)高。4.4.4在挖作業(yè)坑時(shí)，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(qiáng)度，在頂進(jìn)中能承受液壓千斤頂?shù)淖畲蠓醋饔昧Χ黄茐摹?）要有足夠的剛度，當(dāng)受到千斤頂?shù)姆醋饔昧r(shí)，應(yīng)使壓縮變形小，當(dāng)反作用力取消時(shí)，應(yīng)能基本恢復(fù)原位，以充分發(fā)揮千斤頂?shù)挠行_程。3）后背墻表面要平直，并且垂直于頂進(jìn)管道的軸線，以充分避免產(chǎn)生偏心受壓。4）根據(jù)土質(zhì)情況，必要時(shí)后背墻要采取相應(yīng)的支撐措施，例如加道木，加止推平臺(tái)，選材要均勻堅(jiān)固，以承受較大的后座力，避免造成后背墻受力不均，發(fā)生傾斜現(xiàn)象。4.5頂管設(shè)備安裝就位4.5.1設(shè)備下坑前，要對(duì)已

7、挖好的坑基進(jìn)行測(cè)量找平，符合技術(shù)要求。4.5.2作業(yè)坑處理完畢，用8t汽車吊安裝后靠背擋板，支撐托架及推進(jìn)軌道等，測(cè)量校正導(dǎo)軌面，保證套管中心線與設(shè)計(jì)中心相吻合，保證施工精確度。4.5.3安裝刃腳刃腳裝于首節(jié)管端部，刃腳由外殼環(huán)和肋板三部分組成，刃腳外殼套于頂進(jìn)管外部,遮板端部呈20°30°角，尾板寬度1520厘米。1遮板 2尾板 3套管壁 4環(huán)梁 5筋板 4.5.4 安裝管節(jié) 管節(jié)安裝下坑前應(yīng)先進(jìn)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(wú)縱向裂縫，檢查合格的管子用吊車吊到頂管工作導(dǎo)軌上，準(zhǔn)備連接頂進(jìn)。 詳見頂管穿越示意簡(jiǎn)圖4.5.4-1： 4.5.5 千斤

8、頂著力點(diǎn)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(tái)，千斤頂可一只或多只，但要按管中線對(duì)稱布置。管道前端面安裝刃角，起切土的功能，減小頂進(jìn)阻力，控制塌方。 管道頂進(jìn)時(shí)所用頂鐵包括環(huán)形頂鐵，方頂鐵和橫鐵。 環(huán)形頂鐵安放在管端面處，它的、外徑尺寸要與管端面尺寸相適應(yīng)，厚度300500毫米。它的作用是使方頂鐵傳來(lái)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(guò)程中調(diào)節(jié)間距的墊鐵，因此方頂鐵的長(zhǎng)度要根據(jù)千斤頂?shù)臎_程、管節(jié)長(zhǎng)度而確定。方頂鐵的兩頂端面嚴(yán)格要求平整與平行，若達(dá)不到這一要求時(shí)不可使用。因?yàn)轫敹碎g不平行，在作業(yè)時(shí)容易發(fā)生頂鐵外彈。 頂管橫鐵安在千斤頂與方頂鐵

9、之間，將多只千斤頂?shù)捻斖屏鬟f到兩側(cè)的方頂鐵上。橫鐵斷面尺寸300×300毫米，長(zhǎng)度按被頂管口徑及千斤頂數(shù)量確定，公路（鐵路）套管規(guī)格為DN1200mm砼混凝土管，橫鐵長(zhǎng)度應(yīng)為1.6米。制做時(shí)，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(huán)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(chǔ) 圖4.5.4-1 頂管穿越示意簡(jiǎn)圖4.6頂管作業(yè)4.6.1 頂進(jìn)也就是把管節(jié)沿導(dǎo)軌推頂?shù)揭淹诤玫耐炼吹淖鳂I(yè)，頂進(jìn)操作要堅(jiān)持“先挖后頂，隨挖隨頂”的施工原則。 千斤頂頂進(jìn)一個(gè)沖程后，千斤頂復(fù)位，在橫鐵和環(huán)形頂鐵間裝進(jìn)合適的頂鐵，然后繼續(xù)

10、頂進(jìn)。 頂鐵安裝應(yīng)平直，頂進(jìn)時(shí)嚴(yán)防偏心，以免使頂鐵崩出傷人。頂進(jìn)時(shí)注意油壓變化，發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)立即停止頂進(jìn)，并檢查原因。千斤頂活塞伸展長(zhǎng)度應(yīng)在規(guī)定圍，以免損壞千斤頂結(jié)構(gòu)。在整個(gè)頂進(jìn)操作中應(yīng)堅(jiān)持連續(xù)作業(yè)，若頂進(jìn)間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，土拱容易下塌，使頂力增大。4.6.2管道接口 管節(jié)穩(wěn)定后，在管側(cè)兩管節(jié)對(duì)口的地方按設(shè)計(jì)要求用墊油氈或麻辮石棉水泥填充密封，在管用鋼漲圈將兩節(jié)管接口支撐牢固，使接口處于剛性連接，避免在頂進(jìn)中受力產(chǎn)生錯(cuò)口，保證頂進(jìn)過(guò)程中高程和方向的準(zhǔn)確性。鋼漲圈是用610mm鋼圈焊成的圓環(huán)，寬260300mm，環(huán)外徑比鋼筋混凝土管徑小3040mm。 1木楔 2套管 3鋼漲圈 4麻辮 4.6.2挖土

