《油气输送管道穿越工程施工规范 GB50424-2015》

1 总 则

2 术 语

3 施工准备

4 材 料

5 管道安装

5.1 管道主体安装

5.2 焊缝的无损检测

5.3 管道外涂层、补口

6 定向钻法穿越施工

6.1 一般规定

    式中:tca——套管初选壁厚(m);
          F0——夯管锤能够提供的最大夯进力(N);
          Φ1——套管稳定系数,宜取0.36,当套管经过地层均匀时,可取0.45;
          Dca——套管直径(m)。
          σs——套管规定屈服强度(Pa);
    2 采用开挖方法处理不利地层时,开挖完成后宜换填或设置隔离套管,设置隔离套管应符合钻进轨迹曲线要求;
    3 采用注浆加固处理不利地层时,加固应沿设计轨迹曲线进行,加固断面不宜小于7m×7m,轴向加固长度宜伸入较好地层。

6.1.7 管道穿越曲线(图6.1.7),导向孔穿越长度应按下列公式计算:

6.1.7.jpg
    式中:L——穿越管段曲线长度(m);
          L1——出土端直线段长度(m);
          R——曲率半径(m);
          β——出土角(°);
          A1——出土端曲线段长度(m);
          L2——底部直线段的长度(m);
          α——入土角(°);
          A2——入土端曲线段的长度(m);
          L3——入土端直线段的长度(m)。

6.1.8 穿越管段回拖力的计算和钻机的选择应符合下列规定:
    1 穿越管段回拖时的拉力宜按下式计算:

6.1.8.jpg
    式中:Fp——计算拉力(kN);
          L——穿越管段曲线长度(m);
          f——摩擦系数,取0.3;
          D——管子直径(m);
          γm——泥浆重度,取11.5(kN/m³);
          δ1——管子壁厚(m);
          γs——钢材重度,取78.5(kN/m³);
          Wb——定向钻回拖过程中单位长度配重(kN/m);
          kv——粘滞系数,取0.175(kN·s/m²)。

      2 水平定向钻机回拖力宜按式6.1.8计算值的1.5倍~3倍选择。

6.1.9 应根据泥浆泵排量确定切割刀、扩孔器的泥浆喷射孔的个数,其中泥浆喷射孔的个数应按下式计算:

6.1.9.jpg
    式中:N——泥浆喷射孔的个数(个);
          V——要求泥浆的喷射速度(m/min);
          Q——泥浆泵的正常排量(m³/min);
          r——喷射孔的半径(m)。

6.1.10 水平定向钻穿越施工前,建设单位应提供完整的施工图,且施工图应包括下列内容:
    1 设计说明书、管道穿越施工平面图、管道穿越断面图;
    2 出、入土角度,出、入土点的位置;
    3 在穿越区域内有地下建(构)筑物时,应在施工图上标注位置、埋深。

6.1.11 施工便道及场地应符合下列规定:
    1 施工便道应具有足够的承载能力,宽度应大于4m,弯道的转弯半径应大于18m,并应与公路平缓接通;
    2 施工用水应符合配制泥浆的要求;
    3 施工场地应能满足施工作业的要求。

6.1.12 穿越管段的预制、补口和试压应在最后一级扩孔前完成。

6.1.13 钻机安装调试应符合下列规定:
    1 应根据施工场地规划,设备依次进场就位;
    2 钻机宜安装在穿越中心线上。锚固件应安装牢固,地锚抗拉能力应满足钻机最大拉力要求;
    3 有线控向系统的调校地点应选在不受磁场干扰的区域。调校时探头在同一位置宜多次测量,并应取多次测量值的算术平均值作为方位角基准值;
    4 设备安装完成后应进行整体试运转;
    5 在条件具备的情况下,应使用人工磁场。

6.1.14 钻机场地应符合下列规定:
    1 小型水平定向钻机的安装场地可为40m×40m,大型水平定向钻机的安装场地可为60m×60m。安装场地应根据钻机及附属设备的要求,并应结合现场条件进行布置;
    2 钻机场地内应设泥浆池,其大小应根据泥浆用量确定。泥浆池不宜放在穿越中心线上。

6.1.15 管段预制场地应符合下列规定:
    1 穿越管段预制场地宜设在出土点附近,在出土点宜设一个30m×30m的钻具操作场地;
    2 管段预制场地宜与入土点、出土点成一直线。穿越管段的预制场地的长度宜为设计水平长度加20m,宽度应符合现行国家标准《油气长输管道工程施工规范》GB 50369有关规定;
    3 若因场地限制预制管段不能直线布置,应在出土点保持不少于100m的直管段,方可采取弹性敷设。

6.1.16 定向钻穿越段施工过程中应采取试回拖、洗孔、浮力控制等适当措施避免外涂层的损伤。

6.1.17 定向钻穿越段应根据下列地质条件确定外涂层的类型:
    1 除碎石土层、砾砂层外的土层或饱和单轴抗压强度小于或等于15MPa软岩层穿越时,宜与线路管道主体防腐层类型保持一致,并宜采用相应的加强级防腐层;
    2 碎石土层、砾砂层、破碎岩层、砾岩层、饱和单轴抗压强度大于15MPa岩层以及其他易于磨损和刮伤防腐层的地层穿越时,宜采取耐磨、耐划伤涂层或增加防护层。

6.1.18 定向钻穿越段管道应实施阴极保护并在两端应设置必要的阴极保护检测设施。阴极保护宜纳入干线阴极保护系统中。定向钻穿越管段在纳入永久阴极保护系统之前应采取临时阴极保护措施。

