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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。