11、頂進(jìn)管節(jié)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(jìn)效率，更重要影響質(zhì)量控制，這就要求對(duì)挖土有嚴(yán)格的要求。1）必須在規(guī)定的圍開挖，不得超挖，管底土基弧度在120° 135°圍一定要保持管壁與原土層表面吻合。2）在人工挖土?xí)r，不得攪動(dòng)管底下部的地基土。3）根據(jù)土質(zhì)情況，工作面向前挖至0.10.2米時(shí)，頂進(jìn)一次，挖出的土要及時(shí)外運(yùn)。4）開挖后要及時(shí)頂進(jìn)，及時(shí)測(cè)量，可使頂力限制在較小的圍。4.6.3運(yùn)土管徑大于1200毫米，可采用雙輪小推車運(yùn)土，從工作面挖下來(lái)的土，要及時(shí)通過(guò)管用小推車水平運(yùn)輸至工作坑，然后垂直提升至地面。4.7 設(shè)備吊拆當(dāng)套管頂進(jìn)至對(duì)面接管坑

12、時(shí)，套管穿越完畢，吊拆設(shè)備，清除管余土，進(jìn)行誤差測(cè)量。進(jìn)行主管穿越施工。4.8穿越管預(yù)制4.8.1在穿越套管之前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇主管，進(jìn)行布管，然后用外對(duì)口器進(jìn)行組裝，組裝應(yīng)在穿越一側(cè)進(jìn)行，主管道長(zhǎng)度應(yīng)大于套管長(zhǎng)度4m以上，且應(yīng)是整根管。4.8.2組裝焊接技術(shù)要求應(yīng)同一般地段相同。4.8.3組焊完畢后進(jìn)行100%X射線探傷和100%超聲波探傷，質(zhì)量達(dá)到規(guī)和設(shè)計(jì)要求。4.8.4探傷合格后，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐補(bǔ)口。4.8.5按設(shè)計(jì)和規(guī)要求，對(duì)組焊完的管道進(jìn)行單獨(dú)試壓。在管段兩端加封頭、進(jìn)水閥、放空閥和壓力表，進(jìn)行水壓試驗(yàn)。4.9主管的穿越4.9.1將已試壓合格的管段用兩臺(tái)吊管機(jī)吊入溝，按設(shè)計(jì)圖

13、紙要求安裝好套管與主管之間的支撐管卡和鎂陽(yáng)極帶緩慢地穿入套管中。4.9.2按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行套管與主管之間的封堵工作和陰極保護(hù)工作。4.10回填、恢復(fù)地貌4.10.1在穿越主管工程完畢后，應(yīng)進(jìn)行回填，靠近公路側(cè)的回填土應(yīng)夯實(shí)，恢復(fù)邊溝、排水溝等道路設(shè)施。路旁有電纜線或管道的應(yīng)按圖紙的要求進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)后回填，并恢復(fù)至原地貌。4.10.2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(zhì)量控制與誤差校正5.1質(zhì)量控制5.1.1頂管的質(zhì)量要求1）上下偏差：鉆進(jìn)長(zhǎng)度在30m以的套管，偏差不應(yīng)大于100mm；鉆進(jìn)長(zhǎng)度在3042m以的套管，偏差不應(yīng)大于150mm；鉆進(jìn)長(zhǎng)度在42m以上

14、的套管，偏差不應(yīng)大于200mm。2）水平偏差不應(yīng)大于套管長(zhǎng)度的2%。3）頂管中心線允許偏差不得超過(guò)頂進(jìn)長(zhǎng)度的1.5%，頂進(jìn)位移糾偏時(shí)，每次糾偏角度不宜過(guò)大，可根據(jù)管徑、頂進(jìn)長(zhǎng)度和土質(zhì)情況確定，一般在520之間為宜。5.1.2頂管質(zhì)量的檢測(cè) 管節(jié)在頂進(jìn)時(shí)，必須對(duì)頂進(jìn)管段中線的方位及高程嚴(yán)格控制，以保證頂管的質(zhì)量。頂管時(shí)的中線容易產(chǎn)生方位和高程上的偏差。其原因有以下幾個(gè)方面：1）由于兩側(cè)千斤頂?shù)捻斄Σ粚?duì)稱，或后背發(fā)生傾斜，造成中線左右偏離。2）由于頂力作用點(diǎn)和管中線不一致，造成中線左右偏差。在前方挖土?xí)r，管底超挖而使高程起伏的不均現(xiàn)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(dǎo)軌安裝