6.2 施工测量

6.3 穿越施工


    5 导向孔实际曲线与设计穿越曲线的偏差不应大于1%,且偏差应符合表6.3.1-2的规定。

表6.3.1-2 导向孔允许偏差(m)
6.3.1-2.jpg


6.3.2 定向钻导向孔对接穿越施工应符合下列规定:
    1 对接穿越施工准备应符合下列规定:
        1)施工前应进行现场调查,了解穿越段的地质资料及地下构筑物情况;
        2)施工前应详细了解穿越段施工的技术要求与所执行的规范及质量标准;
        3)施工钻机及配套设备宜提前进行维修保养,施工机具配置应齐全;
        4)测量放线应根据设计交底(桩)与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线,并应确保钻机钻杆中心线与入土点、出土点成一条直线;
        5)施工场地应进行平整铺垫,主钻机施工场地面积宜为3600m²,辅助钻机施工场地面积宜为1600m²。
    2 安装主施工钻机应符合下列规定:
        1)应将钻机及配套设备就位。将施工钻机就位在穿越中心线位置上,主钻机应就位于设计入土侧,钻机就位完成后,应进行系统连接、试运转;
        2)应按操作规程标定控向参数,宜在穿越轴线的不同位置测取,且每个位置应至少测四次,取其有效值的平均值作为控向基准方位角值;
        3)开钻前应做好钻机的安装和调试等准备工作,应试钻1根~2根钻杆,确定系统运转正常方可正常钻进。
    3 安装人工交流磁场应在穿越中心线上布置交流线圈,线圈宽度宜大于3倍穿越深度;
    4 主钻机可先进行导向孔钻进,辅助钻机可推迟时间开钻,但应保证两台钻机同时到达对接区域;
    5 两台钻机应分别就位于导向孔的入土点和出土点位置,进行导向孔穿越施工。如使用轴向磁铁,两钻头相交时两侧钻头的横向偏差和上下偏差均应小于2m;如使用旋转磁铁,两钻头相交时两侧钻头的横向偏差和上下偏差均应小于5m(图6.3.2-1);

图6.3.2-1 初控示意图.jpg

图6.3.2-1 初控示意图
1-主施工钻机;2-安装探头;3-安装目标磁铁;4-辅助施工钻机
    6 主、辅钻机钻头相距在5m内后,主钻机应根据计算机显示探头与旋转磁铁的相对位置调整钻头方向,并应控制主钻机钻头进入辅助钻机钻头的孔内,同时应完成辅助钻机回抽钻杆、主钻机钻头跟进至完成导向孔施工(图6.3.2-2);

6.3.2-2 精控示意图.jpg

6.3.2-2 精控示意图
1-主施工钻机;2-安装探头;3-安装磁铁;4-辅助施工钻机
    7 每根钻杆的折角应符合本规范表6.3.1-1的规定;
    8 对接作业完成后,辅助钻机应继续后退钻头,主钻机钻头应随后钻进,直至主钻机钻头从出土侧出土。

6.3.3 扩孔应符合下列规定:
    1 最终扩孔直径应根据管径、穿越长度、地质条件和钻机能力确定。一般情况下,最小扩孔直径与穿越管径的关系应符合表6.3.3的规定;

表6.3.3 最小扩孔直径与穿越管径关系表
6.3.3.jpg
    注:管径小于400mm的管线,在钻机能力许可的情况下,可直接扩孔回拖。

    2 扩孔宜采取分级、多次扩孔的方式进行;在地层条件及辅助设备允许的情况下,可减少扩孔级次;
    3 扩孔过程中,如发现扭矩、拉力较大,可采取洗孔作业;应在洗孔结束后,再继续进行扩孔;扩孔结束后,如发现扭矩、拉力仍较大,可再进行洗孔作业。

6.3.4 回拖应符合下列规定:
    1 回拖前应符合下列规定:
        1)连接前应用泥浆冲洗钻杆,确保钻杆内无异物;
        2)连接后应进行试喷,确保水嘴畅通无阻;
        3)旋转接头内应注满油,旋转应良好;
        4)回拖前应对钻机、泥浆泵等设备进行保养和小修;
        5)应进行防腐层外观及漏点检测。
    2 管段回拖时,如管径大于1016mm宜采用浮力控制措施。
    3 回拖宜符合下列规定:
        1)当采用发送沟方式时,在回拖前应将穿越管段放入发送沟。发送沟应根据地形、出土角确定开挖深度和宽度。一般情况下,发送沟的下底宽度宜比穿越管径大500mm;管道发送沟内应注水,管沟内最小注水深度宜超过穿越管径的1/3;应采取支架或吊起等措施,使管道入土角与实际钻杆出土角一致;
        2)当采用发送道或托管架方式时,应根据穿越管段的长度和重量确定托管架的跨度和数目;托管架的高度、强度、刚度和稳定性应满足要求。
    4 回拖钻具连接的顺序宜为:
    钻机→钻杆→扩孔器→旋转接头→U型环→拖拉头→穿越管段。
    5 回拖时宜连续作业。特殊情况下,停止回拖时间不宜超过4h。

6.3.5 定向钻穿越施工完毕后宜符合本规范附录A的规定,并应对穿越段外涂层电导率进行测试;测试宜在穿越完成15d后且穿越段管线与主管线连接前进行。

6.3.6 定向钻穿越段外涂层电导率检测结果应按表6.3.6的规定进行评价。新建管线穿越段防腐层标称电导率λ(即土壤电阻率为1000Ω·cm时的防腐层电导率)不应大于200μS/m²或防腐层绝缘电阻R不应小于5000Ω·m²,当测试结果λ大于200μS/m²或R小于5000Ω·m²时,应对穿越段管道附加阴极保护措施。

表6.3.6 防腐层标称电导率λ与防腐层质量比照表
表6.3.6 防腐层标.jpg

6.3.7 施工完毕后,应清理场地,并应恢复地貌。

6.3.8 泥浆应符合下列规定:
    1 泥浆配方应根据地质条件,在泥浆实验室试配并确定;
    2 应根据地质情况和钻进工艺,调整泥浆配方和泥浆性能;
    3 在整个施工过程中,泥浆宜回收、处理和循环使用;
    4 泥浆性能可按表6.3.8的规定选择。

