西气东输管道工程线路施工 公路、铁路顶管穿越施工方案
（第10标段A段）
辽河石油勘探局油田建设工程一公司 西气东输管道工程武威项目部
二oo三年四月八日
编制：高秋华、王正国
审核：倪洪源
批准：赵明波
西气东输管道工程线路施工第10标段A段 公路、铁路顶管穿越施工方案
目 录
1.0 编制依据 .............................................................................................................................. 2 2.0 工程概况 .............................................................................................................................. 2 3.0 施工方法简述 ...................................................................................................................... 3 4.0 穿越施工方案 ...................................................................................................................... 3 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12
施工程序 .................................................................................................................... 3 施工准备 .................................................................................................................... 4 测量放线 .................................................................................................................... 4 作业坑开挖 ................................................................................................................ 5 安装导向支架、就位顶管机和套管 ........................................................................ 5 顶管作业 .................................................................................................................... 6 挖土排土 .................................................................................................................... 7 拆除顶管设施 ............................................................................................................ 7 工作管预制 ................................................................................................................ 7 工作管穿越及套管封堵 ......................................................................................... 7 阴极保护安装 ......................................................................................................... 8 恢复地貌 ................................................................................................................. 8
5.0 质量保证措施 ...................................................................................................................... 8 6.0 HSE保证措施 ...................................................................................................................... 9 7.0 施工部署 .............................................................................................................................. 9 7.1 7.2 7.3
