顶管穿越方案 下载本文

南疆天然气利民工程 顶管穿越施工方案

一、 工程概况

南疆天然气利民工程,途经新疆的阿克苏地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州(简称克州)、喀什地区和和田地区,由4条干线、19条支线构成。管道总长度大约为2485km,其中干线长度大约为1891.5km,支线长度为593.5km。全线设计压力为6.3MPa,其中英买力-喀什段管径φ559,材质为L415(X60),喀什-泽普段管径φ508,和田-泽普段管径φ406.4,和田-塔中段管径φ273,其他支线管径从φ88.9到φ219不等。

本工程全线共设置38座工艺站场,包括首站2座、分输站8座、分输清管站5座、清管站3座、末站20座。全线共设68座线路阀室,其中RTU截断阀室9座,RTU清管阀室1座,清管阀室7座,分输阀室13座,普通截断阀室38座。 二、 编制依据

1、《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401—98; 2、《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》SY/T4079—2003; 3、《长输管道线路工程施工及验收规范》SYJ4001—98;

4、《原油和天然气输送管道穿越工程设计规范穿越工程》SY/170015.1—98; 5、《输气管道工程设计规范》GB50251—94; 6、中国石油南疆天然气利民工程设计说明和施工图纸 7、《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》(JC/T640-1996) 8、<给排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97) 三、 试用范围及工程量

设计图纸要求顶管方式穿越的道路。 四、顶管穿越施工优势及施工要求

顶管施工具有经济、高效,保护环境的综合功能。这种技术的优点是:不开挖地面;不拆迁,不破坏地面建筑物;不影响交通;不破坏环境;施工不受气候和环境的影响;不影响管道的段差变形;省时、高效、安全。

由于管道埋深较深,并对套管两端进行封堵,不会造成路面裂缝与下沉,使用的套管按照设计要求满足路面的压力要求。执行标准《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》

(JC/T640-1996)的规定,采用套管规格为DRC1200×2000G III A JC/T640。如果穿越段遇到卵石、砾石段,需要在水泥套管接头处设置几个泥浆注入孔,对遇到的空隙进行填充。泥浆孔由施工单位自行处理或要求套管生产厂家予以预制。

顶管穿越处长度根据路基宽度确定,顶管套管长度每侧为路基外2m,穿越处套管管顶埋深不小于1.2m。

顶管穿越处管道、弯管、弯头的材质、规格型号按照设计图纸要求选用。

管道外防腐补口采用双组分无溶剂液体环氧底漆+辐射交联聚乙烯收缩袋三层结构。 穿越段全部环向焊缝的探伤方式及比例确认按照设计要求进行。 五、施工方案 (一)施工工序

其基本操作程序是:先在穿越道路一侧挖工作坑,在工作坑内按管道设计位置和套管外形尺寸设置套管和顶进设备,先将套管端部的刃脚部分顶入地层,然后在套管内边人工挖土边用顶进设备把套管逐节顶入地层内,反复操作,直到顶到预计长度为止。 顶管法穿越示意图如下:

顶铁 工作面 柱赛式液压缸 后座墙和板桩 (二)施工程序

支架 柱赛式液压缸 顶铁(支架) 顶管法穿越示意 测量放线 降水、打板桩 挖操作坑和接收坑 制作顶管靠背 挖管头土石再顶管 顶管(边顶进边清土,安装轨道和设备 石方段精密静态爆破) 停顶退程加顶铁 退程加接管 检 查 管线就位 复 测 清除管内土石渣 恢复地貌 接管顶管 检查 检 查 管端封堵 (三)顶力估算

监理、业主等验收 由于穿越顶管县乡村道顶进距离较短,因而采用管前挖土方法,其侧向顶进摩阻一般可按下式计算:F1=f1〔K(PV+PH)DL+P〕

式中:F1-----管壁与土层之间的摩阻(t) PV=γh 管顶以上的垂直土压力(t/m2)

γ—管顶以上天然土的容重(t/m3),亚粘土取1.6 h---管顶上的覆土厚度(m)

PH=PVtg2(45°-?/2)管壁上的水平压力(t/m2)

?----土的内摩角(干的亚粘土取45°,湿的粘土取40°) D----管节外径(m)

L----全部顶进长度(m); P----全部管道自重(t)

f1----管壁与土层的摩擦系数,干的亚粘土取0.47,湿的亚粘土取0.55。

K----折减系数,若管道位于降水良好的坚实土层中,管顶以上的土层能保持土拱状态,则L=16~30m,K=0.8;L=31~50m,K=0.75

如果以套管顶覆土2.0m计算(设计图纸》1.2米),顶管长度30m的穿越,则最大顶力为150t,因而一般条件下选择顶力为300t的千斤顶能满足要求。 (四)施工准备

施工前应先熟悉图纸,掌握穿越长度与深度,穿越结构及辅助设施的结构及要求,掌握管段内地层状况。

开工前与公路部门联系,按照公路部门的要求办理穿越施工手续、设置相应的警示标志,并将施工程序和计划报监理和其他主管单位,并征得同意。 (五)现场布置

根据设计给定的控制桩位,用经纬仪放出穿越轴线,并定穿越中心桩、施工带边线桩,并撒上灰线。放线时同时放出工作坑和接收坑的位置与尺寸。在穿越至验收的全过程中随时使用测量仪器配合。 (六)管线焊接

1、管道组焊:穿越管段前穿越道路一侧施工作业带内先清理出预制场地,以满足管段预制需要;之后进行组焊、探伤、连头、补口、试压施工,然后将整个管段连通。其工艺和检测要求与一般线路施工工艺相同。

管道焊接必须按照多方认可的《焊接工艺评定》的要求进行焊前预热等处理。当环境条件不能满足焊接工艺评定所规定的条件时,必须按要求采取措施后才能进行焊接。

焊缝焊接完成后,应及时进行外观检查,对外观质量检验不合格者,不得进行无损探伤检测。对焊工当天所焊外观质量检验合格的焊缝全周长进行100%射线探伤检验(Ⅱ级为合格),对于穿越段还应进行100%超声检验(Ⅱ级为合格),验收标准按《石油天然气钢质管道无损检测》(SY/T4109-2005)执行。 2、穿越管段的试压

⑴、试压前首先进行清管,完成后,试压介质采用无腐蚀洁净水。穿越管段的强度试验压力为管道设计内压力的1.5倍,持续稳压时间4h;当无泄漏时,可降到严密性压力试验,严密性试验压力为设计压力,稳压时间24h,在稳压时间内以无渗漏、压降不大于1%的试验压力为合格。

严密性试验合格后,用压缩空气推动清管器进行排水吹扫,以不再排出游离水为合格。在环境温度低于5℃时,水压试验应采取防冻措施,试压完成后应立即对被试管段进行排水清管。

⑵、两端采用椭圆封头,封头的焊接同一般管道焊接要求。

⑶、试压管线两端各安装一块压力表,压力表应经过校验并在有效期内,压力表精度不低于1.5级,量程为被测最大压力的1.5~2倍,表盘直径不小于150mm。

⑷、试压前为清管扫水方便,可将清管器预先放置在试压管段中,待试压完毕后直接排水。

⑸从打压头向管内注入清水,高点压力表管嘴排放空气,水注满后装压力表,并接好试压泵向管内注水升压。

⑹、压力应缓慢上升,压力升至30%、60%强度压力时停止升压,稳压10min检查有无异常,无异常再继续升压直至强度压力。