表6.3.8 泥浆性能
表6.3.8 泥浆性能.jpg

7 竖井施工

7.1 一般规定

7.2 施工测量

7.3 沉井法施工

7.4 地下连续墙法施工


    6 导墙内墙面间的净距离应根据地下连续墙墙体设计厚度确定,并宜留有40mm~60mm的余量。

7.4.2 泥浆使用应符合下列规定:
    1 泥浆宜用膨润土或高分子聚合物配制,现场应设置泥浆池或泥浆箱;
    2 泥浆的储存量宜为日计划最大成槽量的2倍以上;
    3 新配制的泥浆应贮存24h以上,充分水化后方可使用;
    4 在泥浆容易渗漏的土中成槽时,应提高泥浆的黏度并增加泥浆的储备量;
    5 泥浆配合比应按土层情况试配确定,泥浆配合比可按表7.4.2-1的规定选用,遇土层极松散颗粒粒径较大时,含盐或受化学污染时应配置专用泥浆;

表7.4.2-1 泥浆配合比
7.4.2-1.jpg


    6 施工中,循环泥浆应进行沉淀或除砂处理符合要求后方可使用;
    7 废弃的泥浆和渣土处理应符合环保要求;
    8 在软土中成槽时,泥浆的性能指标应符合表7.4.2-2的规定;

表7.4.2-2 泥浆性能指标
表7.4.2-2 泥浆性能指标.jpg

    9 在软土中成槽,循环泥浆的指标应符合表7.4.2-3的规定;

表7.4.2-3 循环泥浆指标
7.4.2-3.jpg


    10 当施工过程中出现漏浆或泥浆性能下降时,应及时补充或更换,并应根据泥浆的使用状态及时进行泥浆指标的检验。在施工期间槽内泥浆面应高于地下水位,不宜低于导墙面0.5m。

7.4.3 地下连续墙成槽应符合下列规定:
    1 成槽机械应根据地质条件、墙体尺寸和施工环境等选用;
    2 成槽时宜按单元槽段逐段开挖,单元槽段的长度应按设计要求划分。当设计无要求时,单元槽段的划分应根据现场地质条件、地面荷载、混凝土的供应能力、吊机的起重能力、作业场地和道路交通等因素确定,单元槽段长度宜为4m~8m;
    3 地下连续墙施工前宜选一槽段进行试挖槽,并应对地质资料复核;
    4 槽段开挖过程中应观测地面沉降、槽壁变形、垂直度、泥浆液面高度,并应控制抓斗与冲击钻上下运行速度与切入深度,同时应防止快速下放与冲击切入土体;
    5 清底后的槽底泥浆比重不应大于1.15,沉淀物淤积厚度不应大于100mm;
    6 成槽完成后应采用抽吸法及时清槽和泥浆置换,并应符合下列规定:
        1)槽底沉积物厚度不应大于200mm;
        2)泥浆置换结束1h后槽底以上200mm处泥浆重度不应大于12kN/m³。
    7 成槽完成后应对槽段进行测量,测量内容应包括垂直度、沉渣厚度、槽壁坍塌、二期槽段接头状况等指标,开挖成槽允许偏差应符合表7.4.3的规定。

表7.4.3 开挖成槽允许偏差
表7.4.3 开挖成槽允许偏差.jpg

7.4.4 连续墙接头施工应符合下列规定:
    1 接头不应妨碍已完成的槽段和影响后期槽段的施工;
    2 连续墙接头,宜选用焊接工字钢接头、锁口管接头、V型钢板接头,接头安装应符合下列规定:
        1)当采用锁口管接头时,应在浇筑混凝土进入初凝期进行松动起拔150mm~300mm,初期开始应每间隔20min起拔一次,每次起拔150mm~300mm,以后拔管可根据起拔力与混凝土凝结情况提高拔管速度;
        2)当采用工字钢、V型钢板接头时,可采用柔性管或由PVC、纤维面料缝制的直桶管安装固定在工字钢、V型钢板的外侧,钢筋笼入槽到位后应向软管内充填米石子、砂或黏土团,并应计算充填体积。
    3 连续墙接头清理应根据冲击下冲受力、钢丝绳偏摆情况,及时调整冲击速度或检查冲击钻头磨损情况。

7.4.5 钢筋笼的制作与吊放应符合下列规定:
    1 钢筋笼尺寸应依据施工图纸、单元槽长度、接头形式及现场起重能力确定,其制作应在平台上进行,并应预留插放导管的位置;
    2 在内外纵向配筋之间应设置W结构加固筋;
    3 钢筋笼水平筋与桁架筋交叉点、吊点2m范围、钢筋笼口处应100%焊接;
    4 钢筋笼应做成整体,如需分节制作,应将第一节钢筋笼入槽固定并保持其垂直度,第二节钢筋笼对接时应保持其垂直和平面对齐,纵向搭接长度与焊接应符合设计规定;
    5 钢筋笼的起吊桁架应依据钢筋笼起吊过程中刚度和整体稳定性的计算结果确定;
    6 钢筋笼吊放应在清底合格后进行,吊放时应对准槽段中心线缓放入,不应强行入槽,吊放过程中不应使钢筋笼产生不可恢复的变形;
    7 起吊时应采用主辅双机吊装(图7.4.5),当钢筋笼平行吊起离地面0.5m~1.0m时,主吊应缓慢提升,副吊应缓慢下放,并应在钢筋笼转动至垂直时解除副吊绳索;

图7.4.5 双机抬吊钢筋笼图.jpg

图7.4.5 双机抬吊钢筋笼图
1-吊钩A;2-单门葫芦;3-双门葫芦;4-卸甲;5-端部倒角;6-抗弯W型钢筋片;7-横向架立筋片;8-吊钩B
    8 钢筋笼入槽后,应固定在导墙上,并应使钢筋笼顶端高程符合设计要求,在混凝土灌注过程中钢筋笼不应上浮。

