穿越鐵路頂管施工設計方案x
時間：2020-11-15 12:31:09 來源：勤學考試網 本文已影響 人 
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穿越鐵路頂管施工方案
一、編制依據：
、甲方提供的設計圖紙。
、國家和行業施工及驗收規范、標準及業主規定的技術要求。
、地理環境及氣候狀況。
、國家現行法令、法規，地區頒發的安全、消防、環保、文物等管理規定。
4.1 《中華人民共和國環境保護法》 。
4.2 《建設項目環境保護管理辦法》 。
、施工技術標準及驗收規范
5.1 《輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規范》 SY0401-1998
5.2《石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規范》
GB/T4079-2000
二、工程概況
二十七團天然氣利用工程全長約 4.94Km ，高壓燃氣管線線路用管規格 D219 ×8 ，穿跨越段用套管規格 D426 ×6，均采用無縫鋼管氬電聯焊，材質 20＃，防腐結構 3PE。管線在 K1+080 ～K1+097
處穿越鐵路，長度 56m ，深度在鐵路路基基底向下 1.7m ，施工方法
頂管穿越。
三、 準備工作
1 、按設計圖紙提供的總平面圖間距和現場測量，分別挖一處作
業坑和一處取帽坑， 作業坑除安裝必要的設備外， 還需配備 1 臺 16T
專業資料
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吊車，做為吊裝設備及取土垂直運輸用。鑒于地形條件，作業坑周圍可用腳手架搭設防護欄，安全網封擋，以防傷人。
2、設備、材料驗收情況
按設計要求和本方案所確定的工程用料和施工分段用料進行充分的準備，并按計劃供應到現場。對進場的材料要進行檢驗，沒有出廠檢驗證明及合格證的材料不能使用。
根據工程實際和本方案所需要的設備必須完好，按時到達現場。
3、頂力計算：
該工程初步設計采用一個作業坑， 一個取帽坑，設備采用油壓千斤頂，超高壓雙極柱塞泵， 按建筑工程頂管施工操作規程進行頂管施工，頂力公式計算為： P=2 πDLf( 摩按力采用 2.0) 最大頂力為： P=2 ×3.14 ×0.438 ×17 ×2=93.52Kg/cm2, 根據上述頂力計算，頂管機功率必須達到 400Kg/cm2( 包括安全系數 )。
4、頂進措施
整個頂管工程包括開頂前的準備工作以及作業坑的布置、 鋼管管的頂進 3 個施工階段。開工前需對設備進行加固檢查： 如高壓泵，千斤頂和頂鐵等，鋼管的外表質量檢查等。
4.1、作業坑的布置
頂進工作坑主要包括： 工作坑的開挖，后背的搗制，導軌和基礎，以及安裝測量儀器等，各班組同時進行流水作業，各工序密切配合，
晝夜值班連續操作，每班由 10 — 14 人組成，其中設班長 1 人，負責全面指揮工作。
專業資料
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4.2、班組人員配置及職責
序號 工種 人數 崗位及職責
1 班長 1 負責施工全面指揮、管理、協調。
2 技術員 1 負責技術資料，過程檢查。
3 HSE 1 負責現場 HSE 監督員。
4 管工 2 負責對口，指導取土。
5 操作手 2 操作頂管機及發電機。
6 起重工 1 指揮吊車吊裝設備、機具、套管和運土。
7 配工 6 。取土4人、配合 2人
4.3、主要施工機具及材料配置
序
機具（材料）名
單
數
規格
備 注
號
稱
位
量
1
頂管機
400T
臺
2
頂管
2
發電機
50KW
臺
2
施工現場供電
3
吊車
40T
臺
1
吊裝設備及機具
4
客貨車
臺
1
值班
5
履帶挖掘機
臺
1
值班
8
泥漿泵
2 寸
臺
2
操作坑內排水
9
水龍帶
2 寸
米
40
操作坑內排水
10
后靠板
塊
2
自制
專業資料
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11
頂板
1500 ×400
塊
2
用導軌鋼自制
12
1 米短截
塊
2
自制
13
2 米短截
塊
2
自制
14
斜墊鐵
140 ×200
塊
20
調整頂管機
15
鋼板
δ=10（2.5 ×6） 米 2
15
墊套管和頂管機
18
枕木
200 ×150 ×
