管道工程施工方案与技术措施.pdf
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1、管道工程施工方案与技术措施 一、输水管道工程概述 1、输水线路布置 输水线全长18.127km,设计流量0.726m/s,采用DN900的球墨铸铁管(DIP),泵站加压输水。输水线路沿原保沧干渠北干线二级加压段输水线路布置,同时考虑施工对既有管线的影响,新增输水线路距离既有管道不小于 10m 进行布置。输水管道布置详见施工图纸。2、输水管道设计要求(1)管材压力 本工程输水管道工作压力为 0.8Mpa,设计压力为 1.3MPa。(2)管道结构设计 管道埋深 根据工程区域最大冻土深度,一般条件下,设计管道管顶最小覆土深度一般均不小于 1.5m。本段输水管线部分位于蓄滞洪区内,其管顶最小覆土深度不
2、小于2.5m。穿越工程如穿越铁路、公路及沟渠、河道段,根据穿越工程的具体情况和行业规程、规范确定具体埋深。球墨铸铁管道结构计算及选择 本工程主要管材为球墨铸铁管(DIP)。覆土厚度不大于 3.5m 时选用 K9 级 DIP管,大于 3.5m 但不大于 6.0m 时选用 K10 级 DIP 管。管道抗滑稳定设计 对转弯段水平转角或纵向转角大于等于 11.25的,设置 C20 混凝土支墩。钢管壁厚设计 用于本工程有直埋地段、定向钻段及顶管内穿钢管均采用涂塑钢管,DN700钢管壁厚为 10mm。管道抗浮设计 DN900 管道覆土厚度在不小于 0.7m 的情况下能满足抗浮稳定要求。(3)管道接口 球墨
3、铸铁管一般地段采用单胶圈承插接口(T 型),穿越河道段采用内自锚式接口。给水涂塑钢管采用焊接接口。主管材与阀门相接处采用法兰接口,并设置可传力伸缩接头。不同材质管材之间连接采用法兰管件连接,螺栓采用不锈钢螺栓。(4)管道防腐 球墨铸铁防腐 本期工程球墨铸铁管金属锌喷涂的厚度不小于 200g/,金属锌的含锌量至少为 99.95%。球墨铸铁管内防腐层材料为水泥砂浆,其防腐层在出厂时已经做好,无需再次防腐处理。涂塑钢管防腐 涂塑钢管选用螺旋焊管,材质 Q345C。内防腐采用涂热熔结环氧树脂粉末,外防腐采用外热涂聚乙烯(简称内 EP 外 PE),不同管径内涂层厚度及外涂层厚度严格遵守给水涂塑复合钢管C
4、J/T120-2016 中 6.2 表 5 的规定,且外涂层采用加强级,焊缝接口内、外需做防腐处理,且内防腐材料符合国家饮用水标准要求,基管表面处理及后期性能检验也需满足本标准要求。涂塑钢管管道对接时,环向焊缝的检验应符合给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008)5.3.17 规定。本工程涂塑钢管管道无损探伤采用超声波探伤方法,无损检测取样数量采用 100%进行检测,焊缝质量检测要求参考焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定GB/T11345-2013。(5)管沟开挖及回填 管沟施工开挖 除穿越铁路、高速、国道、省道等专项设计及穿河拉管段外,管道采用明挖式施工。管槽开挖宽度为
5、管道外径+每侧 400mm 工作宽度,设计边坡根据地质情况确定。防止施工过程中边坡塌陷,注意施工排水,确保敷管干场作业。基槽机械开挖至距设计底高程,改为人工开挖,超挖 200mm,回填中粗砂,管底填中粗砂,形成 120 度砂弧圆心角。对卵石基础与细砂基础的交接处或松散的粉砂、细砂段,采用局部挖除、基底面夯实,并换填 300mm 厚砂砾石的基础处理措施,以减轻不均匀沉降。一般耕地管线段,开挖的表层腐殖土单独堆放,用于表层回填,恢复耕作。河道部位开挖有明显差异的土层时,按层开挖、单独堆放,以备按原土层次序分层回填,减轻对河床扰动程度,避免洪水局部段冲刷深度发生过大变化。管道基础处理及管侧回填 a.