7.4.6 混凝土灌注应符合下列规定:
    1 混凝土配比应按设计要求通过实验确定,并应具有良好的和易性,初凝时间应满足灌注要求;
    2 混凝土的灌注宜采用导管法,导管直径宜为200mm~300mm的多节钢管,管节连接应密封牢固;
    3 导管的水平距离不应大于3m,距槽段两侧端部不应大于1.5m,导管下端距槽底宜为300mm~500mm,导管内应放置隔水栓;
    4 混凝土灌注宜在钢筋笼吊放就位后4h内进行,同一槽段的混凝土应连续浇注,间隔时间不宜超过30min,首批灌入的混凝土数量应满足导管埋入深度和填充导管底部的需要;
    5 灌注过程中导管埋入混凝土中的深度宜为2m~4m,混凝土顶面的上升速度不应小于2m/h;
    6 灌注过程中应随时检查混凝土的灌注量上升高度和导管下口埋入混凝土中的深度;
    7 混凝土灌注高度宜高出设计高度0.5m~0.8m,凿出浮浆后的墙顶标高和墙体混凝土的强度应满足设计要求;
    8 地下连续墙应留抗压强度标准试件,试件留置数量每100m³不应少于1组,每一槽段不应少于1组。

8 顶管法穿越施工

8.1 一般规定

8.2 施工准备


    式中:F——总顶进力(kN);
          D0——管道外径(m);
          L——管道设计顶进长度(m);
          fk——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(kN/m²),采用触变泥浆减阻技术时,管外壁单位面积平均摩阻力可按表8.2.2-1的规定选取;
          NF——顶管机的迎面阻力(kN),不同类型的顶管机迎面阻力宜按表8.2.2-2的规定选择计算。

表8.2.2-1 采用触变泥浆减阻技术时的管外壁单位面积平均摩阻力fk(kN/m²)
表8.2.2-1.jpg
    注:当采用成熟可靠的触变泥浆技术时,管外壁能够形成和保持稳定、连续的泥浆套,fk可直接取3.0kN/m²~5.0kN/m²。

表8.2.2-2 顶管机的迎面阻力NF的计算公式
表8.2.2-2.jpg
    注:D-顶管机外径(m);R-挤压阻力(kN/m²),取R=300kN/m²~500kN/m²。

8.3 螺旋钻机顶管穿越施工

8.4 千斤顶顶管穿越施工

8.5 岩石爆破施工


    式中:N——炮眼数量(个);
          q——单位炸药消耗量(kg/m³),宜取1.2kg/m³~2.4kg/m³;
          S——隧道断面积(m²);
          α——装药长度与炮眼孔全长的比值,掏槽眼为0.7,周边眼为0.5;
          γ——药卷重量,取药卷直径35mm,重量为0.96kg/m。
    2 装药量应按下式计算:

8.5.3.2.jpg

    式中:Q——装药量(kg);
          V——被爆破石方体积(m³)。

8.5.4 爆破作业宜采用微差起爆方式,每次爆破完成后,应利用鼓风机对爆破处进行通风,1h~2h后爆破专业人员应进入隧道检查是否有未起爆雷管、盲炮等现象,并应在确定所填炸药均已爆炸后,再应进行下一道工序。

8.5.5 每次爆破完成并确认无危险后,施工人员应对爆破碎石进行清理运输。

8.5.6 套管顶进中心线偏差不应大于套管长度的5%。

8.5.7 作业坑回填应按本规范第8.3.6条的规定执行。

8.6 平衡法顶管穿越施工


8.6.5 顶管进洞前,应做好各项准备工作。进洞后应将与机头连接的管子分离,且应将机头吊离井外后,方可对井内泥浆进行处理和进行洞口封门止水。

8.6.6 顶管施工测量应符合下列规定:
    1 顶管施工控制测量应符合下列规定:
        1)顶管施工测量应确定顶管方位与高程,并应正确标定顶管中心线;
        2)应建立地面平面控制网和高程控制网,并应将地面坐标、方位和高程准确传递到地下;
        3)顶进施工中应针对管道不断运动的特点,合理进行误差分配。
    2 竖井联系测量应符合下列规定:
        1)联系测量工作应包括方向传递、坐标传递及高程传递。应通过竖井将方位、坐标及高程从地面上的控制点传递到地下导线点和地下水准点,并应以此作为地下控制测量的起始点;
        2)地面坐标及方向传递应用仪器配合,可采用极坐标法,将地面坐标及方向传递到出发井中;并应采用仪器测出井下三角形边角并应与理论值计算比较后,方可确定顶管设计中心线;
        3)高程传递应采用检定合格后的钢尺、持重锤,应用两台水准仪在井上下同步观测,并应将高程传至井下固定点。高差中误差限差应小于±1mm;顶管过程中,高程传递应至少进行3次。
    3 井下控制测量应符合下列规定:
        1)方位测量应以竖井联系测量的井下起始边为支导线的起始边,并应沿顶管设计方向布设控制中线,每9m应做1个标志点,顶管每顶进100m时,应用陀螺仪定向校核1次中线定向精度;当顶管顶进时,应随时调整钢管周边压浆压力和压浆量;
        2)高程控制测量应以竖井传递的水准点为基点,每100m应设1个固定水准点,每次停止顶进后应沿顶管直线往返测量标高;测量精度应满足国家三等水准测量规范施测要求。
    4 顶管顶进测量应符合下列规定:
        1)顶管姿态测量应包括仰角、滚动角、水平角和高程偏差值;
        2)应采用姿态测量仪器进行姿态测量;
        3)在顶管内应按可接受激光束的光靶传感器校正顶进姿态;
        4)根据顶进姿态测量数据,应及时调整顶管机顶进方向。

8.6.7 套管安装应符合下列规定:
    1 混凝土套管安装应符合下列规定:
        1)混凝土管安装时,凹凸口应对中,环向间隙应均匀;
        2)插入安装前,管头部位应均匀涂刷润滑材料;
        3)承插时外力应均匀,橡胶圈应固定、不翻转、不露出管外;
        4)相邻管节错口应小于15mm,且应无碎裂,接口抗渗试验应符合设计要求。
    2 钢套管安装应符合设计要求。

