1、成都城市燃氣有限責任公司 四環路（金沙湖-江安河段）高壓燃氣管道工程管線開溝、沉降、管溝回填 專 項 施 工 方 案單位成都華潤燃氣工程有限公司編 制狀 態受 控審 核編 號002審 批時 間2013.11.08目 錄1、工程概況12、編制依據12.1 工程文件資料12.2采用標準及驗收規范13.適用范圍14.工藝原理25.工藝流程及要點45.1施工程序45.2 施工方法及措施46.機具設備87.勞動組織及安全87.1勞動組織87.2安全技術措施88.質量保證措施91、工程概況成都城市燃氣有限責任公司 四環路（金沙湖-江安河段）高壓燃氣管道工程。施工起點位于芙蓉大道南側，管道臨時樁B001,坐

2、標X=25704.752，Y=6345.43，途經穿越溫邛高速公路、光華大道等后到達江安河北面，終點位于彭祖山莊附近臨時樁號B027，坐標X=19137.495。四環路（金沙湖-江安河段）高壓管道。管道平面長約7240米。本段高壓管道選用D1016X19.5，L415MB, 3PE加強級防腐。成型方式為直縫雙面埋弧焊接鋼管SWHL,設計壓力為4.0MPa,工作壓力為2.2MPa3.9MPa。工程區域位于成都平原區，該段地貌單元屬第四系上更新系統晚期沖洪積層與第四系全新統沖積堆積地層。具二元結構，上部為粘性土、粉土、砂土，下部為卵石，部分地段卵石土充填物含泥質。本段工程處于成都市四環路外則光華大

3、道南側至江安河北側段處，我方依據設計規范及業主下達的施工計劃目標要求來制定施工方案、施工計劃。根據現場現有施工條件，自來水管道與燃氣管道設計間距為10米，另外作業面上存在著由于水管道施工造成的大量浮土的堆積，如果開挖D1016燃氣管線管溝，施工通道則只有4-5米左右。無法滿足施工機械焊接、吊裝管道的安全作業面；開挖管溝的大量堆土也無處堆放。并且自來水公司先期安裝的2.2米*16mm管道還未交工，管溝也未完成回填，也禁止在自來水管道上回填與過壓。如開挖管溝，則使其我方管道施工機械無法通行，也沒有施工人員的安全作業面。所以，根據現場實際情況，我們施工時采用管道先在地面組對、焊接完成后，再采用重力沉

4、管下溝方式進行施工作。沉管下溝施工方法的優點在于施工比較容易組織，能提高工效，減少臨時占地保證作業人員設備的安全，操作簡便，不降低管道施工各種質量要求。2、編制依據1、設計施工圖：成都城市燃氣設計研究院有限公司 設計的施工圖2、施工標準、城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范CJJ33-2005現場設備、工業管道焊接工程施工規范GB50236-2011工業金屬管道工程施工規范GB50235-2010油氣長輸管道工程施工及驗收規范GB50369-20063.適用范圍本方案適用于覆土層大于2.0m溝上組對焊接地段的管道下溝、回填。4.工藝原理機械開挖重力沉管的原理是：依靠管體自重產生縱向彎曲，隨著管溝開挖

5、長度的增加，管道逐步降入溝底。“人”字型機械開挖重力沉管的關鍵是：管道在下降過程中應力是否滿足要求、會不會出現斷裂。我們繪制了管道在下降過程中不同階段的模擬圖，并在此基礎上分析計算。（根據石油工程建設第35卷第6期相關公式）4.1.沉管法管道受力分析成都繞城天然氣高壓管線管線項目中，直徑為1016mm (40in)、壁厚19.5 mm的L415M （X60）鋼管，外防腐采用3PE。成都華潤燃氣工程有限公司承擔了7.5km施工任務， 為此著重對DN1016mm管道沉降下溝時管道的彈性彎曲位移、沿線各支撐點承受的載荷分布以及支撐對3PE防腐層的影響等進行了計算分析，結合實際情況給出了的具體的施工方

6、案，為直徑1016mm管道的沉降管施工提供依據。1）、直徑1016 mm管道的沉降下溝計算分析管道鋼級為API-51。L415M （X60），管徑D=1016mm，厚度=19.5mm；屈服強度s= 415MPa.彈性模量E =2.1105 MPa，下溝時管道內部壓力P =0.104MPa，3PE用量按41.67kgm計，鋼管單位長度重量q=4.89kN/m。Q自=單位長度管道自重加防腐層重，5.3 kg/cm。2）、 管道曲率半徑R的計算根據圖紙要求，彈性敷設分為平面彈性敷設不得小于1000DN的曲率半徑。豎向彈性敷設，垂直面上彈性敷設管道的曲率半徑尚應大于管道在自重作用下產生的撓度曲線的曲率