6、管道基础处理 管沿线管道均超挖 200mm,并换填 200mm 中粗砂。对卵石基础与细砂基础的交接处或松散的粉砂、细砂段,采用局部挖除、基底面夯实,并换填 300mm 厚的砂砾石的基础处理措施,以减轻不均匀沉降。换基填筑的压实度应不低于 90%或相对密度不小于 0.75。b.管槽回填 管底以下填 200mm 中粗砂并形成 120中粗砂弧基础,管道两侧人工填土,管线附近镇墩混凝土强度达到设计强度的 70%后,方可进行管道外沟槽回填。管线在耕地范围内,为满足复耕要求,管道表层 0.5m 耕植土不压实,管顶 0.5m以下管道两侧,压实度为 95%;管顶以上 50cm 压实度为 852%,其余部位压实
7、度不低于 90%。上部有交通道路时,应按路基填筑要求压实,压实度按重型击实试验的 95%压实度压实。在设计地面以下 1m 处,沿管顶铺设平行警示带,每隔 2m 铺设垂直警示带。槽底至管顶以上 50cm 范围内,不得含有机物、冻土以及大于 50mm 的砖、石等硬块。工作坑部位及管道与土弧基础结合部位用砂石填筑密实。管道两侧和管顶以上 50cm 范围内的回填材料,应由沟槽两侧对称运入槽内,不得直接扔在管道上;回填其它部位时,应均匀运入槽内,不得集中推入。管道两侧和管顶以上 50cm 范围内,应采用轻型设备薄层夯(压)实,管道两侧填土应对称均匀上升,高差不得大于 30cm。(6)地表水厂以上管道附属
8、设施 管道的附属设施包括检修阀门井、排气井、排泥井、调流阀井、流量计井等。沿线各种阀井均采用钢筋混凝土结构,混凝土等级均为 C25W4F150。二、管道工程施工程序 施工准备测量放样警示带清表土沟槽机械开挖沟槽人工开挖管底粗砂垫层管线铺设清理管道接口井室土建管件安装管身回填(人工回填)压水试验管沟回填(机械回填)管道冲洗消毒附属设施(公里桩、拐点桩等)工程验收。管道施工断面图如下:三、清表土(一)基本要求 本标段管道段清表土主要用耕作土回填。在开挖范围内,将耕作土采用推土机剥离,耕作土层厚 50cm,采用山推 D60型推土机,沿开挖轴线垂直方向进行集土,将耕作土集中堆放,堆放位置位于开挖范围以
9、外,以便管道及构筑物完工后将耕作土复耕。为防止和减少耕作土的流失,在土堆周围采用编织袋装土进行拦挡。为提高机械生产效率,推土机开挖时,采用槽形推土法,即推土机接连沿着同一路线连续推土若干次,使地面形成一条浅槽,再在浅槽中进行推土,以减少漏土损失,可提高推土量 10%30%。(二)进度安排及资源投入 耕作土层厚 50cm,平均运距 40m,按推土机工作效率为 800m3/d 计算,根据施工进度安排,耕作土清理时间为:月日至月日,共30d,需完成表土清理 66200m3,平均每天需完成耕作土开挖 2207m3,这样平均每天投入 D60 型推土机 4 台。分两个作业时,每个作业面布置 2 台推土机,
10、每台推土机由 1 名技术人员负责指挥,并配合 2 名普工协助作业。(三)清表土施工工艺流程 施工测量确定施工顺序清表土深度控制分层清表土人工修整。清表土是在已测量好的作业面上进行,清表土 50cm 厚,分二次完成。清表土全部存于管线附近的临时用地范围内,用推土机将表土推送到指定位置,分段集成土堆。在清表土过程中,配合少量人工修整。清表土深度由测量人员按设计图纸测放出控制标志线,标在钉好的木桩上。(三)清表土的主要技术措施 1、安全管理及防护技术措施 清表土主要是机械作业,因此在施工过程中必须由专人指挥,机械操作手必须持证上岗,严禁酒后驾车。无论是指挥人员,还是清表土人员严禁在推土机、挖掘机机身