9 盾构法穿越施工

9.1 一般规定

9.2 施工准备

9.3 施工测量

9.4 出、进洞密封

9.5 管片制作


    5 每天或每15环应随机抽取1块管片进行检验,允许偏差和检验方法应符合表9.5.4-2的规定。首次试使用的模具检测,应检测合格后投入生产作用,并应对首次生产管片进行100%检验。

表9.5.4-2 管片允许偏差和检验方法
9.5.4-2.jpg


9.5.5 试生产前3环应进行水平拼装检验,正常生产过程中每生产300环管片应进行水平拼装检验1次,水平拼装允许偏差和检验方法应符合表9.5.5的规定。

表9.5.5 混凝土管片制作、拼装允许偏差和检验方法
表9.5.5 混凝土.jpg

9.5.6 管片生产标识应包括管片型号、管片编号、模具编号、生产日期等。

9.5.7 管片贮存与运输应符合下列规定:
    1 管片贮存场地应满足管片存贮与装卸的作用要求;
    2 管片宜采用内弧面向上或单片侧立的方式码放,每层管片之间应设置垫木,场地内码放不宜超过一环高度;
    3 管片运输应采取适当的防护措施。

9.6 隧道掘进

    注:D为隧道外直径(mm)。

9.6.7 管片拼装检查时,其密封材料应无损伤。

9.7 不良地质段施工

9.8 壁后注浆


    式中:V——每环的注浆量(m³);
          D——盾构机掘进切削外径(m);
          d——管片拼装成型外径(m);
          L——推进一环的距离(m);
          k——注浆量调整系数,应按地质、水土压力变化和沉降控制要求确定,系数宜为1.3~2.5。
    5 应按制定的配比拌制注浆用浆液。注浆设备及注浆器具应满足持续泵送浆液作业的能力要求;
    6 注浆设备及管路,应在停注后立即用清水冲洗干净,注浆设备应配备有压力自动控制或压力控制调节溢流阀;
    7 注浆作业应与盾构掘进施工同步,单位时间注入量应与掘进速度相匹配,并应记录注浆施工情况;
    8 壁后注浆材料应满足强度、流动性、可填充性、凝结时间、收缩率、环保等要求,并宜按地质特征合理选用,壁后注浆抗压强度宜为1MPa~5MPa,松散软弱地层宜为1MPa~2MPa,岩石层不宜超过5MPa。

9.8.2 地面沉降控制应符合下列规定:
    1 公路、大堤的沉降量应控制在—30mm~10mm;
    2 其他地段地表沉降量应控制在—50mm以内;
    3 应符合地方相关规定。

9.9 隧道防水

9.10 带压进舱作业

10 开挖法穿越施工

10.1 一般规定

10.2 不带水开挖穿越施工

    注:1 如遇流砂、沟底宽度和边坡数据,应根据施工方案另行确定;
        2 当用围堰方法挖沟,在沟下焊接时,沟底宽度应为8m~12m;
        3 D为管子外径(包括防腐层或保温层厚度);
        4 ()内为采用沟下组焊规定值。

    2 河底管沟应平直,不应有土坎,中心线偏移不应超过200mm,管沟深度应符合设计要求,其允许偏差应为±200mm。

10.2.4 管道敷设除应符合现行国家标准《油气长输管道工程施工及验收规范》GB 50369的有关规定外,还应符合下列规定:
    1 管道敷设的任何工序均应对管道防腐层进行保护,不应损坏防腐层。管道下沟前应进行电火花检漏,发现漏点应及时补伤,合格后方可下沟;
    2 管道就位前,应对管沟的标高、中心线位置和几何尺寸进行复测,且应符合设计要求;
    3 管道敷设宜在堰内进行管道安装、下沟、回填;
    4 管道敷设宜采用底拖法、漂浮法施工。

10.2.5 管道压载及回填应符合下列规定:
    1 应对下沟管道进行标高测量和管道中心线测量,合格后方可进行管沟压载和回填;
    2 应按设计要求安装加重块、装配块、马鞍块、压载袋、地锚,并应对连续混凝土进行覆盖后实施回填;
    3 回填后应对管道的中心线、标高进行复测并应符合设计要求。

10.2.6 地貌恢复应符合下列规定:
    1 施工期间应保持施工现场周围的生态环境,工程完毕后,应立即拆除截水坝、导流沟等临时设施,并应恢复地貌;
    2 应按设计要求及时完成护岸和护坡的砌筑工程。

10.3 带水开挖穿越施工

    注:当遇流砂时,沟底宽度和边坡数据应根据施工方案另行确定。

    2 河底管沟应平直,不应有土坎,中心线偏移不应超过500mm,管沟深度应符合设计要求,其允许偏差应为±300mm。

10.3.3 管道牵引就位应符合下列规定:
    1 牵引前应将发送沟、发送架、牵引场地、牵引设备等准备完毕;
    2 管道牵引就位前,应对管沟的沟底宽、标高、中心线位置和几何尺寸进行复测,确认符合设计和本规范规定后,方可牵引;
    3 当穿越管道未采用预制配重层管时,可采用充水配重底拖法或漂管法。当采用预制配重层管时,宜采用漂管法牵引就位;
    4 沿河底拖管就位应符合下列规定:
        1)在牵引过程中,管道应有一定的重量,管道在水中的重量G、水中的管道负浮力F和待牵引管道外廓的排水体积V应按下列公式计算:

10.3.3.jpg
    式中:G——待牵引管道的重量总和(kg);
          G1——每米管道的重量(kg);
          G2——每米管道上附加的橡胶板重量(kg);
          G3——每米管道上附加的混凝土压重块的重量(kg);
          G4——每米管道上的防腐层的重量(kg);
          L——管道长度(m);
          F——待牵引管道在全部入水中时的负浮力(kg);
          V——每米待牵引管道外廓的排水体积(m³);
          V1——每米带防腐层管道排水体积(m³);
          V2——每米橡胶板排水体积(m³);
          V3——每米配重块排水体积(m³);
          γ——穿越水域中水的密度(kg/m³)。
    沿河底拖管所需牵引力N2,应与发送道起动时的牵引力进行对比N1,并应取二者中的最大值。发送道起动时的牵引力N1和沿河底拖管所需牵引力N2应按下列公式计算:

