城镇燃气管道穿跨越工程技术规程CJJ/T 250-2016在线阅读

摘 要

现批准《城镇燃气管道穿跨越工程技术规程》为行业标准,编号为CJJ/T 250-2016,自2016年12月1日起实施。

5 穿越工程施工

5.1 一般规定

5.1.1 施工单位应在穿越施工前核实施工区域内的地下管线及障碍物的相关资料。

5.1.2 施工准备应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424的有关规定。

5.1.3 钢制管道的焊接应符合现行行业标准《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ 33的有关规定。

5.1.4 聚乙烯燃气管道的材料检验、运输和储存应符合现行行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63的有关规定。

5.1.5 采用开挖法穿越的燃气管道与其他埋地管线交叉时,应对管沟处裸露的其他埋地管线进行支撑和保护,不得损坏。

5.1.6 带有防腐的钢质管道不应长期露天存放。防腐管在装卸、堆放、移动和运输过程中应采取措施保护防腐层不受损伤,搬运应使用专用衬垫及吊带,不得使用裸钢丝绳。当钢质管道防腐层有损伤进行修补时,所采用的防腐层材料不应低于管道外防腐层的等级。

5.1.7 套管内的钢质燃气管道安装后,外部径向载荷不应传递到穿越段燃气管道上。管道的安装应符合下列规定:
    1 套管内的穿越段燃气管道的绝缘支撑架应安装牢固,绝缘垫位置应正确,燃气管道不得与套管接触。
    2 钢质燃气管道穿入套管前,应按设计要求安装牺牲阳极,绝缘支撑架不得与阳极相连。安装后,应测量管道电位,并应达到保护电位要求。
    3 套管内不得有污物。
    4 穿越管段应在防腐层检漏合格后方可穿入套管。穿入后应检测套管与穿越管段之间的绝缘电阻,电阻值应大于2MΩ,检测合格后应按设计要求密封套管的两端口。

5.1.8 穿越段聚乙烯燃气管道的施工应符合下列规定:
    1 聚乙烯燃气管道连接前应对管材按设计要求进行核对,并应在施工现场进行外观检查,管材表面划伤深度不应超过管材壁厚的5%;
    2 聚乙烯管道焊接前应进行焊接工艺评定,并应符合现行行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63的有关规定;
    3 穿越前应按现行行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63的有关规定对热熔及电熔焊接后的管道进行外观检查,且焊口应进行100%切边检查。

5.2 水域开挖法穿越

5.2.1 围堰和导流施工应符合下列规定:
    1 导流沟底应低于入口处河流水面,导流沟宽度应根据河水流量的大小确定,沟底沿水流方向应的坡度不应小于0.003。导流沟宽度应根据河水流量的大小确定。
    2 河流上、下游两截水坝之间的距离应能满足施工作业要求。坝顶应高出施工期水面1.0m~1.5m,且不得超过河岸最低点;断面应为梯形,边坡比宜为1:1~1:2,坝顶宽度应根据河水的深度确定,宜为2m~5m。

5.2.2 采用围堰的方法开挖管沟时,应根据穿越地段的岩土性质、施工方法、施工机具等情况确定降水方法。当开挖地段为砂石、流砂、粉砂或细砂时,可采用井点降水方法。

5.2.3 水下管沟开挖方式应符合下列规定:
    1 当河床土壤松软、水流速度小、回淤量小时,宜采用绞吸式或吸扬式挖泥船开挖管沟,对硬土层或卵石层等土壤紧硬河床,并宜采用抓斗挖泥船或轮斗挖船开挖管沟;
    2 当河床地质为砂土、黏土或夹卵石土壤时,宜采用拉铲配合其他方法开挖管沟;
    3 挖泥船应配备定位设备,并应实时记录、显示。

5.2.4 河底管沟的几何尺寸和质量应符合下列规定:
    1 河底管沟的沟底宽度和边坡尺寸应根据土石性质、水流速度、开挖深度和施工方法等因素确定,必要时可进行试挖。当无试验条件和数据时,开挖管沟尺寸可分别按表5.2.4-1和表5.2.4-2确定。

表5.2.4-1 不带水开挖管沟尺寸

    注:1 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 当采用围堰方法挖沟,在沟下焊接时,沟底宽度应为8m~12m;
        3 D为管道外径(包括防腐层或保温层厚度);
        4 括号内的值为采用沟下组焊规定值。

表5.2.4-2 带水开挖管沟尺寸

    注:1 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 D为管道外径(包括防腐层或保温层厚度)。

    2 河底管沟应平直,不得有土坎。
    3 不带水开挖施工时,河底管沟中心线偏移不应大于200mm,管沟深度应符合设计要求,允许偏差应为±200mm。
    4 带水开挖穿越施工时,河底管沟中心线偏移不应超过500mm,管沟深度应符合设计要求,允许偏差应为±300mm。
    5 管沟开挖过程中,应定时测量管沟尺寸。管沟开挖完成后,应对管沟进行测量,并应做好记录。

