管道穿越公路的施工法簡介
管道穿越公路的施工法簡介
《吳起－延煉輸油管道工程》 設(shè)計的輸油干線管道起自石百萬輸油首站，止于延煉輸油末站，線路長度272.49km。全線共穿越公路28次，穿越長度范圍為10～40m。設(shè)計考慮到多數(shù)公路交通繁忙不能中斷，路面等級較高盡可能不破壞路面為原則，公路穿越設(shè)計為頂管穿越，保護套管采用鋼筋混凝土套管，套管內(nèi)徑為0.8~1 m，套管自帶保護鋼管環(huán)。
全線28處公路穿越因長度均在40m內(nèi)，且穿越處地質(zhì)均為黃土狀土，所以施工時全部采用在公路一側(cè)人工挖土掘進頂進鋼筋混凝土套管的方法。現(xiàn)就具體施工法詳述如下：
1 施工方法簡介
1）公路頂管穿越法： 在穿越處測量放線，選擇一側(cè)平整一塊場地開挖工作坑，另一側(cè)為接收坑。將液壓設(shè)備安裝就位，安裝鐵軌，吊裝混凝土管，利用液壓千斤頂頂推套管，每頂進一定行程，退回頂缸，操作人員進入套管內(nèi)挖土外運，然后加入頂鐵或套管繼續(xù)頂進，循環(huán)作業(yè)，直至套管頂至對面接收坑，然后拆除設(shè)備，清潔管內(nèi)余土，進行其他施工。
2）頂管穿越施工機具設(shè)備：主要包括吊裝機械1臺、吊帶2付、鐵軌2付、千斤頂、液壓設(shè)備一套、頂鐵、頂管1套、礦燈6個、挖土設(shè)備（主要指鐵鍬及運土車）及1立方米木料等。
3）施工工藝流程圖：施工準(zhǔn)備-測量放線-開挖基坑—平整夯實—澆筑混凝土墊層—引測軸線—安裝導(dǎo)軌—吊管并安裝管節(jié)—檢測—頂進—檢測控制-頂進退程-加頂鐵-管內(nèi)運土-棄渣土提升。
2 施工工藝的一般要求
1）依據(jù)設(shè)計院所提交的公路兩側(cè)的控制點。在擬定工作坑的前后訂立兩個中軸控制樁，使前后兩樁通視。并與擬建的管道在一條直線上，然后依據(jù)中線控制樁定出工作坑與接收坑的開挖邊界。
2）工作坑和接收坑開挖：采用人工或機械開挖，基坑挖好后,平整、夯實，使坑底土質(zhì)均勻，并在工作坑四角測設(shè)四個水準(zhǔn)控制點，然后澆筑混凝土墊層。
3）設(shè)立頂管中線樁：至經(jīng)緯儀于中線控制樁上，將中線引測至坑壁，并打入木樁，作為頂進時校正套管的中控線樁。另在工作坑內(nèi)臨時設(shè)置兩個水準(zhǔn)點，來控制套管能按設(shè)計高程和坡度頂進。
4）導(dǎo)軌、千斤頂安裝：導(dǎo)軌為鋼制的整體性導(dǎo)軌，安裝在混凝土墊層上，導(dǎo)軌的兩主軌必須順直、平行、且等高,其縱坡應(yīng)與管線縱坡一致, 兩導(dǎo)軌 間的距離以管中心至兩鋼軌的圓心角在70- 90之間為宜。千斤頂應(yīng)固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，頂點位置，應(yīng)在管子1/4~1/5處。
5）吊管：套管為鋼筋混凝土套管（企口），采用吊裝機吊裝，在吊裝地面10cm左右時，應(yīng)檢查套管的捆扎是否牢固，機械的制動性能是否完好，確認(rèn)安全后方可起吊，下管時坑內(nèi)嚴(yán)禁站人，當(dāng)套管距導(dǎo)軌小于50cm時，操作人員方可進入坑內(nèi)工作，套管擱置在導(dǎo)軌上時，技術(shù)人員、質(zhì)量員、安全員應(yīng)檢測中線和標(biāo)高、坡度及各項工作無誤時方可施工。