10.3.3.4.jpg
    式中:N1——发送道起动时的牵引力(N);
          N2——沿河底拖管所需的牵引力(N);
          α1——起动系数,宜取2;
          α2——起动系数,宜取2,当不存在停止再启动时,可取1;
          f1——管道与牵引道的摩擦系数;
          f2——管道与河底的摩擦系数;
          T——钢丝绳重量(kg);
          g——重力加速度(N/kg)。

        2)牵引设备的选用,应根据最大牵引力的大小和施工单位现有装备情况确定,牵引设备能力不应低于最大牵引力的1.2倍;
        3)钢丝绳的选用,应按最大牵引力选择钢丝绳,钢丝绳的安全系数应大于或等于3.5;管道牵引应使用预拉后的钢丝绳,预拉力应为钢丝绳许用拉力的15%~20%;
        4)拖管应采用发送装置。发送方式应根据穿越工程的具体情况和施工单位现有的装备能力来确定;
        5)大型河流穿越,应修筑牵引道。牵引道与管道施工作业带宽度相同,长度应满足牵引作业正常进行。
    5 漂管过河应符合下列规定:
        1)当管道穿越湖泊水库及水流速度在0.2m/s以下的河流时,可采用漂管过河;
        2)漂管过河可根据施工现场条件选择直线漂管过河或旋转漂管过河的方式;
        3)当管道重量等于或大于浮力时,可采用加浮筒的方法进行浮拖。

10.3.4 稳管应符合下列规定:
    1 水下穿越管段应稳定在所要求的位置上,并应按设计要求进行稳管;
    2 当穿越管段安放配重块、石笼、浇筑混凝土连续覆盖层时,不应损坏管道的防腐层;
    3 当采用加重层稳管方法时,稳管用材料、稳管结构应符合设计要求,加重层的厚度偏差、强度、外观质量应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定。加重层管子的吊装应采用专用吊装设备,其吊装能力及方式应满足相应要求;
    4 当采用复壁管稳管方法时,复壁管环行空间注水泥浆前,内管应充满水且保持一定的压力。注浆时应在排放口取样,测定水泥浆的相对密度,应达到设计相对密度时注浆。水泥浆性能应符合表11.3.4的规定。当凝结时间不满足要求时,可向水泥浆内加缓凝剂。当水泥浆密度较大时,可加重晶石粉。

表10.3.4 水泥浆性能
表10.3.4 水泥浆性能.jpg

10.3.5 地貌恢复和护岸应符合下列规定:
    1 管道牵引就位后,应按设计要求回填;
    2 施工期间应保持施工现场周围的生态环境,工程完毕后,应恢复地貌;
    3 应按设计要求及时完成护岸和护坡的砌筑工程。

10.4 爆破成沟


    2 当最小抵抗线h≥3m时,集团装药量应按下式计算:

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    式中:Q——集团装药量(中级炸药)(kg);
          A——介质(土石)抗力系数,应符合表10.4.2-1的规定;
          b——爆破作用指数的系数,应符合表10.4.2-2的规定;
          h——最小抵抗线(h等于穿越深度)(m);
          K——爆破每立方米土石所需药量,应符合表10.4.2-3的规定;
          n——爆破作用指数,宜取1.0~1.5。

表10.4.2-1 介质(土石)抗力系数
表10.4.2-1.jpg
表10.4.2-1.2.jpg

    注:1 使用低级炸药时,系数A值与中级炸药相同,爆破坚硬的岩石如用低级炸药,应比公式算出的炸药量增加0.2~0.5倍;
        2 当土石为冻土时,系数应增加0.5倍;
        3 当土石为分层土石时,A值取最坚硬一层的数值;
        4 当坚硬岩石有缝隙时,系数值应缩小1/2;
        5 当有条件时,应用标准装药实验验证系数A。

表10.4.2-2 爆破作用指数的系数
表10.4.2-2.jpg

表10.4.2-3 爆破每立方米土石所需药量(K值)
表10.4.2-3.jpg

    注:1 表中列K值均以硝铵炸药为准;
        2 必要时可用标准岩药(K=Q/h)试爆校正,但h不应小于L(药桩长度)。

10.4.3 当采用植桩爆破施工时,应符合下列规定:
    1 应根据穿越工程设计要求,确定钢管药桩规格;
    2 药桩长度L、药桩入土深度d及爆破成沟深度p应按下列公式计算:

10.4.3.jpg

    式中:L——药桩长度(m);
          H——水深(m);
          H——水面以上药桩长度(m);
          H——药桩入土深度(m);
          p——爆破成沟深度(可见深度)(m);
          p——爆破下座深度,取0.3~0.5(m);
          F——管线设计深度(m);
          S——回淤深度,宜取1~2(m)。
    3 单个药桩炸药量应按下式计算:

10.4.3.4.jpg

    式中:Q——单个药桩炸药量(kg);
          A——介质抗力系数,取0.9;
          b——爆破作用指数的系数,取14.9。

    4 当制作钢管药桩时,应将钢管加工成一端为锥形、另一端为敞口的钢管桩;
    5 当确定桩位时,应沿穿越中心线每隔5m~6m设一个药桩,药桩间距应与排距相等。应根据管沟深度确定植单排或双排药桩,当沟深小于或等于5m时,应植单排桩;当沟深大于5m时,应植双排桩;
    6 应采用打桩机植桩。已植完的药桩在装药前应将药桩上口封口处理;
    7 植桩完毕后应进行装药和联接起爆线路,装药完毕后药桩应用干土填好并夯实,桩口上端应密封,并应做好防水处理。

