公路、铁路穿越施工方案
8.1横钻孔机穿越
对于不能采用大开挖施工的干线公路和铁路采用横钻孔机穿越。
8.1.1横孔钻机法穿越铁路、公路流程图
8.1.2施工工艺
8.1.2.1测量放线
a. 根据设计给定的控制桩位,用经纬仪放出穿越轴线,并打出管线穿越中心桩、施工作业带边线桩,撒上白灰线。
b. 放线时,同时放出操作坑与接收坑的位置与尺寸。
c. 在穿越至验收的全过程中,随时有测量仪器进行配合。
8.1.2.2开挖操作坑,安装钻机
a. 选择运输方便、平整且无障碍的一侧作为施工场地,其面积应大于200m2。
b. 操作坑为矩形,尺寸为4×11.5m,其深度应按图纸给定的管道埋深具体确定,其值为(管道埋深+0.9m+加垫层厚度)。承受顶进反作用力的作业坑背部处理成垂直状,误差小于±5°,并用枕木排靠紧坑壁,枕木排与钻机之间应用钢板作承力板,钢板面积不小于1.5×1.5m。当作业坑背部承力土壤性能较差时,采用适当的加固措施。作业坑侧壁坡比依地质状况而定,坑底抄平夯实,高差不超过50mm,坑底基面铺垫枕木,沿穿越轴线做成图纸要求的穿越坡度。如穿越处的地下水位高、土壤承载力较小,则在坑底加碎石或混凝土垫层。在作业坑路对面的套管长度外挖接收坑,其尺寸不小于3.5×2m,深度比设计套管底标高低300mm。
c. 用水准仪测量基础底面高程,误差±20mm。在坑底铺设导轨,待枕木与轨道安装后,测量两导轨高程,误差为±10 mm,然后将导轨与枕木固定。
d. 将钻机吊装在导轨上,装上滑板,放开推杆止动器,把止动器插入最后边的轨座孔内,发动机器往返行走两趟,查看是否异常。将钻杆固定于套管内并装上钻头,钻头应伸出套管前端300mm。同时一并吊装到套管支架上,插上螺旋钻的销子,再把套管紧固在套管夹座内。最后在套管前端焊上200mm长的防腐层保护圈。
8.1.2.4穿越套管的切割
穿越套管的规格、材质及防腐类型应符合设计要求,套管切割的长度与每节钻杆长度一致,一段为6m。
8.1.2.5钻孔、顶进及出土
a. 钻机的钻头中心线必须与管道保持同心,第一节钢管顶进方向的准确性是整个顶管的关键,第一节套管的入土点和安装角度在钻孔前要测量准确。对于粘土,钻头比主机旋转中心轴线低1%的钻杆长度,对于岩性土质应低5%的钻杆长度,以补尝钻头上抬的偏差。钻进2m左右要检查是否有偏钻现象,发生偏钻时要重新调整再钻。第一节套管钻完后进行测量,如入土方向偏差超过30mm,
应抽出重钻。
b. 当套管钻入地层并达到足以装上另一节套管时,停止给套管施加推力,但必须旋转钻杆,以排出套管内的钻屑。待出土完毕后,将钻机复位,焊接第二节套管。
c. 作业中应随时注意是否有偏钻现象,钻机顶力是否过大,承力后背是否稳定,顶管时排出的土壤应及时清除。
d. 钻孔纠偏
在钻进过程中随时用经纬仪和水平尺配合,检查进管的水平度及与设计轴线的偏差,并及时进行纠正。一旦出现偏斜,需将钻杆与套管退回至合格处进行处理:①发生左右偏斜时,可用人工铲削偏斜相反的一侧,并在偏斜一侧垫上楔子重新钻孔推进,当超过原推进深度且达到所需的中心线时,即可去掉楔子;②如向上偏斜时,套管退回后采用翼片式钻头镗孔,快钻慢进,落下套管,再把钻头换过来;③在穿越砾石或砖石回填土层时,如果钻机突然跳动,并且无明显进尺时,则说明遇到较大的卵石或砖石等,这时需退回钻头及套管,人工排除障碍后再开钻。
e.顶管工作开始后要连续施工,不宜中途停止,直到顶进至规定长度,到达
①接收坑②路面或沟渠③⑤钢板④操作坑⑥防腐层保护圈
⑦钻杆⑧套管⑨导轨⑩坑底垫层⑾横钻孔机⑿承力后座
8.1.2.6套管测量,拆除钻具
a. 套管安装完毕后,用测量仪器对套管进行测量,包括入土、出土点标高、顶进轴线偏离值、套管长度等。
套管钻进允许误差:30~40m钻进长度内高低误差不大于150mm,水平方向误差为套管长的2%。误差超限后应重新钻孔。
b. 套管检查合格后,拆除钻机、承力后背、下部导轨、枕木等物,清点、集中存放或运走。
8.1.2.7主管线的组焊、试压
a. 主管线管规格及防腐等级按设计要求采用。
b. 在穿越公路的一侧组装主管段,长度大于图示最短长度。