塊
20
墊套管
1500
19
電纜線
三相四芯線
米
50
設備動力線
20
電纜線
兩相三芯線
米
60
水泵用線
21
電纜線
兩芯線
米
500
水泵及照明線
22
碘鎢燈
1000W/220V
套
6
照明
23
碘鎢燈管
1000W/220V
盒
10
24
防爆手把燈
100W/36V
套
4
套管內照明
25
燈泡
100W/36V
個
50
照明
26
漏電保護器開關
380V/60A
個
2
動力
27
漏電保護器
380V/40A
個
4
照明
28
控制箱
個
2
29
漏電保護器插排
220V/10A
個
6
照明
30
電工工具
套
1
現場電器安裝
31
千斤頂（螺旋式）
10T
個
2
套管找正
32
帳篷
4×6m
座
2
休息
33
水平尺（鐵制）
600
只
2
套管找正
專業資料
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34
鋼卷尺
5m
只
2
測量
35
百米繩
100m
個
1
測量
36
活動扳手
12 ″
只
2
安裝機件
37
開口扳手
套
2
安裝機件
38
焊接梯子
5 米
只
2
操作坑用
42
撬棍
根
4
43
大錘
10 磅
只
2
44
手錘
2 磅
只
2
45
棕繩
捆
1
46
鐵絲
10 ＃
捆
1
47
水靴
雙
10
48
鐵桶
200L
個
4
53
充電手提燈
只
4
54
斷線鉗子
把
1
55
刻絲鉗
把
2
56
鋼絲繩
3〞
米
吊設備及機具
57
鋼絲繩
6〞
米
吊靠背板
64
滅火器
15kg
只
4
66
吊土斗子
1000 ×1200 ×
只
2
400
四、施工方法及工藝流程
專業資料
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頂管前需掏空套管前端的土。 即用人工掏土、 液壓頂管機頂進的
施工工藝，直至完成。
1、頂管穿越鐵路斷面圖
靠背板
2、工藝流程
頂管機 短接 頂板
套管
鐵 路
碎石或竹跳板
鋼板 枕木
施工準備
測量放線
開挖工作坑
頂進設備和套管安裝測量
工作面挖土
校正檢查
管內運土和土方提升
頂進、退頂
檢查合格
套管安裝測量
檢查驗收、填寫施工記錄
五、 技術措施
專業資料
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1 、 施工準備
1.1 施工前先熟悉圖紙， 掌握鐵路的穿越長度與深度， 特別應
掌握套管穿越范圍內的地質狀況。
1.2 頂進設備及輔助設施和各種材料準備齊全，穿越套管和工
作管自檢合格后，報監理工程師認可。
2 、 測量放線
2.1 根據設計給定的控制樁位，用經緯儀放出穿越軸線。
2.2 放線時同時放出工作和接受坑的位置的尺寸。
2.3 在穿越至驗收的全過程中，隨時使用經緯儀配合。
3、 降水
為防止現場水位高、水量大的特點，采用深井降水的方法，井位布置
如圖
接管坑
深井
鐵 路
深井 工
作
坑
4、 開挖工作坑和接管坑
專業資料
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工作坑和接管坑設置在圖紙給定的套管長度的外側。 工作坑選擇
在公路旁場地較寬闊的一側，且位于地面標高較低的一側。
根據套管穿越的實際要求和頂管法施工需要，確定工作坑尺寸：
寬度 B=D+ （ 2.5~3.0 ） m
長度 L=I+3.5m
h
3
H
套管
深度 H=D+h1+h2+h3
h2
其中： l — 套管長度
D — 套管外徑
h1
h1 — 基礎厚
h2 — 套管與基礎間隙（一般為 70~100mm ）
h3 — 地面到套管頂高度
工作坑的挖深，根據管溝挖深，再加 0.5 米。
為了不損傷地下不明物，采取分次交叉挖探溝。先挖一個長
17m 、寬 5m 、深 2.4m 的操作坑。用履帶挖掘機，按放線輪廓挖出
操作坑。
由于地下水位較高，防止工作坑塌方， 操作坑采取側面放坡，坡
度為 1:0.75 。必要時，制作混凝土操作坑。工作坑的布置，為確保安
專業資料
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全施工，要對操作坑的四壁采取護坡措施。
工作坑內設置管道軸線基樁、臨時水準點，作為測量基準。用經
緯儀復測穿越中心線和基地標高，基地誤差± 20mm 。