6）頂進：套管頂進包括挖土、頂進、測量、糾偏等工序。頂進要緩慢循序漸進，施工員要隨時掌握導(dǎo)軌上的中心線、坡度和高程。如有偏差應(yīng)立即停止頂進，待校正后方可繼續(xù)頂進。套管進入土層后，削土人員自上而下分層開挖，管下部135°范圍內(nèi)不得超挖。管頂上部超量不得大于1.5cm，管前不得超過套管50cm，所挖土方應(yīng)及時運出管外。頂進時，應(yīng)防止套管轉(zhuǎn)動，臨時停止頂進時，應(yīng)將套管頭的喇叭口全部切入土層。管道的頂進應(yīng)連續(xù)作業(yè)。如套管前方遇到障礙或后支座變形嚴(yán)重和頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象，管位偏差超出規(guī)定范圍較大且校正無效等，應(yīng)暫停頂進，并應(yīng)及時處理。套管頂進接收坑后套管和管端下部應(yīng)設(shè)枕墊或澆筑混凝土。套管兩端露在工作坑的長度應(yīng)大于50cm。
3 技術(shù)、安全措施：
1）開工前，首先對所有參加施工的職工進行全面教育，對各班組進行全面的技術(shù)交底，使職工真正懂得工藝流程和了解各項機械的操作規(guī)程、操作方法。其次，對所用施工設(shè)備進行全面檢查，確無故障方可使用。最后，對各班組進行安全生產(chǎn)交底，并落實安全責(zé)任到每位職工，提高職工的安全生產(chǎn)意識，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行，每處設(shè)專職安全員1人，施工中時刻檢查每道工序。
2）該項工程均在公路兩側(cè)施工，施工時在距頂管軸線兩側(cè)各50m范圍內(nèi)設(shè)立安全標(biāo)牌，劃出安全警戒線。
3）公路兩側(cè)開挖頂管工作坑，依據(jù)土質(zhì)情況進行放坡，必要時做支撐，使工作坑應(yīng)具有足夠的安全度?？拥组L為6m，寬為5.5m，深度依據(jù)設(shè)計管線標(biāo)高來定，挖出的土方堆積點必須距坑壁在3m以外，并離開路肩3m以外，套管管頂上部的覆土層厚度依據(jù)設(shè)計確定，但必須做到距公路頂面路面以下不小于1.2m，距公路邊溝底面以下不小于1m。工作坑外應(yīng)設(shè)有防止雨水浸入的擋水墻。
4）工作坑內(nèi)千斤頂后支座處后背墻具體要求如下:①背墻表而要平直、平整，且垂直于頂進管道的軸線，以避免產(chǎn)生偏心受壓。②在背墻要采取相應(yīng)的支撐措施，如緊貼土壁加道術(shù)和墊板，以承受較大的后座力，避免因背墻不平或強度不足而發(fā)生傾斜現(xiàn)象。③背墻墊板要有足夠的剛度，當(dāng)受到千斤頂?shù)姆醋饔昧r，應(yīng)當(dāng)壓縮變形小，當(dāng)反作用力取消時，應(yīng)能基木恢復(fù)原位，以充分發(fā)揮千斤頂?shù)挠行_程。④背墻墊板要有足夠的強度，在頂進中能承受液壓千斤頂?shù)淖钊朔醋饔昧Χ黄茐摹?