5.2.5 不带水开挖穿越的管道敷设应符合下列规定:
    1 管道敷设的任何工序均应对管道进行保护。当采用钢管时,应对防腐层进行保护,不得损坏防腐层,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按设计要求进行复测。
    3 管道安装、下沟、回填宜在围堰内进行。

5.2.6 带水开挖穿越的管道牵引就位施工应符合下列规定:
    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,应对管沟的沟底宽度、标高、中心线位置和几何尺寸按设计要求进行复测。
    3 管道敷设可采用底拖法、浮拖法施工。
    4 底拖法施工应符合下列规定:
        1)管道在水中的重量应按下列公式计算:

    式中:G——管道在水中的重量(kg);
          PX——水平推力(N);
          f——管道与河底的摩擦系数;
          CX——取决于管道表面粗糙度和水流态的系数,取0.8;
          DH——单位长度管道垂直于水流方向的投影面积(包括防腐层)(m2/m);
          γ——穿越水域中水的密度(kg/m3)
          V——近管道流层水的流速(m/s);
          g——重力加速度(m/s2)。
        2)沿河底拖管所需的牵引力应按下式计算:

    式中:N——沿河底拖管所需的牵引力(N);
          a——启动系数,可取2;
          T——钢丝绳重量(kg)。
        3)牵引设备的牵引能力不应低于所需最大牵引力的1.2倍,且不应大于管道可承受应力的0.5倍。
        4)钢丝绳应按牵引设备的最大牵引力选择,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%。
        5)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设备情况确定。
        6)大型河流穿越应修筑牵引道。牵引道应与管道施工作业带宽度一致,长度应保证牵引作业连续进行。
    5 浮拖法施工应符合下列规定: 
        1)施工前,应在岸上将预制、探伤、防腐、打压完毕的管道两端密封,沿水面漂浮拖到水下的管沟上方,后沉到河底管沟内;
        2)浮拖法可根据施工现场的具体条件选择直线浮拖法或旋转浮拖法;
        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。

5.2.7 带水开挖穿越的稳管施工应符合下列规定:
    1 管道应按设计要求进行稳管。
    2 穿越管段在安放配重块、石笼、浇筑混凝土连续覆盖层时,不应损坏管道的防腐层。
    3 复壁管环形空间注水泥浆前,内管应充满水,并应且保持一定的压力。注浆时应在排放口取样,并应测定排放口水泥浆的相对密度,待达到设计相对密度时应停止注浆。
    4 水泥浆性能应符合表5.2.7的规定。

表5.2.7 水泥浆性能

流动度(m) 初凝时间(h) 终凝时间(h) 密度(kg/m3
≥0.16 8~10 18~24 ≥1800

5.2.8 管沟回填应符合下列规定:
    1 回填前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回填;
    2 设计为自然回淤的管沟,应在管道下沟敷管完成后,采用人工回填1/3的覆盖深度,或采取其他稳管措施;
    3 回填后应对管道的中心线、标高进行复验,并应符合设计要求。

5.2.9 施工期间应保持施工现场周围的生态环境。工程完毕后,应立即拆除临时设施并恢复地貌,并应按设计要求及时完成护岸和护坡的砌筑工程。

5.3 水平定向钻法穿越

5.3.1 测量放线应符合下列规定:
    1 测量放线前,应根据设计确定的控制桩位、设备情况、工程情况、地形地貌等编制施工场地平面布置图。
    2 应用测量仪器确定穿越中心线及穿越入土点、出土点。入土点、出土点应至少放桩1个。
    3 应根据穿越入土点、出土点及穿越中心线,确定钻机安装场地、管道侧施工场地、泥浆池以及穿越管段预制场地的边界线,并应做好标记。

5.3.2 根据穿越施工场地的实际情况,应合理布设钻机、工作井、材料堆放和管道地面安装等工作区的位置。施工场地地面应根据土层的稳定性和密实性采取防止塌陷的措施。

5.3.3 穿越施工过程中,泥浆宜循环使用。应在出土点设置接纳泥浆涌出的泥浆池或泥浆罐。施工完成后,应使用槽车将废浆清运至环保部门指定的地点排放。

5.3.4 水平定向钻机的选用应根据计算的最大回拖力确定,钻机最大回拖力不宜小于计算值的2倍。管道水平定向钻回拖时的拉力应符合下列规定:
    1 钢质管道水平定向钻回拖时的拉力应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424的有关规定。
    2 PE燃气管道水平定向钻回拖时的允许拖拉力按下式计算:

    式中:F——允许拖拉力(N);
          de——管道公称直径(mm);
          SDR——标准尺寸比。

5.3.5 钻机设备安装及调试应符合下列规定:
    1 钻机的停放位置应使钻杆位于拟敷设管道的中心线上;
    2 钻机地锚应稳固,并应能承受钻机的最大推进力及最大回拖力;
    3 控向系统使用前应进行校准,更换传感器、接收器、钻头后应重新校准;
    4 当采用地磁控向系统时,应测量钻机倾斜角及穿越方位角等数据;
    5 当采用无线控向系统时,应根据施工场地周围的干扰信号情况,确定传感器的接收频率;
    6 采用地磁控向系统时,可使用人工磁场。

