公路顶管铁路顶箱涵方案

方案：公路顶管、铁路顶箱涵穿越管道施工技术方案1工程概况西气东输二线南宁—百色支线工程起南宁首站，途径南宁境内邕宁区、良庆区、江南区、西乡塘区、隆安县，百色境内平果县、田东县、田阳县以及右江区，止于百色末站，线路长300km。本工程管线穿越多处穿越公路，顶管穿越的公路统计如下：高速穿越5条，二级及以上等级公路9条，Ⅲ、Ⅳ级公路和非等级水泥、沥青公路200条，铁路穿越共18处，其中顶管穿越10处，顶箱涵穿越8处。本标段顶管穿越公路情况统计表序号项目穿越位置工程量（m/处）穿越方式1在建外环路南宁市邕宁区百罗村南0.4km80/1顶管2兰海高速南宁市良庆区平花谷东2km80/1顶管3在建外环路南宁市良庆区那岳村南0.2km80/1顶管4G325南宁市良庆区那岳南0.2km50/1顶管5G322南宁市江南区那亮村南1km50/1顶管6南友高速南宁市江南区古思村东1km80/1顶管7S316隆安县那桐镇南2.6km50/1顶管8G324隆安县博浪村东北0.2km50/1顶管9G324隆安县盛豪村南0.8km50/1顶管10G80广昆高速平果县怀盼村西0.3km80/1顶管11G324平果县山心村北1.2km50/1顶管12G324田东县远街村东2.6km50/1顶管13G324田东县思林农场西南0.4km50/1顶管14G323田阳县百朝村东北1.1km50/1顶管15Ⅲ、Ⅳ级公路—1600/80顶管16非等级水泥、沥青公路—1600/120顶管本合同项穿越铁路情况统计表序号铁路名称所在市穿越位置铁路轨道数穿越长度（m）敷设形式1南钦铁路南宁市良庆区同新庄2km双80箱涵穿越2南防铁路南宁市江南区那亮村西0.7km单50箱涵穿越3湘桂线南宁市江南区滕村南0.6km单50箱涵穿越4在建云桂高铁南宁市西乡塘区那排村0.4km双80顶管穿越5南昆线南宁市西乡塘区坛洛镇0.1km单50箱涵穿越6南昆线隆安县定宽西0.5km单50箱涵穿越7在建云桂高铁隆安县岜横北0.5km双80顶管穿越8在建云桂高铁隆安县板何村东0.8km双80顶管穿越9在建云桂高铁隆安县那坝村东0.6km双80顶管穿越10南昆线平果县山心村东南0.7km单50箱涵穿越11在建云桂高铁平果县山心村东南0.6km双80顶管穿越12在建云桂高铁田东县乐善村西南0.4km双80顶管穿越13南昆线田东县党立村北0.3km单50箱涵穿越14南昆线田阳县憧舍村北1.1km单50箱涵穿越15在建云桂高铁田阳县三今村西北0.2km双80顶管穿越16在建云桂高铁田阳县治落村东南1.4km双80顶管穿越17在建云桂高铁田阳县治落村东北0.4km双80顶管穿越18在建云桂高铁百色市百光村北0.6km双80顶管穿越合计1230/182方案描述带套管穿越公路时，套管顶距公路顶面的距离≥1.2m，距公路边沟底面的距离≥1m，套管应伸出公路路边沟外2m。保护套管采用钢筋混凝土套管DRC1200×2000QⅢAJC/T640。管道穿越铁路加钢筋混凝土箱涵进行保护，钢筋混凝土箱涵内净空不小于2m×2m，并满足强度及稳定性要求。箱涵顶至路轨底的最小埋深≥1.7m，箱涵应伸出铁路路堤外2m。穿越设置专业机组进行施工，根据焊接机组的施工要求及通过权办理情况合理安排施工路段。3顶管穿越公路施工方案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→测量及顶管机拆除→干线管道安装（组对、焊接、无损检测、试压、补口补伤、安装绝缘支撑）→干线管道穿越→安装套管端部附件→回填恢复地貌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、穿越土层地质情况。3.2.2开工前应及时与公路行政管理部门等相关单位联系，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。穿越主管线使用正确，质量符合设计要求。3.2.4对施工机具进行检修和保养，使其状态良好。3.2.5每一条公路穿越施工前，应征得监理工程师批准。3.2.6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。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利用机械和人工相结合的办法开挖出施工作业坑（发送坑和接收坑）。3.4.1.1作业坑的开挖不得影响路基的稳定。3.4.2.2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。本标段操作坑坑底尺寸一般为5.5m×4.5m。3.4.2.3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。3.4.2.4作业坑开挖要视地质情况适当放坡，对于地质情况复杂、易塌方的地段，开挖作业坑应采取开挖梯台、板桩等措施防止塌方。当开挖梯台时，中间设0.5-1m宽梯台。3.4.2.5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。3.4.2.6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4m，高度3-4m，采用断面为15cm×15cm方木密排，高度为3-4m，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。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：推力的理论计算：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1.2mP—控制土压力)P＝Ko*γ*Ho式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6mγ—土的湿重量，取1.9t/m3P＝0.55*1.9*6＝6.27t/m2F1=3.14/4*1.2*6.27＝5.91tF2＝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/m2D—管外径1.2mL—顶距（由于初步设计没有给出顶管穿越长度，本合同项最长段按为80m考虑）F2＝3.14*1.2*0.8*80＝241.152t。因此，总推力F=5.91+241.152＝247.062t。根据总推力选用1台400T顶管机可以满足施工要求。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顶管前，检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏斜。第一根套管顶管前，应在坑壁用经纬仪检测套管入土位置，以保证第一根套管入土点和安装角度准确。第一根套管顶进中心线偏差不应超过管长的3％。初始顶进中，每顶进300mm应检查一次；正常顶进后，每顶进一米至少应检查一次。3.6.3套管进入土层后，应采用人工方法自上而下开挖取土。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。3.6.4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、顶工作面套管后座墙顶铁顶管机支架基台环向顶铁进长度和土质情况确定，宜为5′~20′之间。3.6.5顶管时，应采用测量仪器控制中心线和高程，以施工放线时布置的参照物为基准进行导向监控。3.6.6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。3.6.7套管内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。3.6.8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。3.6.9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。3.6.10为保证穿越段管段正常穿入，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