什么是天然气顶管工程

天然气管道工程属于管道工程类别，是指建设输送油品、天然气和固体料浆的管道的工程。

天然气顶管工程包括管道线路工程、站库工程和管道附属工程。管道工程在广义上还包括器材和设备供应。

天然气顶管工程是用管子、管件、阀门等连接管道起点站、中间站和终点站，构成管道运输线路的工程。是管道工程的主体部分。

顶管工程是非开挖工程中的一个子科目或者说非开挖工程施工的一种工艺。它是把管道通过辅助的设备采用不开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等施工的工艺。

顶管工程主要借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井并同时把管道推进到作业孔洞内。而管道的推进方式是靠主顶油缸顶进的，人们通常就把这种工程叫做顶管工程。

顶管工程是非开挖工程中的一个子科目或者说非开挖工程施工的一种工艺。它是把管道通过辅助的设备采用不开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等施工的工艺。顶管工程主要借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井并同时把管道推进到作业孔洞内。而管道的推进方式是靠主顶油缸顶进的，人们通常就把这种工程叫做顶管工程。

一、施工准备 3
二、主要施工工序 4
2.1、施工工艺流程： 4
2.2、施工降排水 4
2.3 工作井施工 4
2.4 设备安装及施工运转 5
2.5 顶进施工 7
三、质量保证措施 12
四、安全保证措施 13

