公路顶管方案

公路顶管施工方案

胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司2012年11月12日

公路顶管穿越施工技术方案

工程概况1.

关中环线天然气储气调峰管道工程地处陕西关中地区经济发达

的西安、宝鸡两大行政管理区，交通道路发达，沿线穿越高速、S108S107、、G107、G108、公路、管道沿线主要公路有G310等。国道、省道、县道及乡村公路穿越次数、X304 X203、X201比较多。按照设计招标文件要求，穿越方式采用顶管穿越施工，公路顶管穿越采取液压顶管施工方式。

省道穿越示意图

关中环线天然气储气调峰管道工程管道顶管穿越统计表1-1

段）DN900表（

公路名称穿越长度序号穿越方式备注

液压顶管1高速公路穿越顶管260m/7处

液压顶管2国道、省道穿越顶管处164m/9

液压顶管顶管处152m/19三级公路穿越3．

1204m/198液压顶管顶管4乡村公路穿越处关中环线天然

气储气调峰管道工程管道顶管穿越统计表1-2

段）DN600表（

备注公路名称序号穿越方式穿越长度泥水平衡顶50m/1处1顶管高速公路穿越管液压顶管顶管2国道、省道穿越处96m/6

3处液压顶管顶管三级公路穿越123m/1乡村公路穿

278m/4顶液压顶管

液压顶管作业流程2.

3.顶管施工措施

3.1 施工原理

在公路两侧放出管道中心线，选择地势较低的一侧作为顶管操作坑，另一侧为接收坑，确定顶管穿越的进、出口位置，在操作坑内放入第一节穿越套管和顶管设备。由人工先在套管前端掏土，待套管前端形成略大于套管外径的圆型空间后，再顶进套管。待套管顶进后再继续人工掏土，正常顶进1-3m时应进行相关测量，管线位置发生偏移时，要及时采取校正措施，无偏移时继续顶进，如此循序渐进，直至穿过公路为止。施工中的清土、排渣采用轨道小滑车配合施工。

混凝土套管

顶管施工示意图

3.2 施工准备

1）组织施工人员熟悉施工图，进行技术交底，探讨施工质量保证措施。

2）开工前预先与公路主管部门联系，按照管理部门的要求办理穿越施工手续，按其要求设置相应的警示标志。

3）应向公路、铁路等有关部门了解清楚穿越地段内地下是否有通讯线路、管道等设施，对于此类设施应请主管部门的有关人员现场指定位置，人工开挖，使之暴露，保护方案应得到主管部门认可。

3.3 顶管机的选用

工程施工采用钢筋混凝土钢承插口三级管（最大套管为

DN1800mm）。

根据总顶力经验计算公式F=n·G·L

其中n——土质粘住系数

G——每米套管自重

L——顶管长度

每米套管自重=材料密度×每米套管体积=2.45×π×（1.8+0.15）×0.15×1m3=2.2t

顶管长度按60m计算，土质按粘土、粉质粘土，含水量较小时，挖后能短期形成土拱，土质系数取1.5～2。

总顶力=n·G·L=2×2.2×50=220t

土质按密实砂土、含水量大的粘土、亚粘土，挖后不能形成土拱土质系数取3～4。

总顶力=n·G·L=4×2.2×50=440t

根据以上计算，本工程设计顶管穿越长度最大为50m，按穿越地段为含水量较大的粘土、亚粘土、粗砂、密实砂土考虑，采用4台120吨液压千斤顶进行施工应该可以满足其推力需要。

3.4 修筑施工便道

根据现场情况，高速公路穿越应根据依托道路情况在穿越点工作坑侧修筑一条3.5米宽施工便道，以便于车辆、材料进入，施工便道与管线便道平顺相接。省道、国道及县乡公路可以依托现有道路作为施工便道。

3.5 场地平整、测量放线

1）根据现场情况，若操作坑开挖深度能够一次开挖的，在工作高速公路、（铁路、的施工场地30m长，30m坑一侧平整出一块宽

省道等顶管长度较长道路可平整处宽40米，长50米施工场地）。2）测量放线

（1）根据设计给定的控制桩位，用经纬仪放出穿越中心轴线，并定穿越中心桩，施工带边线桩，撒上白灰线，同时用水准仪将高程引测到穿越控制点上，以便控制操作坑挖深。

（2）测量放线同时放出操作坑与接管坑的位置和开挖边线。（3）保护好公路两侧中心线上的标志木桩，以便按该桩测量、

审核操作坑开挖深度和穿越准确度。

3.6 作业坑开挖

1）根据设计要求，在穿越道路两端各开挖一个工作坑，一个作为作业顶进工作坑，另一个作为接收首节管的工作坑。

2）操作坑宽度为5m，工作坑的长度与管节长度、千斤顶长度及后背墙的尺寸有关，其长度根据现场和所使用的千斤顶的尺寸而定，穿越套管单根长以2m计算，操作坑长度为5m。

3）工作坑的深度由设计管底高程及基础厚度而定，即管底高程减去轨道及基础厚度，就是坑底标高。

4）在挖作业坑时，后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：

（1）要考虑有充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。

（2）要有足够的刚度，当受到千斤顶的反作用力时，应使压缩变形小，当反作用力取消时，应能基本恢复原位，以充分发挥千．斤顶的有效冲程。

（3）后背墙表面要平直，并且垂直于顶进管道的轴线，以充分避免产生偏心受压，影响顶进质量。

（4）根据土质情况，必要时后背墙要采取相应的支撑措施，例如加枕木，加止推平台，选材要均匀坚固，以承受较大的后座力，避免造成后背墙受力不均，发生倾斜现象。

5）在地形复杂、易塌方地段，应修筑混凝土操作坑，操作坑后

背采用30cm厚钢筋混凝土，并在后背中夹设槽钢、枕木以加强后背强度，坑底标高比套管底标高低0.5m，并在作业坑的坑底

铺素砼垫层200mm。在公路两侧路基70cm以内严禁开挖作业坑。6）地下水位高，坑内内出现渗水现象的，操作坑采取深井降水

法将地下水位降至坑底0.5m以下。坑底四周挖排水沟，并在适当位置挖集水坑，用潜水泵提升排放施工中渗出的积水。坑上口四周边沿设挡水坝，以防地表水流入坑内，坝的高度为0.5m，顶宽0.5m，坡比1/0.5；在操作坑内安装轨道、安装顶管设备。

3.7 顶管设备安装就位

1）设备下坑前，要对已挖好的坑基进行测量找平，符合技术要求。

2）作业坑处理完毕，用16t汽车吊安装后靠背挡板，支撑托架

及推进轨道等，测量校正导轨面，保证套管中心线与设计中心相吻合，保证施工精确度。

3）安装护圈

护圈装于首节管端部，护圈由外壳、内环和肋板三部分组成，护圈外壳套于顶进管外部，遮板端部呈20°～30°角，尾板宽度15～20cm。

—筋板 4—环梁 5 21—遮板—尾板 3—套管壁套管护圈示意图图3.7-1

）安装管节4