15、有較大誤差。5）頂鐵制造質(zhì)量差，受力后變形。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工作坑的方位、高程、標(biāo)定管道中心線、設(shè)定臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)等，都要進(jìn)行精心測(cè)量，開始頂進(jìn)的首節(jié)測(cè)量非常重要，首節(jié)管頂進(jìn)好壞、方位是否正確直接關(guān)系到頂進(jìn)的質(zhì)量。對(duì)每節(jié)管吊裝下坑組對(duì)時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量，并在正常頂進(jìn)13米時(shí)就應(yīng)測(cè)量一次，管線位置發(fā)生頂偏移時(shí)，要及時(shí)采取校正措施。5.1.3頂管質(zhì)量的控制1）頂管高程的控制，可在頂坑中懸空固定水準(zhǔn)儀，在頂管首端設(shè)立十字架。每次測(cè)量時(shí)，若十字架在管首端的相對(duì)位置不變，水準(zhǔn)儀的高程亦固定不變，只要量出十字架交點(diǎn)偏離的垂直距離，就可讀出頂管的高程偏差。若水準(zhǔn)儀從坑外引進(jìn)絕對(duì)高程，那么頂進(jìn)管段的各點(diǎn)高程也

16、可推測(cè)出來(lái)。頂管時(shí)的方位偏差，可在坑上面引出中線，在中線方位的兩點(diǎn)向坑吊設(shè)兩根垂球線，若管首端通過(guò)中心點(diǎn)的垂球線和上兩垂球線在一條直線上，則頂管方位是準(zhǔn)確的，否則存在偏差。 2）對(duì)管工作面已挖成形，要由專檢人員進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)符合要求后，方準(zhǔn)進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)。 3）對(duì)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(rùn)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(dá)2/3左右，同時(shí)在松散的土層中頂進(jìn)，用它可對(duì)管周圍土質(zhì)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(rùn)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(qiáng)度，又摻入凝固劑（石膏）。但使用凝固劑

17、時(shí)，還必須同時(shí)摻入少量緩凝劑（工業(yè)六糖）和塑化劑（松香酸鈉）。 應(yīng)用觸變泥漿頂管時(shí)，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(diào)劑后通過(guò)壓縮空氣經(jīng)壓漿罐，輸漿管、分漿罐及噴漿管等送至管外壁四周。形成一個(gè)泥漿環(huán)。5.2頂管偏差校正在頂管過(guò)程中校正偏差是保證頂管質(zhì)量的有力措施，偏差是逐漸積累起來(lái)的，也只有逐漸校正過(guò)來(lái)，偏差過(guò)大校正就很困難，因而在頂管過(guò)程中應(yīng)勤校測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)校正。校正的方法分坑和管端面糾偏這兩類方法，具體作法如下：5.2.1挖土校正法：在管子偏向設(shè)計(jì)中心的一側(cè)適當(dāng)超挖，而在相對(duì)的一側(cè)不超挖或留坎，使管子在繼續(xù)頂進(jìn)中，逐漸回到設(shè)計(jì)位置，校正中不得猛糾硬調(diào)，以

18、防產(chǎn)生相反結(jié)5.2.2頂木校正法：當(dāng)偏差大于20毫米或者用挖土法校正無(wú)效時(shí)，可用圓木或方木一端頂在管子偏離設(shè)計(jì)中心的一側(cè)管壁上，另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后開動(dòng)千斤頂，利用頂進(jìn)時(shí)頂木斜支管子所產(chǎn)生的分力，使管子得到校正。5.2.3千斤頂校正法：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?shù)捻斄κ构芪坏玫叫Ｕ?.2.4加墊塊校正法：即在頂管末端與頂鐵間的適當(dāng)位置墊上一塊相應(yīng)厚度的楔形鋼板，使頂鐵和管間形成一角度，頂進(jìn)時(shí)可使被頂管得到糾正。6、套管穿越施工機(jī)具配置6.1施工設(shè)備、機(jī)具表序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量用途1液壓千斤頂400噸1臺(tái)頂管穿越2液壓站1臺(tái)動(dòng)力3

19、單斗挖掘機(jī)PC-2201臺(tái)挖土方4汽車吊車8t1臺(tái)吊裝5柴油發(fā)電機(jī)30kw1臺(tái)動(dòng)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(hào)名稱規(guī)格數(shù)量用途1吊管帶2根吊裝砼管2道木250×250×200020根支撐3測(cè)量?jī)x器J21套測(cè)量4電纜三芯200m電源線5小推車1臺(tái)推土6安全燈4盞照明7鋼絲繩16mm100m吊裝8靠背板2m×2m1付止推9制作軌道6m1付運(yùn)行導(dǎo)軌10頂鐵1200×15001付推進(jìn)11頂鐵1200×10001付推進(jìn)12頂鐵1300×10001付推進(jìn)13頂鐵1500×10001付推進(jìn)14自制護(hù)帽1付保護(hù)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(diǎn)40米計(jì)算。7、人員配備（不包括管線安裝）序號(hào)工種人數(shù)序號(hào)工種人數(shù)1處 長(zhǎng)12技術(shù)、質(zhì)量、HSE13測(cè) 量14機(jī)械25管 工26電工17起 重18電、氣焊19司 機(jī)110炊事員111排土工8合計(jì)20人8.施工工期進(jìn)度計(jì)劃表（不包括