集水坑設置：由于本地區地下水位較高，工作坑內有積水，工
作坑形成后，在邊緣處挖出一個 1.5m ×1m ×1.5m 的集水坑集水。
接管坑設置：在穿越帶對面，由人工配合履帶挖掘機，挖一個砼套
管出土接收坑，寬度為 2m 、長度為 D+2 ×2.5m ，深度比工作坑深
0.5m 。
5、施工場地布置
接受坑
套管穿越地帶（鐵路）
積
水
套管 坑
頂板
頂管機
吊車
材料場
發電機
操作坑
專業資料
靠背板 液壓站 帳篷
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排放積水：由于操作坑較深，有大量泥水，配備 2 寸泥漿泵 1
臺、 2 寸水龍帶 50 米、電纜線 50 米。施工時采用 2 寸泥漿泵排放泥水。
靠背板就位：靠背板位于頂管坑內頂進方向的對面， 是頂進砼套管的柱塞式液壓缸的支承面。
靠背板必須垂直靠在后背樁前， 其表面必須平行垂直頂進砼套管的軸線，以確保頂進方向。
坑底土層的承載能力應滿足頂進鋼管的要求， 鋼管必須放在平穩的軌道上?？拥滓龀杉壟渖皦|層 500mm 厚及現澆 C20 鋼筋混凝土墊層 300mm 厚。該路軌基礎要鋪在鋼筋混凝土基礎上， 導軌作用是穩定鋼管并引導其按設計的中心線和行程前進。
兩軌的間距應根據管底距基礎面保留 10mm 間隙而定，道軌采用 38Kg/m 鐵軌。在路基的后面搗制一個混凝土測量坑 (1m3 混凝土 )?？佑覀仍OΦ 20 鋼管鐵爬梯一部，重量為 100Kg 。
由于穿越層為沙土疊層， 既松軟又易塌方。
因此工作坑后背的承載能力不夠，必須對工作坑后背采取加強措施。
為使頂力均勻傳遞給后背，先靠后背碼好枕木， 再在枕木前每隔 300mm 打一排樁，樁長
專業資料
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8 米，φ108 ×6 鋼管，打入地下 3 米。為了使頂力能夠均勻傳遞給后
背，用專制的后靠板，它由兩塊 2.5m ×2m 、δ=30mm 的鋼板夾
300mm ×300mm 的枕木做成。必要時，制作混凝土后靠墻。
6、 照明
頂管穿越施工晝夜進行，必須配備足夠的照明設施。
6.1 控制箱 1 套，配備 60A 漏電斷路器 1 件、 40A 漏電斷路器 2 件、
2500w 漏電斷路器插排 2件、四芯三相電纜線 50 米。
6.2 場地照明：用3盞1000W 碘鎢燈供夜間照明，配備兩芯電纜線 100
米。
6.3 洞內照明：用 1盞100W 防爆燈供施工照明，兩芯電纜線 100 米。
7、 設備就位
頂管穿越設備運至現場，需 40t 吊車 1 臺， 15t 長欄板車 1 臺。
為保證頂管機的平穩， 在頂管機下面鋪兩根枕木， 在其上面鋪一張 1.5m ×2m 的δ10mm 鋼板，并用斜墊鐵將頂管機找水平。
頂管機的就位時的安放高度， 不必使液壓缸的中心與套管的中心平齊，應與套管的下三分之一處平齊。
但頂管機的水平度必須得到保證。
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8、 安放套管
安放套管最主要的是將管下鋪墊物找平， 在離頂管機 2.2 米處安放第一根枕木，共平行鋪設四根枕木（全部臥于碎石或泥土中） ，寬度為 2 米。枕木鋪設的要求四根枕木必須在一個平面上。
枕木必須夯實，以保證足夠承受套管的重量而保持不下沉，具有較好的穩定性。
枕木鋪設完成后， 由放線工測出套管出入點中心線， 就可將套管吊放到枕木上就位， 要保證套管的方向， 吊裝時應將套管上兩條模板接縫的其中一條放在最上面，使這條線與測量放出的管線中心線一
致。套管的水平度可通過鋪設的枕木的水平度得到保證， 要用條式水平或水準儀進行復測， 但不可以此為準， 因為套管內外表面的平面度不是十分精確，要綜合考慮。
套管安放好后，用 2 塊 1500mm 長枕木將套管固定，以免套管發生滾動，且在以后的施工作業中始終保持這兩塊枕木的位置不動，便于套管的對接，控制套管移動的水平、縱向方向不變。
9、 頂進
頂管作業前， 必須用深井降水的方法將水位降低， 同時在整個頂管作業施工中，不間斷的降低穿越地段的水位。
頂進過程中，利用設在集水坑內的泥漿泵進行工作坑降水。
正常情況下的頂進，頂第一節管時，每掏空 500mm 頂進一次，
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以保證套管的精確度。