7、半徑。R=ED/20.54s-PD/(4)=101600cm，曲率半徑取R=1016m管道彈性敷設撓度示意圖1R=1016米101米2.5米圓弧半徑按照曲率半徑考慮，R =1016m。管道彈性彎曲長度與高度見圖13）、 彎曲應力p的計算在下溝過程中，彎曲應力p。應低于許用應力。屈服極限s=415MPa，按D101619.5壁厚規格，取安全系數n=1.2， =s/1.2=345.83MP，p=ED/2R=2.1105 MPa1.016m(21016m)=151.84MPa。4）、最小開挖長度當管道埋深為1.5 m，為使管道均勻下沉，沉管段最小開挖長度為多少按式(1)計算 Lmin 4384 E

8、J h / q =73.27m (1)式中： Lmin-沉管最小開挖長度，cm； E -鋼材的彈性模量，2.1l05Mpacm2 J-管道慣性矩，cm4，101619.5管道慣性矩為757656.7cm4; h-管道沉降量，cm；250 q-單位長度管道自重加介質重加防腐層重，5.3 kg/cm。 根據式中（1）當管道沉降量為2.5m時，其沉管最小開挖長度為73.27 m。5）、管道彈性彎曲長度與高度的關系取管道抬起距地面高度為H，忽略次要因素，下溝管道前端按照一段內凹圓弧和一段外凸圓弧考慮；管溝深度為h，則管道最高點（指管道與地面支撐作用時，管道懸空的最大高度）與管底距離為H + h;下溝管

9、道后端也按照一段內凹圓弧和一段外凸圓弧考慮；圓弧半徑按照曲率半徑考慮，R =1016m。根據圓的弦長與半徑的計算式： R2=(R一H/2)2+ (L/2)2 L =4RH-H2H與L關系的計算結果列于表1。表1 H與L關系的計算結果管道地面高度H/m11.52.02.53.03.54.0管道彎曲長度L/m63.778.0690.13100.76110.37119.21127.43 5.工藝流程及要點5.1施工程序管溝開挖準備工作管端封堵防腐層檢測管溝開挖管道下溝管溝回填 5.2 施工方法及措施管溝開挖準備工作 編制管溝開挖計劃，報業主或監理批準；根據施工藍圖和相關規范及標準的要求向施工人員做好

10、技術交底，并做好安全教育工作；會同業主或監理依照設計圖紙和管溝開挖通知書，對開挖段的所有控制樁和標志樁、管道中心灰線進行驗收和核對，確認無誤并在管溝開挖通知書上聯合簽字；管溝開挖前，進行移樁，轉角樁依轉角的角平分線移動，其余中線樁平移至堆土一側施工作業帶邊界線內不大于200mm處。防腐層檢測管道下溝前和下溝過程中使用電火花檢漏儀按15KV的檢漏電壓全面檢查管體和現場防腐接頭，如有破損按相關標準和規范的規定及時修補 。管端封堵為防止管道下溝后管內進水，在下溝管段的兩端焊接臨時盲板，并用熱縮帶進行封堵。管溝開挖、管道下溝1）、開挖浮土清理作業面（九江路至光華大道段）開挖前根據設計指定的九江路作為零

11、高，將地形地貌的實際標高測出來，并管道布置方向，在開挖三處基底探坑探到原土層，由設計單位確定開挖深度。（實際地形、地貌以及開挖標高見圖）。根據現場開挖探坑對土質的調查情況，需要清運的土質基本為堅土和次堅土；開挖難度不大，轉運土方量較大。在施工作業帶狹窄地段，適宜使用沉管下溝方式。開挖標高確立后，首先將高處的覆土清除，并清理出作業帶將管道降至在作業帶的標高上，將作業通道清理出來后并將清除的覆土轉運出去后，才能開始進行降管的開挖工作。在開挖覆土時，要先進行探坑挖掘對地層的密實度進行檢測，來確定溝邊所采取的防護措施方案，以確保溝下作業安全施工。開挖出的土堆放在作業帶兩邊距溝邊不得低于0.5米高度不得

12、超過1.5米高，并對挖出的土堆，進行用遮陽網進行覆蓋，防止揚塵。若土堆高度無法滿足安全要求，故采用轉運二次堆土。具體詳見圖：2）、管溝開挖 管溝開挖時，首先在管段的一端距離管端1m處，用兩臺單斗挖掘機分別在管道的兩側進行管溝開挖，管溝溝壁按規范要求進行放坡，以防止塌方。管溝開挖過程中，管段的一端以管子自身重量開始下沉，當管溝連續開挖至滿足管道本身撓度要求時，管段的一端沉至溝底；繼續加大管溝的開挖長度，管段與溝底的接觸長度也越來越長，直到整個管段全部沉到溝底。管溝起始開挖時，隔40預留一個支撐點，距環向焊縫距離不小于2m，起挖深度不大于1.0m。開挖時2臺挖掘機依次在指定支撐地點以30m間距開挖

13、布置，在指揮人員的統一指揮下，挖至所規定位置，由管道的自身重力等在地面上產生的地面載荷，一旦基礎對管道支撐力不足夠時，利用承載力的下降，使管道下沉產生規則均勻性沉降，其沉降的幅度不超過彈性敷設的變形程度。挖掘機作業時，專人指揮，其挖掘鏟距離管道外防腐層的凈距不小于200mm。為確保下溝后管道的防腐層無漏點，在管溝開挖過程中，利用溝下管段的懸空條件，對整個管段進行全面檢漏，假如出現了漏點，按相關標準和規范的的規定及時修補 。另外在管道上加自制的防腐層保護器（如PE保護板或橡膠墊等）對防腐層進行保護，并隨挖機移動，并設專人進行監護。 開挖行進按管線中心灰線進行，由測量工使用經緯儀、水準儀控制管溝的