c. 穿越主管的组装、焊接与干线管线相同,组装焊接完毕后进行100%射线探伤检验。补口、补伤具体操作方法要符合设计及施工规范要求。
d. 单出图的铁路、公路穿越主管道需单独试压。
e. 试压技术要求与干线相同。
8.1.2.8干线管就位
a. 在铁路公路套管穿越合格后,用挖掘机将两操作坑两端的管沟成型,沟底标高低于设计标高300mm,以便于主管穿越及连头。
b. 将预制好的管道支承安装到主管上,用吊管机将主管吊起缓缓送入套管内。
c. 干线管到位后,立即用摇表检测主管的绝缘电阻,如达不设计要求,应将干线管拖出进行补伤后,再穿入套管内。整个穿越合格后,将管端进行封堵,并与两端管线连接。
d. 穿越两侧标志桩的安装按设计图纸要求进行。
8.1.2.9回填、恢复地貌
a. 附件安装完毕检查合格后,进行回填。靠近公路、铁路侧的回填土要夯实,并恢复边沟、排水沟等道路设施。
b. 将穿越施工中留下的废钢铁、防腐层、污水、油迹、建筑及生活垃圾等全部清除,环境清洁程度与施工前一致。
8.2 大开挖穿越
本方案用于设计采用大开挖施工的道路。
8.2.1大开挖施工流程图
8.2.2施工准备
8.2.2.1施工前熟悉施工图纸,了解穿越地点的土质情况及穿越长度、埋深。
8.2.2.2按穿越施工计划及时向业主递交施工程序文件,以便办理穿越所需的许可证。
8.2.2.3积极与当地有关部门联系,了解穿越点的地下详细情况,以便在现场准确地标出地下设施(如管线、通信电缆等)的准确位置。
8.2.3测量放线
8.2.3.1根据设计控制桩,用经纬仪打出穿越管线的中心桩,并撒上白灰线。
8.2.3.2放出临时便道的起点、终点及边界线。
8.2.3.3定出穿越点的限速、转向标志的位置,定出施工警戒线的位置。
8.2.4便道修筑及场地平整
8.2.4.1临时便道的修筑应满足公路管理部门的要求,如没有特殊要求,则便
道一般宽6m,长度约100m,高度视现场实际地形而定。修筑方法是用推土机清除便道上的浮土,采用推高填低的方法来完成。根据当地表层土质情况,如有必要可在便道表层铺垫碎石200~300mm。
8.2.4.2施工预制场地一般选择在公路较平坦的一侧施工作业带上。
8.2.5穿越管线的预制
管线的组对、焊接、补口、补伤及水压试验均要符合相关设计及规范要求。
8.2.6 管沟开挖
管沟开挖严格按照施工图要求进行,依据土质状况选择开挖方法。对于砂、粘土可采用单斗挖掘机开挖;对于石方段,可用凿岩机破碎后用机械或人工清除,也可采用松动爆破。石方管沟超挖200mm,并铺垫细土,保护管线防腐层不受损坏。
8.2.7管线下沟
在火花检漏合格后,用吊管机将管线放入管沟中。用水准仪测出穿越管线每道焊口及路中心处管线的管顶标高,并保证管底与沟底充分接触。
8.2.8回填及地貌恢复
在细土回填至管顶300mm后,再用原状土分层回填、压实,并按公路管理部门要求恢复路面及公路路边沟。管沟回填前,要对地下设施进行保护。在穿越完毕后,清理现场的各种材料、杂物及生活垃圾运离施工现场,并将临时便道拆除。
8.3顶管穿越
8.3.1施工原理
本工程设计采用D N900钢套管以顶管方式穿越铁路,施工时采取“分节多次顶入法”顶管。
在铁路两侧放出管中心线,确定顶管穿越的进、出口位置,在一端挖操作坑,放入穿越套管和顶管设备。由人工先在套管前端掏土,待套管前端形成略大于套管外径的圆形空间后,再顶进套管。待套管顶进后再继续人工掏土,如此循序渐进,直至穿过铁路为止。施工中的清土、排渣采用轨道小滑车,并配以小型卷扬机牵引。
8.3.2顶管穿越施工程序
8.3.3现场布置:
8.3.3.1测量放线后,在穿越路两侧设顶进工作坑和接收工作坑,操作坑尺寸为8m×2m,坑底标高比套管底标标低0.8m,接收坑尺寸为3.0m×1.5m,坑底标高比套管底标高低0.3m,并在作业坑的坑底铺素混凝土垫层100~150mm。然后安装轨道,固定设备,留好施焊的空间。如地下水位较高,可在适当位置设0.6×0.6×0.6m3集水坑集水,用潜水泵提升排放。坑上口边沿设挡土堰,以防地表水汇入坑内。坑边用钢板桩挡土,防止沟壁坍塌。顶管作业应避免在雨季施工,
8.3.3.2在操作坑内安装顶管设备,设置后靠背墙,并根据现场情况在操作坑顶进位置左右和前方采用钢板桩支护。