10.4.4 采用埋入爆破法施工,应按爆破施工方案确定炸药包埋放位置,并应将包扎好的炸药包植入药坑。当坑里有水时,应做好配重和防水处理,并应在确认后进行回填。

10.4.5 采用裸露爆破法施工,应做好炸药包配重和防水处理,联接起爆线后,应按设计规定的药包间距投在穿越河床中心线上,偏差不应超过0.5m。

10.4.6 爆破器材性能和质量应符合现行国家标准《土方与爆破工程施工及验收规范》GB 50201的有关规定。

10.5 道路开挖穿越施工

11 矿山法隧道穿越施工

11.1 一般规定

11.2 施工测量

11.3 洞口施工

11.4 明洞施工

11.5 隧道掘进


    注:1 当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E应取较小值;
        2 周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时,W值应适当增大;
        3 E/W:软岩应取小值,硬岩及断面小时应取大值;
        4 装药集中度q为2号岩石硝铵炸药,选用其他类型炸药时,应修正。

表11.5.1-2 预裂爆破参数
表11.5.1-2 预裂爆破参数.jpg

    注:1 表11.5.1-1~表11.5.1-2所列参数适用于炮眼深度1.0m~3.5m,炮眼直径40mm~50mm,药卷直径20mm~25mm;
        2 当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E应取较小值;
        3 周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时,W值应适当增大;
        4 E/W:软岩应取小值,硬岩及断面小时应取大值;
        5 表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药,选用其他类型炸药时,应修正。

    4 隧道爆破应选用适当的炸药品种和型号,并应采用导爆管或电力起爆,不应采用火花起爆。

11.5.2 炮眼布置应符合下列规定:
    1 钻爆作业应按钻爆设计进行钻眼、装药、接线和起爆;
    2 钻眼前应画出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并应根据钻爆设计图标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼;
    3 炮眼深度和角度应符合设计,掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不应大于50mm;辅助眼眼口排距、行距误差均不应大于100mm;周边眼眼口位置误差不应大于50mm,眼底不应超过开挖轮廓线150mm;
    4 当开挖面凸凹较大时,应按实际情况调整炮眼深度;
    5 钻眼完毕,应按炮眼布置图进行检查并做好记录,对不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后方可装药;
    6 掏槽炮眼宜采用直眼掏槽或斜眼掏槽;
    7 周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置,并应保证开挖断面符合设计要求;
    8 辅助炮眼应交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间;
    9 周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上,掏槽炮眼应加深100mm。

11.5.3 爆破施工应严格控制超欠挖,并应符合下列规定:
    1 允许超挖值应符合表11.5.3的规定;

表11.5.3 隧道开挖允许超挖值(mm)
表11.5.3 隧道开挖允许超挖值(mm).jpg

    2 当超挖或小规模塌方处理时,应采用耐腐蚀材料回填,并应做好回填注浆;
    3 开挖轮廓应圆顺,开挖面应平整;
    4 爆破进尺应达到设计要求,爆破石块大小应满足装碴要求;
    5 炮眼痕迹保存率应按下式计算,硬岩不应小于80%,中硬岩不应小于60%,并应在开挖轮廓面上均匀分布;

11.5.3.jpg

    6 两次爆破的衔接台阶尺寸不应大于150mm。

11.5.4 岩爆防治应符合下列规定:
    1 开挖面在施工过程中,应按设计要求加强超前地质勘探,可采用超前钻探、声反射和地温探测方法,对岩爆发生的可能性及地应力的状态进行预报。
    2 当开挖面在爆破施工时,应采用“短进尺、多循环”的施工方法,并应用光面爆破技术控制装药量。在岩爆地段作业,进尺应控制在2.5m以内;
    3 应用超前探孔和超前探孔内松动爆破的方法,使作业面的围岩应力降低,超前探孔的布置形式及参数应与地质探孔的形式一致,探孔深度宜为15m~20m。也可采取在岩壁切槽的方法降低岩爆的强度;
    4 对围岩进行加强支护和超前支护加固,可采用锚杆和超前锚杆支护、锚喷混凝土支护、钢纤维喷混凝土支护、钢支撑支护和二次衬砌等多种支护方法的组合;
    5 衬砌作业应与开挖工序紧密衔接,并应均衡施工。在衬砌过程中应准备好临时钢木排架,当听到爆裂响声时,应进行支护;
    6 岩爆地段应对设备和人员做好防护。

11.5.5 隧道开挖应符合下列规定:
    1 隧道开挖宜采用全断面法施工,Ⅳ级及Ⅳ级以下的围岩宜采用台阶法施工。台阶长度宜为隧道开挖宽度的1倍~2倍;
    2 隧道在稳定岩体中宜先开挖后支护,初期支护结构距开挖面宜为5m~10m;当开挖面稳定时间不满足初期支护施工时,应采取超前支护或注浆加固措施;
    3 隧道开挖循环进尺,在土层和不稳定岩体中宜为0.5m~1.2m;在稳定岩体中宜为1.0m~1.5m;
    4 隧道应按设计要求严格控制开挖断面,不应欠挖,其允许超挖值应符合本规范表11.5.3的规定;
    5 同一条隧道相对开挖,当两工作面相距20m时,应停挖一端,另一端继续开挖,并应做好测量工作,及时纠偏。线贯通平面位置允许偏差应为±50mm,高程允许偏差应为±30mm。

11.6 支 护

11.7 斜巷施工

11.8 监控量测

    注:H0-隧道埋深;b-隧道最大开挖宽度。

表11.8.2-2 监控量测选测项目
表11.8.2-2.jpg
    注:H0-隧道埋深;b-隧道最大开挖宽度。

11.8.3 隧道施工过程中应进行洞内、外观察,洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。开挖工作面观察应在每天开挖后进行,已施工地段的观察每天应至少1次,应主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态;洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段,其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡、仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。

11.8.4 净空变化、拱顶下沉和浅埋地段地表下沉等必测项目应设置在同一断面,其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按表11.8.4的规定执行。选测项目量测断面的数量,宜在每级围岩内选有代表性的1个~2个。

表11.8.4 必测项目量测面间距和每断面测点数量
表11.8.2-4.jpg
    注:洞口及浅埋地段断面间距取小值。

11.8.5 净空变化、拱顶下沉量测宜在每次开挖后12h内取得初读数,最迟不应大于24h,且应在下一循环开挖前完成,并应符合下列规定:
    1 测点应牢固可靠,易于识别、保护;
    2 拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系。