顶管施工方案
一、施工准备
1.1计划安排：
1.1.1人员安排：
每个工作队伍分成二个工作班组，轮流施工， 24小时连续作业。每工作台班不小于4米，以保持顶管的产品质量。
1.1.2场地布置：
每段工程顶管施工根据业主的场地协调具体情况进行安排布置，安排好泥水沉淀池、蓄水池、起重机、水泵等安装位置。管节堆放处应事先清理平整。
1.1.3材料堆放：
每批管节到工地后，在堆放管节时须用专用吊具有中心吊孔起吊，以保护承插口，吊放动作应平稳，就位后立即用三角木垫稳。管节堆放高度不能超过2米，管节堆码应排列整齐，应会同工程师或其代表逐节检查质量。（检查内容：管身裂缝情况;承插口圆度、端面平行度；）对质量有问题的管节做好标记，通知工程师或业主，及时采取修补、更换措施；
1.2选择设备：
针对本工程选择设备如下：
1.2.1主顶系统：由四只2000KN的油缸、油缸支架及主顶液压控制台组成，总顶力8000kN，行程2.2m，油压32MPa, 无极调速并显示即时顶速。启动和停止由电气系统联动控制。
1.2.2电气控制系统：提供全部设备的能源、控制、监视设备的顶速、压力、流量等工况，与顶管机头操作员通话，除机头外的所有设备均由电液控制台完成操作。
1.2.3触变泥浆系统：采用触变泥浆技术可有效减低管外壁与土体的摩阻力，大大提高顶管工作效率。压浆泵采用无压力脉动泵，压力0-2.5MPa无级变速调整压力、流量、阀门、管路均为Dg50mm系统。
二、主要施工工序2.1、施工工艺流程：
2.1.1施工工艺流程分设备安装和顶进施工两部分。
2.1.2设备安装工艺流程：测量放样→（第一安装班组）安装导轨→安装后靠背→安装抽排水泵→千斤顶吊装就位→安装液压站及控制设备→安装监控测量设备→接通电路→试车←安装连接通道板←地面排水泵安设←安装防护设施（第二安装班组）
2.1.3顶进施工工艺流程：施工准备→挖设导洞→管节进洞→管节顶进→掘进（挖土、出土）→管节吊装→接口→顶进（测量、记录、纠偏）→连续顶进作业→竣工测量复核→设备拆除→利用工作坑作检查井→结束
2.2、施工降排水
埋深小于4.5米时，工作坑施工降排水采用井内设集水坑安水泵抽排的方法，进行施工降排水排水。
2.3 工作井施工
2.3.1工作井设置为4m * 4m的砖砌倒挂井，深度根据检查井内底深度增加50cm，从污18#—污22# 分段施工,顶管直径d1000mm,施工长度约240米。
2.3.2挖土：工作井根据设计尺寸分两段施工，撒出灰线，先用挖掘机挖土3m深，人工清理后，先在底部浇筑一道200mm，宽240mm的钢筋混凝土加强圈梁，之后用M5砂浆在圈梁上部砌筑240mm圆形砖墙体护壁牢固好，再进行下一段的施工。下段的土方人工进行开挖，每挖0.5m即进行砌砖护壁支撑，确保整个基坑安全，下部挖土时尽量不使原土扰动。
2.3.3工作底板：在没有扰动的原土上铺筑碎石垫层10cm，浇筑10cm厚C15混凝底板。
2.3.4管道入洞口：根据顶管外径设置方形洞，用木方支撑。
2.4 设备安装及施工运转
2.4.1导轨安装
2.4.1.1导轨的材质应选用优质钢材。
2.4.1.2根据设计的管道内底标高，确定导轨高程，两条导轨安装要顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。并要安装牢固，符合稳定性的要求。
2.4.1.3导轨安装后的轴线误差不大于3mm；顶面高程不大于0~+3mm；两轨内距偏差不大于±2mm。
2.4.2后靠背的安装：顶管后靠背采用原状土层基层作为持力层，后背土体壁面做到平整，并与管道顶进方向垂直，后背墙的底端在工作坑以下，不小于50cm，后背土体壁面与后背墙贴紧，并层层固牢，有空隙时采用砂石料填塞密实。后背墙采用方木、型钢或钢板等组装，组装的后背墙有足够的强度和刚度，要能满足在最大顶力时不变形和损坏；装配式后备墙的安装垂直度允许偏差不得大于0.1%H（H为后背墙的高度），水平扭转度不得大于0.1%L（L为装配式后背墙的长度）。
2.4.3连续长距离直线顶进时，利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合下列规定：待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力；后背钢板与管口之间应衬垫木板等缓冲材料；采取措施保护已顶入管道的接口不受到损失。
2.4.4千斤顶及液泵压站的安装
2.4.4.1千斤顶应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点要在管道中心上，根据顶进参数计算来确定千斤顶的标高，一般以千斤顶的中心标高位于管道直径下口的四分之一处为好。
2.4.4.2设置千斤顶时，要取偶数，其规格要相同，规格不同时，其行程要同步，千斤顶布置要对称。
2.4.4.3千斤顶的油路要并联，每台千斤顶要有独立的进油、退油的控制系统，以便操作。
2.4.4.4油泵应设在千斤顶附近，油管要顺直、转角少。油泵与千斤顶要匹配，并要有备用油泵，油泵安装完毕应进行试运行。
2.4.4.5顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部件密合后，再按照正常速度顶进。
2.4.4.6顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。
2.4.4.7千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。
2.4.5顶铁
2.4.5.1顶铁的主要作用是把主顶油缸的推力较为均匀地分布在所顶管道的端面上。顶铁有弧形和马蹄形之分，根据不同顶进情况，选择不同形状的顶铁。
2.4.5.2顶铁要有足够的刚度，顶铁应采用铸钢整体浇筑或采用型钢焊接成型，焊接成型时，焊缝不得高于表面，且不得脱焊。顶铁的相临面应互相垂直；同种规格的顶铁尺寸应相同。
2.4.5.3顶铁安装要符合以下要求：顶铁安装平稳，安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土和油污；顶铁与管口之间应用木板等缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。
2.4.6起重设备作业：地面起重设施采用门式行车，正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊；下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作；根据不同口径地管子配置有足够富余吨位地吊车，严禁超负荷运行。
2.4.7供电照明及其他设备安装
2.4.7.1根据本工程地情况，顶进电路选用直接供电方式。
2.4.7.2工作地面照明采用220V电压，施工管道内采用12V~24V的低压线路照明，并作好电力控制措施。
2.4.7.3顶管施工要作好通风和换气工作，采用抽风机或鼓风机来更换空气。把通风管道一直通到工作前端，把浑浊的空气抽离工作坑，让新鲜的空气自然补充。或者使用鼓风机强制让工作坑内的空气流通。
2.5 顶进施工
2.5.1测量放线：从工作井顶管的始端至顶管的末端，用经纬仪复核油压千斤顶和轨道是否在同一水平线上，如果不在，必须校正油压千斤顶和轨道。
2.5.2顶管前全部设备经过检查并经试运行良好；工具管在导轨的中心线、坡度和高程符合3.4.1.3条的规定；工作坑内的排水设施完好时方可进行顶进作业。
2.5.3人工掘进顶管时，应符合下列规定：工具管切入土层后，应自上而下分层开挖，工具管迎面的开挖量不得大于25cm；正常顶进时，管道下部135°范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于1.5cm，管前超挖量不得大于25cm。
2.5.4每次重新顶进前，应根据地质土层、顶进长度等参数计算校核顶力，同时对千斤顶、起吊设备、液压台等设备和施工人员能力进行鉴定，确认满足施工需要后方可进行作业。每次顶进的长度，应根据车斗的容积、起吊能力核地面运输条件综合确定。