施工人员配置 ............................................................................................................ 9 施工设备配置 .......................................................................................................... 10 施工手段用料 .......................................................................................................... 10
8.0 施工进度计划 .................................................................................................................... 11 9.0 顶管穿越施工平面图 ........................................................................................................ 12 9.1 9.2 9.3
312国道穿越平面图 ............................................................................................... 12 BL011～BL012 308省道穿越平面图 .................................................................. 13 BL019～BL020 308省道穿越平面图 .................................................................. 14
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1.0 编制依据
1、 设计施工图纸： Z线－098、Z线－099、 Z线－114、Z线－113及通用设计
图纸。
2、 施工招投标文件、施工标准规范及已批准的施工组织设计。 3、 工程总体施工计划及现场实际踏勘情况。
2.0 工程概况
1、 本标段A段顶管穿越公路共三条，铁路一条。地属均为冲洪积平原，地下水位
均很低。其中，
308省道（BL011-BL012）：起始里程为13+500～13+700（km+m），穿越
处位于沙漠边缘地带，地表分布有较厚的风积粉砂层，穿越段由于修路时上部砂层经人工堆积，厚度较大。宽度为12.00m，沥青路面，路基高于两侧地面1.00～1.50m，为碎石路基，采用石、砼护坡。穿越段地层分布有粉砂（厚度5.0～5.5m）和角砾（厚度为3.0m）。
308省道（BL019-BL020）：起始里程为27+800～27+1000（km+m），穿越
处位于沙漠边缘地带，地形变化较大，路东侧地势较低。低于路面约4m，该路宽约12m，沥青路面，路西侧设有较浅排水沟，宽约0.5m。穿越段地层分布有粉砂（厚度3.9m左右）、粉土（厚度为0.5m左右）及粉砂（厚度为7.5m）。
312国道（BK034～BK035）：起始里程为52+810～52+950（km+m），穿
越处地形平坦，地势开阔。该路宽约12m，沥青路面，卵砾石路基，穿越处路东15m处有光缆干线，公路两侧均有水管线。穿越段地层分布有粉质粘土（厚度0.5～1.0m）和卵石。另外此处穿越待改线。
包兰铁路（BK038～BK039）：起始里程为58+240～58+294.5（km+m），
穿越处地形较平坦，地势开阔。穿越段地层分布有粉质粘土（厚度0.4～1.5m）和卵石（厚度7.6m）。另外此处穿越除改线外，其穿越方法要征得铁路主管部门的同意。
2、穿越方法均采用顶管方式穿越，穿越段加钢筋混凝土套管保护。具体穿越情况见下表：
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表2－1 顶管穿越公路、铁路情况一览表 序号 1 2 3 4 名 称 起止里程（km+m） 穿越长度（m） 28 27.5 40 54.5 主管壁厚（mm） 17.5 17.5 17.5 17.5 套管长度（m） 24 20 36 54.5 均为三层PE常温型加强级防腐 防腐等级 308省道 13+500-13+700 308省道 27+800～27+1000 312国道 52+810～52+950 包兰铁路 58+240～58+294.5 3.0 施工方法简述
1、 顶管穿越施工设备主要包括液压千斤顶、挖掘机、顶铁及运土设备等。 2、 穿越套管采用顶管施工方法，穿越地层多为砾石层，对于在套管顶进方向的砾
石提前取出，以减少套管顶进时的阻力。因地层的不均匀性在选用顶管机时，顶管机推力可适当加大。
3、 施工前开挖工作坑，将设备安装就位，吊装套管、安装盲板顶环，利用液压千
斤顶顶推套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后加入套管并更换顶铁继续顶进，循环作业，直至套管顶至对面接收坑；拆除设备，清理套管内余土，进行主管穿越。
4.0 穿越施工方案 4.1 施工程序
公路、铁路顶管穿越施工程序如下：
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施工准备 异常 观察对公路的影响 正常 施工申请批准 测量放线 挖操作坑 地基处理 安装支架 就位顶管机、套管 测量校正 合格 合格 不合格 管线预制 无损检测 管线试压 补口补伤 安装绝缘支撑 顶 进 测 量 排 土 拆除顶管设施 校 正 采取纠正措施
主管穿越 封堵套管 地貌恢复 4.2 施工准备
1、 施工前由项目部技术、质量、HSE工程师对机组施工人员进行详细交底。 2、 施工设备及用料齐全完好并就位。 3、 安全警示牌标志齐全并摆放在相应位置。
4.3 测量放线
1、 根据设计控制桩，用经纬仪放出穿越管段的中心线，并撒上白灰线。 2、 定出施工区域边界线的位置。
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4.4 作业坑开挖