11.8.6 隧道浅埋地段地表下沉的量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。当地表有建筑物时,应在建筑物周围增设地表下沉观测点,其设置应符合下列规定:
    1 横断面方向宜在隧道中心及两侧间距2m~5m处设地表下沉测点,每个断面应设7点~11点,监测范围应在隧道开挖影响范围以外;
    2 地表下沉量测应在开挖工作面前方,隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止;
    3 地表下沉量测频率应与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。

11.8.7 量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离,并应分别按表11.8.7-1和表11.8.7-2的规定确定。当按表11.8.7-1和表11.8.7-2选择量测频率出现较大差异时,宜取量测频率较高的作为实施的量测频率。

表11.8.7-1 按位移速度的量测频率
表11.8.7.jpg


表11.8.7-2 按距开挖面距离的量测频率
表11.8.7.2.jpg
    注:b为隧道开挖宽度。

11.8.8 量测作业均应持续到变形基本稳定后2周~3周结束。对于膨胀性和挤压性围岩,当位移长期没有减缓趋势时,应适当延长量测时间。

11.8.9 量测数据整理、分析与反馈应符合下列规定:
    1 每次量测后应及时进行数据整理,并应绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图;
    2 对初期的时态曲线应进行回归分析,预测可能出现的最大值和变化速度;
    3 数据异常时,应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。

11.8.10 围岩稳定性的综合判别,应根据量测结果按下列规定指标进行:
    1 隧道初期支护极限相对位移不应大于表11.8.10-1所列指标,变形管理等级应按表11.8.10-2的规定指导施工;

表11.8.10-1 隧道初期支护极限相对位移(%)
表11.8.10.jpg
    注:1 硬岩取下限,软岩取上限;
        2 拱脚水平相对净空变化指两测点间净空水平变化值与其距离之比;拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比;
        3 墙腰水平相对净空变化极限可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.2~1.3后采用。

表11.8.10-2 变形管理等级
表11.8.10.2.jpg
    注:U为买测位移值;U0为最大允许位移值。

    2 应根据下列规定判别位移变化速度:
        1)当净空变化速度持续大于1.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护系统;
        2)当净空变化速度小于2.0mm/d时,围岩应达到基本稳定;
        3)在浅埋特别是特浅埋地段,以及膨胀性和挤压性围岩等情况下,应采用其他指标判定。
    3 应根据下列规定判别位移时态曲线的形态:
        1)当围岩位移速率不断下降时(du2/d2t<0),围岩应趋于稳定状态;
        2)当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t=0),围岩不稳定,应加强支护;
        3)当围岩位移速率不断上升时(du2/d2t>0),围岩进入危险状态,应立即停止掘进,加强支护。
    注:u为变形值(mm)。

11.9 衬 砌

    注:1 本表不包括特殊要求项目的偏差标准;
        2 平面位置以隧道线路中线为准进行测量。

11.10 防水与排水施工

11.11 隧道内运输、通风、照明

12 管道清管、试压

13 健康、安全与环境

14 工程交工验收

附录A 防腐层电导率测试方法


    5 应接通临时阴极保护电源,并应测量和记录穿越段两端通路(Uon)和断路(Uoff)电位,同时应调整电流输出,两端断路电位(Uoff)应控制为—850mV~—1050mV,并应记录对应的输出电流;
    6 应按本本规范第A.0.2条第5款的方法重复测量3次。

A.0.3 防腐层电导率计算应按下列步骤进行:
    1 测试点a和b的电位变化应按下列公式计算:

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    式中:△Ua——a点电位变化(V);
          △Ub——b点电位变化(V);
          Ua,on——a点通路电位(V);
          Ub,on——b点通路电位(V);
          Ua,off——a点断路电位(V);
          Ub,off——b点断路电位(V)。
    2 电位变化比应按下式计算:

A.0.3.3.jpg

    式中:r——电位变化比。

        1)当电位变化比在0.625~1.6之间时,宜采用通用法进行计算评价。
    可将两端电位变化的算术平均值认为是管道穿越段的平均电位变化,其平均电位应按下式计算:

A.0.3.4.jpg
    式中:△U(平均)——a、b点电位的平均值(V)。

    管道穿越段的电导应按下式计算:

A.0.3.5.jpg
    式中:g——电导(s);
          △I——电流变化(A)。

        2)当电位变化比不在0.625~1.6之间时,可采用电位或者电流衰减方法评价,电位衰减法和电流衰减法应按下式计算:

A.0.3.6.jpg
    式中:L——测点a与b之间的距离(m);
          α——所测管段的衰减系数。

    3 管段电导应按下式计算:

A.0.3.8.jpg
    式中:r——单位长度管段的纵向电阻(Ω);
          g——所测管段漏失电导(s);
          α——衰减系数。

    4 平均电导应按下式计算:

A.0.3.9.jpg
    式中:G——穿越段管道涂层的平均电导(s);
          A——穿越段管道的表面积为πdL,d为管道外径(m),L为管道穿越长度(m)。

    5 穿越段管底深度的平均土壤电阻率应按下式计算:


A.0.3.10.jpg
    式中:ρ——管底深度的平均土壤电阻率(Ω·m);
          ρa——管底深度a点的土壤电阻率(Ω·m);
          ρb——管底深度b点的土壤电阻率(Ω·m)。

    当计算1000Ω·cm特定土壤电阻率中的涂层标称电导率时,应按下式进行:

A.0.3.11.jpg
    式中:Gn——在电阻率为1000Ω·cm土壤中,标称电导率;
          G——穿越段管道涂层的比平均电导(Ω·m)。

A.0.4 标准管道数据表可按表A.0.4的规定确定。

表A.0.4 标准管道数据表
表A.0.4.jpg

表A.0.4 .2.jpg

表A.0.4 .3.jpg

表A.0.4 .4.jpg

表A.0.4 .5.jpg

表A.0.4 .6.jpg

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