11、后作业,尤其是上坡推土时更加注意。在清表土过程中由项目部专职安全员进行经常性检查,发现安全隐患及时整改。清表土已经完成的地段,严禁再进行其它的机械作业,以防破坏。施工机械一切服从指挥,人员尽量远离施工机械,如有必要,先通知操作人员,待回应后方可接近。2、现场消防保卫管理措施 对现场重点部位(如油库等)配备责任心强、技术熟练的人员操作和管理,建立健全岗位责任制和交接班制度,认真做好交接班记录。施工现场执行“谁主管、谁负责”的原则,工地项目经理对施工现场管理工作全面负责,一切与建设工程施工活动有关的单位和个人,必须服从管理。参加施工的所有人员,入场前都要进行“四防”教育和考试。施工现场的消防器材统
12、一由保卫人员检查、维修,保证灭火器材完好有效,不准他人擅自乱移、乱用。3、施工现场场容管理措施 施工现场的周围作出明显标志,设置标语牌,以突出我企业的企业精神。施工区域、办公区和生活区分开设置,对施工现场内进行绿化布置,使现场和生活区整洁、文明、有序。加强施工现场的排水工作,对路面、土坝周围有积水的地段采用水泵排出。进入施工现场所有人员必须佩戴安全帽,非施工人员不准进入施工现场。施工现场采用洒水车控制施工过程中的扬尘。4、环境保护措施 针对工程所处的位置的特点,结合 ISO14001 管理手册、程序文件规定,成立以项目经理为首的,由生产、技术、物资、机械等部门组成的环保工作领导小组,建立施工现
13、场自我保证体系,做到责任落实到人。对现场产生的噪音、扬尘等污染采取有效措施进行控制。5、清表土质量控制要点 采用推土机清表土时,对清表土深度控制较难,因此,由施工技术人员负责,每台机械跟随 1 人指挥,普工 23 人跟随挖掘机配合清表土,并由测量人员随时进行位置和深度的测量,并观察表土深度,如清表土不足时,可指挥机械继续清,确保表土能够全部回收利用。四、管道土方开挖 土方开挖包括机械土方开挖和人工土方开挖,机械土方开挖采用反铲挖掘机进行,人工开挖沟槽底部 2030cm 层的土方。(一)施工程序 施工准备现场清理测量放样土方机械开挖土方人工开挖弃土处理工程验收。(二)沟槽开挖 1、沟槽开挖前先对
14、地下公用设施进行踏勘,制定保护或移位的措施,并通知管理等有关方面。2、在沟槽开挖前先对地质情况进行详细调查,确定施工方案及应急措施,制定周密计划,确保工程安全、优质、高效进行。3、针对不同的地质情况放出开挖边线,在管材到位的情况下,经管理同意准备开挖。4、沟槽的开挖进度以管道安装进度为准,提前管道安装进度半个工作日即可,不可晾坑时间过长。根据管材供应的实际情况,确定每天开挖长度,保证在当天施工管前方不超过 10m。5、沟槽开挖断面 管线沟槽开挖前按GB5026897中的有关施工测量的规定进行管线测量放线,设置控制桩点及水准桩点。施工放线需经监理工程师验定。桩点位置便于管线各区段施工时对管线及标
15、高的引测和控制。在每段工程开始之前设立标桩,以便在施工前和以后控制管道的轴线和标高。整个工程的沟槽标高按图纸或按监理工程师审定的标高施工。6、沟槽开挖范围的确定(1)开挖深度计算 依据施工图纸的按标准施工断面,一般室外管道开挖深度不小于为自然地面下 2.1m(表土厚度 0.5m+管顶以上覆土 0.5m+管径 0.9m+管底垫层厚 0.2m),与管道交叉相碰时可局部降低或抬高,但埋深不得小于 2.1m。(2)沟顶开挖顶宽计算 依据设计图纸,开挖管槽底宽为 1.7m,管沟开挖一般段临时边坡粘性土1:0.751:1.0,无粘性土地段按 1:1,这样放坡后,管沟开挖上口开挖最小宽度B=1.7+2.1*