14、中心線偏移和溝底標高符合標準、設計圖紙的規定。管溝溝底的寬度根據規范要求確定。 管段沉降至最后一層時，為防止最后一層溝底有碎石等，使管子外防腐層受到外力損傷，沉降時，應盡量降低最后一層的高度，先使其與溝底面接觸，再清除各支撐點使管道能夠完整落在基土。如果基底達不到管道敷設的技術要求，經現場業主、監理及設計單位共同確定基底處理方案。有超挖現象時，用人工或挖機進行回填，并用夯實。局部遇到軟土層，進行換土夯實處理。并請有資質的檢測單位對管溝基礎每隔100米進行釬探試驗做承載力檢測。下圖為施工時的情況： 管溝開挖時，棄土堆置在施工作業帶的兩側，堆土距溝邊不小于1m，將表層耕作土和中下層土分別堆放，表層

15、土靠近邊界線，下層土靠近管溝。示意見下圖： 生土 管溝開挖斷面圖耕作土 生土施工作業帶（寬14m）管溝中心線耕作土當穿越電（光）纜、地下管道等地下設施時，兩側3m范圍內采用人工開挖，穿越間距符合設計和規范要求。管道下溝必須符合以下要求： 管道下溝后，用電火花檢測儀對管道防腐層再次進行檢測，確保下溝的管道防腐層無損傷。如有損傷按設計要求及時修補。管道下溝后，進行穩管 ，管道應與溝底表面貼實且放到管溝中心位置，如出現溝底局部懸空應用細土填塞，不得出現淺埋；管道標高應符合設計要求；管道下溝后應對管頂標高進行復測，起始點、中點和終點進行測量，滿足設計藍圖的要求；按業主或監理的規定填寫管道工程隱蔽檢查記

16、錄；業主或監理對下溝質量確認合格，并按業主或監理的規定在記錄上簽字后，方可進行管溝回填。管溝回填管溝回填采用人工配合挖掘機進行，管溝回填的具體要求為：管道下溝后除預留段外應及時進行管溝回填，并按規范規定的表格填寫記錄。回填前，如管溝內有積水，應排除，并立即回填，先回填生土，最后回填耕作土；嚴禁用挖掘設備在管溝回填平整淺埋時的管頂覆土上行走，和在管頂覆土上扭轉設備；在下溝管道的端部應留出不小于30m的管段，暫不回填，待連頭后回填。管溝回填土應高出地面200mm以上，用來彌補土層沉降的需要。覆土要與管溝中心線一致，其寬度為管溝上開口寬度，并做成梯形；沿線施工時破壞的擋土墻、田埂、排水溝、便道等地面

17、設施回填后應按原貌恢復；管溝回填土自然沉降密實后，一般地段自然沉降宜30天后，沼澤地段及地下水位高的地段自然沉降宜7天后，采用埋地管線防腐層檢測儀對管道防腐層進行地面檢漏，不漏為合格。6.機具設備本工法施用的主要機具設備見下表：序號名稱型號規格數量用途1單斗液壓挖掘機PC260 0.8 m32管溝開挖2發電機DFH1002R-501夯機、潛水泵電源3潛水泵Dn1002管溝排水4水準儀S31管溝檢驗5全站儀GTS-602LP1管溝檢驗7電火花檢漏儀JG-32防腐層檢測87.勞動組織及安全7.1勞動組織 施工負責人：1人技術負責：1人質量負責：1人安全監督：1人 起重工2人，防腐工2人，測量工2人

18、、普工4人、電工1人 7.2安全技術措施交叉作業時，沿途設警戒人員，各主要路口設警示牌，并設專人看護；在靠近道路、建筑物等地帶開挖管溝時，設置晝夜醒目標志，并取得有關部門同意；管道沉管下溝由起重工、測量工、質量員、安全監督員、警戒人員和防腐工共同配合完成，且由專人指揮；下溝及回填作業前，由安全員劃定安全區，與下溝作業無關人員不得進入安全區；下溝和回填作業必須由專人統一指揮，以免發生混亂，防止事故發生；六級以上大風、雨、雪天氣停止下溝和回填作業，任何時候溝內作業均應在溝上設置醒目的警告標志。管道挖溝過程中，為避免挖掘機下沉失穩，部分土壤承載力低的地段，可采取在挖掘機下加墊承重板的方法；承重浮板采用16mm、6 m1.8m鋼板制作，每臺挖機配2塊，挖掘機兩側履帶底下各鋪設一塊；鋼板邊緣加裝吊耳，由挖掘機自行完成鋪設與轉移工作此項措施應視現場土質情況而定。8.質量保證措施8.1管溝開挖前，放出管溝開挖邊白灰線；8.2管溝開挖時，測量人員隨時