1、 在穿越两端各开挖一个操作坑，即发送坑和接收坑。发送坑的位置选在顶管穿
越端自然地坪较低的一侧。在现场撒出两个操作坑的正确尺寸和位置的白灰线。 2、 顶进套管的规格为RCPⅢ1500×2000，发送坑坑底尺寸定为：长5m；宽4 m；
深度比设计要求管底标高深0.8 m；接收坑坑底尺寸定为：长4 m，宽4 m，深度比设计要求管底标高深0.2m；一般操作坑边坡比为1：0.5。根据操作坑开挖的深度及现场实际条件，为保证其边坡稳定性，适当采取必要的支护措施，确保施工安全。
3、 发送坑开挖时，承受顶进反力后背墙的原土层不得破坏，后背墙具体要求如下：
要考虑充分的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最大反作用力而不破坏。 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。 后背墙表面要平直，必要时后背墙要采取相应的加强措施，在后背墙立放
一层枕木及挡板，挡板采用规格为2m×2m，δ＝20mm厚的钢板。
4、 发送操作坑地基精细找平，然后铺垫400mm碎石，碎石上铺垫200mm厚黄砂，
并分层夯实。
5、 作业坑开挖时应同时挖设安全通道，安全通道坡比为1：1。
4.5 安装导向支架、就位顶管机和套管
1、 操作坑处理完毕后，在黄沙垫层上等距离（约250mm）放置标准枕木，在枕木
上铺一层4m×4m，δ＝20mm厚钢板。钢板上安装2台自制的升降式滚动导向支架，用角钢∠100×10加固焊接在底面钢板上。
2、 用水准仪测量校正液压顶管机和穿路套管位置，保证顶进对中度的偏差不大于
2%。
3、 套管安装下坑前进行外观检查，合格后在吊车的配合下，按示意图就位顶管机
和RCPⅢ1500×2000型钢筋混凝土套管。
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液压机30×200×200×6块均布十字筋板1400×200×202块混凝土套管1500X150X2000 φ1600×40枕木250×250×2000滚动导向支架钢板20×2000×2000钢板20×4000×4000枕木250×250×2000黄沙200 厚碎石4厚图4.1 顶管穿越施工示意图
4.6 顶管作业
1、 启动液压千斤顶开始穿越，开始时速度要缓慢，控制好第一节混凝土套管的对
中度。顶管机的每个顶进行程完成后，退回原位，人工排净管内淤土，更换纵向顶铁，然后继续顶进，直到行程达到第一节混凝土套管的长度时，吊装下一节混凝土套管，准备顶进。
2、 纵向顶铁用200×100×16重型工字钢制作，根据混凝土套管长度和液压顶管机
顶进行程为200mm需制作400mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm短节各一个，短节断面形状为II型。
3、 为防止与千斤顶接触端套管受力不均被破坏，在千斤顶和套管间放置一块盲板
顶环，盲板顶环采用30mm钢板制作，结构如图示：
Φ1800
100mm 图4.2 盲板顶环示意图
4、 混凝土套管接缝处密封采用企口处涂刷石油沥青麻刀的方法。
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5、 为防止两根套管连接处发生错位，当管线穿越长度大于20m时，可在两套管连
接处放置环形限位圈，限位圈采用8mm×180mm的带钢制作。
6、 顶进过程中需随时检测套管进土的对中度，一旦发现有偏移趋势，要立即停止
顶进，采用螺旋式千斤顶人工校正。 7、 在整个顶进操作中坚持连续作业。
8、 如此反复，使混凝土套管抵达另侧的接收坑，完成顶进过程。
4.7 挖土排土
1、 顶进套管每次200～300mm，用人工在管前端挖卵石、沙土，用专用运土小车
拉运，人工牵引送到挖掘机的挖斗内，然后倒到指定地点。 2、 人工排土时，管内架设安全照明灯具。
3、 开挖后要及时顶进，及时测量，使顶力限制在最小的范围内。
4.8 拆除顶管设施
套管出土长度达到设计要求后，经监理验证合格，停止顶进。拆除导向支架、枕木等设施并运走顶管机。
4.9 工作管预制
1、 工作管组焊方法与质量评定标准与一般地段管道组焊相同，所有环形焊缝均通
过100%X射线检验。
2、 预制长度大于套管长度4m以上，且是整根管。
3、 穿越段应单独试压，以水作为试压介质，强度试验压力为12.5Mpa，持续稳压
时间不小于4小时，合格后降到严密性试验压力10Mpa，持续稳压24小时。压降均不大于1％为合格。试压过程要做好记录。
4、 按Q/SY XQ5—2002标准进行补口、补伤。完成后，防腐层经15kv电火花检验
合格后方可进行穿越。
4.10 工作管穿越及套管封堵
1、 将预制合格的管段每隔1.5m安装一组HDPE绝缘支撑块，绝缘支撑的用量根
据穿越长度来确定。
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2、 然后根据工作管长度挖穿越引沟，引沟应与套管中心线重合。穿越管道穿越前
应做一个托管头，点焊在管道前部。穿越时用钢丝绳牵引托管头带动穿越管道穿入套管。后端用吊管机在发送端调整管道中心，辅助发送，穿越管道拖入预定位置后，切下托管头。
3、 套管内表面要保证平整，下端60˚弧范围内要抹平，无凸起，保证主管顺利穿过。 4、 工作管穿越完毕进行套管两端封堵，方法为：按照套管与主管的实际偏心环形
空间形状制作木质挡板，安置在最外端HDPE支撑块处，外面空间用混凝土填塞，混凝土与管子结合处预留30mm空袭（可用模板抽出），最后用沥青麻刀将此缝连同套管端一同封堵。沥青麻刀厚度不小于50mm。
沥青麻刀填塞 素混凝土封堵 木质挡板
公路、铁路 企口 RCPⅢ1500×2000 ≥500 钢筋混凝土套管 HDPE支撑块 1500 1500 1500 1500 300 输气管道Φ1016 图4.3 公路、铁路穿越纵断面图
4.11 阴极保护安装
穿越完成后，按设计要求，标准规范进行穿越段管线的阴极保护施工。
4.12 恢复地貌
施工结束后，回填操作坑及管沟，恢复原状地貌，最后通过监理、地方有关主管部门的验收检查认可。
5.0 质量保证措施
1、 施工中严格按照已批复的质量手册及质量检测计划进行施工。 2、 严格按图施工，认真执行施工规范。