16、2=5.9m。7、沟槽土堆放范围的确定(1)堆土安全距离及高度 根据长输管道线路工程施工及验收规范SYJ4001-90、土方与爆破工程施工及验收规范及建筑施工土石方工程安全技术规范规定:在挖方边坡上侧堆土或材料以及移动施工机械时,应与挖方边缘保持一定距离,以保证边坡和直立壁的稳定。当土质良好时,堆土或材料应距挖方边缘 0.8m 以外,高度不宜超过1.5m。本工程为便于土方回填及减少投资,将开挖的土方堆放于管沟的左侧(或布管的另一侧)。超过回填的开挖土,运到业主或监理工程师指定的弃土场。(2)堆土底宽 依据开挖断面,管沟每延长米最小开挖量为:V=(1.7+5.9)2.12=7.98m3。这样每每
17、米需要在沟边堆土约 8m3,堆土高度按 1.5m 计算,开挖后的土方属于软土,松土堆土稳定边坡为 1:1,这样经过计算,堆土底宽为 5m,堆土顶宽为 2 米。(3)堆土侧占地边线确定 为防止开挖的土方占用已种植的土地,并且为施工机械(土方回填时采用推土机推土机)提供作业范围,因此,确定堆土外边缘距离征地边线应预留至少 3m。8、堆管区宽度的确定 堆管区宽度为堆管安全距离 0.8m(距离坑边)和布管占用宽度之和,布管时,根据施工需要,布管的管线应首尾错开,型式如下图,以便于沟上修口,单根管线长 12m,布管与管沟轴线夹角取 15 度,则布管所占用宽度为 3.11m,这样堆管区的总占用宽度为 3.
18、91m。堆管区占用位置及宽度示意图 9、吊管区及施工道路宽度的确定 在堆管区的同侧布置临时施工道路,主要用由运输钢管线、砂石料、混凝土等,以及推土机、挖掘机、吊车的施工作业,临时道路占地在考虑满足作业车辆施工的前提下,还需要考虑错车的需要,因此选择了 4m 施工道路。为减少临时占地,在临时运输道路的外侧不再征用预留地。10、管线临时占地宽度的确定 管线临时占地宽度为:开挖区宽度 5.9m+堆土区宽度 11m+堆管区宽度 3.91m+临时道路宽度 4m,总计为 24.81 米。见下图 11、开挖方式 机械挖土或雨季开挖沟槽底留至少 200mm 厚的土层暂不挖去,待施工管基时用人工清理至设计标高。
19、挖方放置在管沟的一侧征地范围内,不能损坏或阻碍任何私人的或公共的通道及永久性工程设施,严格按有关规定及业主要求执行,在沟槽开挖期间,必须严格保护沟槽两侧永久性工程设施的稳固,如发现问题,立即停止施工并及时通知项目监理。凡业主已提前指出的与管道交叉的各种地下管线,施工开挖时必须严格保护,并按业主及项目监理的要求开挖。本标段以砂壤土、粘土、耕作土开挖为主,由于管道段土方开挖较深,开挖底宽 1.7m,上口宽度 5.9m 左右,开挖顺序由本标段进口和出口方向同时开挖,即由本标段终点和起点同时开挖,开挖深度约 2.1m,因此,除第一层清表土采用推土机进行开挖以外,其余层采用反铲挖掘机一次性开挖到管底高程
20、(粗砂垫层位置)。距离设计开挖深度预留 20cm 作为人工开挖层,人工开挖层在垫层开始施工前完成,在开挖时,配合机械运土至沟槽顶部。(三)施工进度及资源投入 管道土方开挖分为机械开挖和人工开挖两部分,其中机械开挖时间月日至月日,人工开挖时间月日至月日。机械土方开挖 196960m3,计划施工时间:年月日至年月日,日历工期为d,日平均施工强度为 6565m3/d,按最高峰时间段配置人力及设备,两个作业面,挖掘机工作效率 1000m3/台班,每天按12 个小时作业时间计算,投入 6 台 1m3 挖掘机开挖土方,这个每个作业面配挖掘机 3 台。人工土方开挖 6850m3,计划施工时间:年月日至年月日