頂第二節管時， 每掏空 1 米頂進一次； 以后的管節每掏空 2 米頂進一次，直至穿越完成。
在頂進過程中，要安排專人在套管的最前端，及時清除洞底預
留的土壤和洞壁上多余的土壤， 以保證套管承受均勻的阻力， 從而保證套管的縱向方向和水平度。
要求頂板有很好的剛性和強度， 頂板變形會使套管后頂裂。
頂板應用火車道軌制作，比較可靠，且頂進時應在頂板與套管間加墊膠皮。
10 、 頂進偏差的控制
10.1 在工作坑內設置砼套管軸線基樁和臨時水準點，作為操作時的測量標志。套管軸線基樁和臨時水準點應在工作坑一側并牢固埋入工作坑內，防止碰撞，如有異常，及時用地面的基準點核對，核對使用水準儀。施工過程中對每根套管的管頂標高都要進行監測。
10.2 套管頂進長距離后，要用塑料管監測套管頂進時的水平和
縱向偏差。頂進過程中應每頂進 2 米檢查一次，發現偏差要及時矯正。
當套管向下扎頭時可采用方法如下糾偏。
需使用螺旋千斤頂（不宜用液壓千斤頂）和枕木進行糾偏，將套管頂出空隙后， 用枕木或竹跳板墊入空隙中， 校正后撤出千斤頂和枕木，在進行頂進。
在套管的前方管底挖開空隙，將枕木或竹跳板嵌入空隙中，逐漸
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墊高，直至找平為止。做法如圖所示。
當發現套管出現向上錯位時， 只要在頂進過程中將套管底稍做超挖即可（通常向下調整是很容易做到的，但每次糾偏不能過多，否則易使套管接口處出現縫隙） 。
六、質量管理
1、技術員兼質檢員，負責技術質量管理；
2、操作坑的深度要達到設計要求，它會直接影響工作管的埋深
及對公路的保護作用；
3、嚴格控制掏土的質量，不得超挖和斜挖；
4、保證套管的頂進質量，套管頂進的縱向、水平方向偏差不得超過頂長度的 1.5%；
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5、行程允許偏差 +10 毫米， -20 毫米②中心線允許偏差為 20
毫米
6、管子錯口不得超過 10 毫米④對頂接頭的管子錯口不得超過
20 毫米 4.2.6 測量要求
、為保證頂管工程少有誤差，必須安裝經緯和水平各一臺，通過測量坑，每行程 20-30cm 時，對中心線的偏差方向各測量一次，在正常頂進中，每頂進 50-lOOcm 測量一次，如一個頂管頂完后，重新測量一次管中心線和向度。
七、 HSE 管理
1、機組長為現場 HSE 管理的第一責任人。
2、所有施工設施及人員都不得超出甲方規定的施工范圍。
3、施工現場必須配備流動廁所和垃圾箱。
4、所有施工人員統一勞保著裝，佩帶安全帽。
5、施工場地的四周必須用安全護板圍好， 路面設置安全警示牌。
6、在繁華路段和主要道路施工，要采用封閉式施工。
7、操作坑必須用警戒帶圍好，專人觀察操作坑的四壁，發現問
題及時處理。
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8、操作坑內及時排水，以免造成塌方。
9、液壓頂管機的油管接頭要經常檢查，防止松動，對泄露的液
壓油、機油等要及時處理；
10 、安全施工用電， 場地用電必須用漏電保護器， 掏土洞內用電
必須用 36v 安全電器；
八、安全措施
頂管施工中，鋼管頂進是整個施工過程中的關鍵工序， 應遵照《建筑安裝工程安全操作規程》 所規定的條例， 結合本工程特點要做到以下幾點：
1.開頂前安排好施工人員，組織好挖土機械、車輛、頂進設備，
制定發生故障時的應急預案， 以便開頂后能不間斷地連續作業， 減少
頂進阻力與行車干擾。
2.設置專人看護，及時掌握車輛通過情況。
3.火車通過時，提前用信號與千斤頂、油泵司機聯系，暫時停止
頂進，同時通知全體工作人員避讓至安全位置， 及時清除線路上放置
的工具等構件，以確保行車安全。
4.儲備足夠數量的道渣、方木、草袋，組織好人力和工具，一旦
線路發生變形，立即進行搶修加固。
5.工作坑夜間設置照明和紅燈警示標志，工作坑臺面應圍擋嚴
密，防止各種物件掉入坑內。
專業資料
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6.工作坑開挖時，要加臨時支，嚴防坑壁上的土下滑，確保人身
安全，對作業坑周圍進行柵欄加固，防止重物墜落傷人和砸壞設備。
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