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3、 积极接受监理的监督检查，发现问题及时解决。 4、 对职工进行教育，提高职工的质量意识和责任心。 5、 设置专职的质量检查员。
6、 认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检与专检相结合的检查制度，并做好各
项检查记录。
7、 施工中应严格执行“施工许可证”注意事项中相关质量要求。 8、 雨季施工期间，要采取防雨措施。
6.0 HSE保证措施
1、 施工前，制定公路、铁路顶管穿越施工方案，并与有关管理部门取得联系，征
得同意并办理相应手续后方可进行施工。
2、 施工过程中严格按照已批复的HSE体系文件要求进行施工。
3、 施工现场用警示彩带维护，禁止外人进入施工作业区，以免影响工作和安全。 4、 特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作，确保施工安全。
5、 在施工过程中，HSE监查员随时对坑壁进行检查，以防止坑壁塌方伤人，造成
事故发生。
6、 穿越施工完成后，及时清理施工现场，作到“工完料净场地清”。
7.0 施工部署 7.1 施工人员配置
每处顶管穿越施工人员配置如下：
表7－1 施工人员配置一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 工种 机组长 技术员 质检员 HSE监查员 管工 气焊工 电焊工 人数 1 1 1 1 3 1 4 序号 8 9 10 11 12 13 工种 测量工 电工 起重工 操作手 司机 配合工 合计 人数 1 1 1 4 2 4 25人 第 9 页 共 14 页
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7.2 施工设备配置
表7－2 施工设备配置一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 吊管机 挖掘机 吊车 卡车 林肯焊机 林肯焊机 半自动切割机 外对口器 液压顶管机 发电机组 螺旋式千斤顶 规格型号 40t HD-700 20 t 5t SAE-400 TLW-450 DN1000 DN1000 YD-1100 50KW 50t 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 2 1 1 1 2 2 1 1 1 2 1 7.3 施工手段用料
每处公路穿越手段用料如下：
表7－3 施工手段用料一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
材料名称 照明灯 导向支架 石油沥青 麻刀 细木工板 HDPE绝缘支撑块 钢筋混凝土套管 碎石 中砂 枕木 规格型号 25W防爆灯 自制 δ＝20mm RCPⅢ1500×2000 单位 盏 台 kg kg m2 组 节 m3 m3 块 数量 5 3 217 30 1.5 按穿越长度确定 按穿越长度确定 16 10 25 250×250×2000 第 10 页 共 14 页
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8.0 施工进度计划
根据该地区的气候条件，公路、铁路顶管穿越施工选择在降雨较少的4月份及5月份，每处穿越施工周期如下表：
表8－1 施工进度计划表 序时间 号 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 施工准备 测量放线 设备调遣 挖操作坑 设备安装 顶管作业 挖土排土 设备吊拆 主管穿越 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 封堵套管 11 地貌恢复
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9.0 顶管穿越施工平面图 9.1 312国道穿越平面图
穿越312国道套管 额外占地部分 RCPⅢ1500×2000 L＝36m 长度为42m 作业带边线 输气管线走向 预制管线L＝48m BK035桩 BK034桩 发送引沟 接收坑 发送坑 作业带边线 地下光缆 地下管线 地下管线 312国道 正 建 地下管线
说明：
1、 根据现场实际情况，穿越管线预制及顶管发送坑选择在BK035桩一侧，穿越管线预制长度为48m，引沟开挖长度为71m，其中有40m将不作
为管沟用。
2、 由于312国道穿越处地下光缆、地下管线较多，因此施工时要严格按照图纸线－1787及线－1788要求对地下光缆、地下管线进行保护。
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28m 西气东输管道工程线路施工第10标段A段 公路、铁路顶管穿越施工方案
9.2 BL011～BL012 308省道穿越平面图
穿越308省道套管 RCPⅢ1500×2000 L＝24m 作业带边线 预制管线L＝36m BL011桩 BL012桩 发送引沟 接收坑 发送坑 308省道 输气管线走向 作业带边线 额外占地部分 长度为26m 说明：根据现场实际情况，穿越管线预制及顶管发送坑选择在BL012桩一侧，穿越管线预制长度为36m，引沟开挖长度为36m，其中有24m 将不作为管沟用。
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9.3 BL019～BL020 308省道穿越平面图
穿越308省道套管 RCPⅢ1500×2000 L＝20m 作业带边线 发送坑 发送引沟 BL019桩 预制管线L＝24m 接收坑 28m BL020桩 输气管线走向
额外占地部分 长度为10m 作业带边线 308省道 说明：根据现场实际情况，穿越管线预制及顶管发送坑选择在BL019桩一侧，穿越管线预制长度为24m，引沟开挖长度为24m，其中有6m将不作为管沟用。
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