21、,日历工期为d,日平均施工强度为 228m3/d,依据施工定额,每 100m3 土方开挖需要工长 1.6 个工时、初级工 80.3 个工时,经计算需投入工长 1 人、初级工(普工)15 人,因两个作业面作业,每个作业面投入工长1 人,普工 8 人。(四)沟槽内排水 雨季或有地下水情况的沟槽施工。除在特殊情况下经监理工程师同意,否则不允放积水,有降、排水措施,可采用明沟集水井排水或人工降低地下水位。不得使用正在施工的管线降水。明沟排水坡降不至冲刷沟底土壤。员有流砂的土层时宜采用人工降低地下水位的方法。全部降、打消设施保持施工过程的正常运行,直至回填土超过地下水位高度且不致使空管浮起的高度时,才能
22、停止和拆除降、排水设施,雨季施工在沟槽顶部两侧分设挡水堤或截水沟,以防止地面水流入沟槽。沟槽的排水方法和排水位置需在永久性工程标高和宽度的范围内建造排水设施,并向监理工程师提交详细的方案,并得到监理工程师的批准。(五)土方削坡 1、施工程序 表面清理削坡开挖开挖土料的堆存、处理和利用人工削坡清渣边坡检查、处理与验收特殊问题处理。2、测量放线 测量放样控制边坡开口线、坡度尺与水平尺联合检验校核的方式控制反铲削坡精度、机械操作手的熟练技术技能控制边坡的平整度。根据据施工程序,在测量人员放出设计开口线后,现场施工人员立即在开口线上打桩、拉线,然后反铲挖掘机就位开挖;在临近设计边坡时,现场施工人员采用
23、水平尺和自制的坡度尺跟踪检验并校核坡比,测量队定期检查边坡是否符合设计要求;开挖边坡的平整度则靠操作手的技术技能控制。土方开挖采用机械与人工相结合的方法施工,削坡机械采用反铲与装载机开挖,自卸汽车运输至指定弃渣场。3、削坡开挖 首先进行测量定位,根据设计图开挖范围、深度、坡度及分层情况。对边坡开口线的控制,由测量人员现场放样、现场施工人员和质检人员跟踪打桩,然后现场施工人员根据交样单挂线立杆,控制开口线;削坡开挖必须符合设计图纸、文件的要求。对监理人确认其基础不能满足设计图纸所规定开挖要求的部位,严格按监理人的指示进行。反铲挖掘机削坡过程控制,首先要控制其行走方向,履带板要与边坡面平行,这样有
24、利于操作手的视觉感官,其可以依据履带板行走来控制相邻部位的坡度一致,避免或减少频繁的检验校核工作。在局部坡面较长或地质条件较差的部位,主要采用反铲分层接力的方法开挖,挖掘次序从上到下,根据坡面长度不同用 1 台反铲在作业面上同时挖土,边挖土边将土向上传递,并装入装载机。坝身表层不合格土、杂物等必须清除,削坡开挖、清除的弃土、杂物等运至指定弃渣场堆放,堆高不超过 2m。开挖时严格控制开挖深度,预留 20cm 的保护层,该层只能由人工开挖以保护坝身原状土不受拢动,以便控制边坡,避免起挖和欠挖。实际开挖轮廓线必须符合设计文件所示或监理人现场指定的开口线、水平尺寸和高程的要求。开挖最终轮廓线均不得欠挖
25、。开挖过程中随时注意土层的变化,挖掘机距边坡保持一定安全距离,确定每次的挖装深度,避免出现异常情况,保证设备安全。所有削坡开挖均为旱地开挖,开挖前挖好截水、排水设施,并对开挖施工中的地下水和施工用水排除。(六)土方开挖技术措施 1、质量技术措施 严格按合同指定的技术规范及监理人的指令施工,加强施工过程的控制工作。开挖前,根据监理人提供的基准点采用全站仪进行测量放样,布设严密的施工测量网络,在施工过程中做好现场的开挖线、坡脚线放样,在现场做好样桩标记。开挖削坡过程中随时进行检测,测量员加强对高程的测控,减少超挖或欠挖。在人工削坡时,加密布控网格,现场做好标识,便于施工人员施工。及时进行现场检查工
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