5）吊裝套管時，嚴(yán)禁在起重機械臂下及回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)停留，嚴(yán)禁在工作坑內(nèi)站人。
6）千斤頂?shù)捻斄ξ恢脩?yīng)在頂管的管底以上，頂管的直徑1/4～1/5處，頂鐵與頂管端面之間采用塑性材料墊層，縱向頂鐵中心線必須與頂管中心線平行，與橫向頂鐵垂直相接。管道頂進過程中，頂鐵兩側(cè)不得停留人員，但應(yīng)對管道中心線和標(biāo)高，隨時用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀檢測，發(fā)現(xiàn)有偏差應(yīng)隨時進行校正，采用挖土校正法或強制校正法校正偏差。頂進時，如發(fā)生障礙無法頂進時，應(yīng)立即停止頂進，查明原因處理后方可繼續(xù)進行。
7）測量和糾偏：測量工作應(yīng)及時、準(zhǔn)確以保證管節(jié)正確的就位于設(shè)計的管道軸線上。當(dāng)?shù)谝桓芫臀挥趯?dǎo)軌上后，及時進行檢測，符合要求后進行頂進。開始階段管道每頂進30cm，必須測量一次，進入正常頂進作業(yè)后，每頂進100cm測量不少于一次，每次測量以測量管子的前端位置為準(zhǔn)。如發(fā)現(xiàn)偏差且偏差小于20mm時，應(yīng)在施工中采用在不同部位增減挖土量逐漸糾正。如偏差過大可采用圓木或方木頂在管子偏離中心一側(cè)管壁上，另一端裝在墊有木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后，利于千斤頂給管子施力，使管子達到校正。
8）人工在管內(nèi)挖土掘進時，要堅持“先挖后頂，隨挖隨頂”的施工原則。挖土掘進不得從下往上削土，每掘進一次不得大于50mm，頂管外壁周邊必須緊貼土面，不得有空隙。管內(nèi)土方應(yīng)隨挖隨運，保證管內(nèi)空氣流通。管內(nèi)挖土運土人員必須配藏礦燈及安全防護用具。
9）套管與套管之間的連接應(yīng)嚴(yán)密，采用的外鋼板套管長200mm，鋼板套管外徑和套管外徑相同。在鋼筋混凝土管頂進行施工中，混凝土管的接口采用柔性企口連接，當(dāng)管節(jié)未進入土層前，接口外側(cè)墊以瀝青油麻絲。管口外側(cè)留20mm空隙，頂進后管節(jié)的孔隙應(yīng)為10-15mm。鋼筋混凝土管節(jié)表面應(yīng)光潔、平整、無沙眼、氣泡。頂管結(jié)束后，管節(jié)接口的內(nèi)側(cè)間隙應(yīng)采用石棉水泥密封、填平。
4 頂管的技術(shù)特點
榮山管道穿越頂管技術(shù)是一種鋪設(shè)管道的施工手段，采用頂管施工法鋪設(shè)管道具有如下的優(yōu)勢：
（1）頂管施工是頂管鋪管技術(shù)的一種，不開挖地面，能穿越公路、鐵路、水渠，甚至能在建筑物底下穿過，是一種能安全有效地進行環(huán)境保護的施工方法。
（2）頂管施工不開挖地面，鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管壽命亦大于開挖法埋管。
（3）頂管機械的性能越來越適應(yīng)各種土質(zhì)，頂管施工范圍在逐漸擴大，頂管特別適用中小型管徑管道的非開挖鋪設(shè)?！?
5 頂管施工應(yīng)注意的主要事項
1）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件：沿管線土層變化頻繁，所以在頂管施工前必須了解土層的變化情況：此外對于要經(jīng)過回填土地段，需要提前加固處理，以防頂管施工后地表有過大的下沉。
2）有毒氣體的檢測與防護：頂管施工的地層一般會通過淤泥層，腐爛動、植物體會在地下形成有毒氣體聚集體，危害施工人員的健康和生命，所以有人員在頂管內(nèi)操作的情況下，需要定時監(jiān)測管內(nèi)有毒氣體含量，采用通風(fēng)裝置予以解決。
6 結(jié)論
在工程建設(shè)施工中，管道穿越道路的情況時有發(fā)生。采取高效、優(yōu)質(zhì)的施工方法為降低工程施工成本，是工程建設(shè)的一項基本原則。通過施工實踐表明，采用頂管法進行管道穿越公路的施工法是可行有效的，一方面切實能做到保護環(huán)境，另一方面施工時不中斷公路交通、不破壞路面，而且施工用時少于開挖公路埋管用時，能夠保證工期且節(jié)省投資。我們可以預(yù)見隨著頂管施工技術(shù)的發(fā)展，施工設(shè)備不斷改進。未來的管線鋪設(shè)技術(shù)將以頂管工藝為支撐，頂管技術(shù)必定會在相關(guān)行業(yè)拓展應(yīng)用，加大推廣頂管施工技術(shù)力度不但必要而且勢在必行。
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