5.3.6 钻进液应符合下列规定:
    1 应根据工程地质勘察报告确定钻进液的配置参数;
    2 钻进液的黏度应根据地质和管径情况确定,可采用马氏漏斗测量;
    3 配置钻进液用的膨润土含砂量应小于3%,水源应使用清洁淡水,钻进液pH值应调配至8~10;
    4 应按规定的顺序进行配置,并应使其充分膨化。

5.3.7 导向孔钻进应符合下列规定:
    1 导向孔应根据设计曲线钻进,每根钻杆的折角应根据管径大小和管道的最小允许弯曲半径确定;
    2 钻进导向孔时,每根钻杆的测量不得少于1次,当发现定向钻偏离设计轨迹时,应及时进行纠偏。纠偏应渐进进行,不得在一根钻杆的长度内完成所有的纠偏;
    3 导向孔允许偏差应符合表5.3.7的规定,且偏差不应大于穿越长度的1%。

表5.3.7 导向孔允许偏差(m)

管材 导向孔曲线 出土点
横向偏差 上下偏差 横向偏差 纵向偏差
钢管 ±2 +1~—2 ±2 +5~—2
PE管 ±1 +1~—1 ±0.5 +1~—1

5.3.8 扩孔应符合下列规定:
    1 最终扩孔直径应根据穿越管道的直径、长度、穿越地质条件和钻机能力确定,最小扩孔直径可按表5.3.8的规定执行。

表5.3.8 最小扩孔直径

穿越管道的直径DN(mm) 最小扩孔直径(mm)
<200 DN+100
200~600 1.5DN
>600 DN+300

    2 当管径大于DN300时,扩孔宜采取多级、多次扩孔的方式进行。
    3 扩孔过程中,当扭矩、拉力较大时,可采取洗孔作业。洗孔结束后,可继续进行扩孔。

5.3.9 定向钻穿越燃气管道的地面安装应符合下列规定:
    1 穿越段管道应在平整且具有承载能力的场地进行预制;
    2 预制管道应与入土点、出土点成一直线,当受现场条件限制时,预制管道可适当弯曲,并应符合本规程第4.3.10条的有关规定;
    3 预制管道宜根据设计长度全线焊接,当场地局限时,也可分段焊接,在回拖过程中连接;
    4 当采用热收缩带进行穿越段钢管焊口补口时,应采用定向钻专用热收缩带;
    5 在穿越管道回拖前,钢管应采用电火花检漏仪对防腐层进行检验;
    6 聚乙烯燃气管道焊接应使用全自动焊机;
    7 管道回拖前,应对焊接完成的管段进行水压试验;
    8 聚乙烯燃气管道应对表面划痕进行检查。

5.3.10 管道回拖施工前,应对场地、机具、人员等情况进行检查落实,并应编制回拖专项施工组织方案,回拖专项方案应包含下列内容:
    1 回拖前管道铺设位置及管位调整方案,管道回拖进孔前的机械配合方案;
    2 管道防腐层保护及修复的方案;
    3 各工序时间点安排及控制措施;
    4 挖机、吊机、焊机、发电机等机械配备情况;
    5 施工人员配备情况,定人定岗;
    6 回拖过程中的通信手段及通信要求;
    7 夜间施工照明条件;
    8 回拖过程不安全因素分析及对策,发生卡管时的处置预案;
    9 安全应急预案及组织架构。

5.3.11 重要的、地质情况复杂的燃气管道水平定向钻穿越工程,在回拖前宜进行试拖,并应根据试拖情况对施工方案进行调整。

5.3.12 回拖时应保持连续作业。当采取两段或多段管段接力回拖时,中途停止回拖的时间不宜超过4h。

5.3.13 水平定向钻穿越燃气管道接头处的防腐层外宜设置保护套,防腐等级不应低于原管道,在管道穿越时,接头处的外防腐层不得被损坏。

5.3.14 回拖作业应符合下列规定:
    1 应采取避免损伤管道及外防腐层的有效措施。可采取发送沟蓄水漂管、发送架及吊机送管等方式,避免管道与地面直接接触。管道入洞口前与地面的接触处部位应进行润滑。
    2 应实时记录回拖过程的回拖力、扭矩、回拖速度、钻进液流量等数据,并应附于竣工资料中。
    3 宜对钢管的外防腐层进行电火花测试,对防腐层的损伤部位应及时修补。

5.3.15 出土点和入土点两端管道应各出地面1m~3m。

5.3.16 穿越铁路、重要道路施工时,应进行地表沉降监测,并应做好记录。

5.3.17 回拖结束后,应将管道放置24h以上,待管道在穿越过程中的拉伸应力充分释放后,方可与两端管道进行连接。

5.3.18 施工完毕后,应测量出、入土点坐标,做好施工记录;并进行防腐层完整性评价,检测合格后方可与两端管道进行连接。

5.4 顶管法穿越

5.4.1 顶管穿越施工前应根据设计要求放线,设置穿越中心桩、施工带边线桩,确定顶管工作井的位置和尺寸,并应做出明显标志。

5.4.2 当在地下水位高的地段进行顶管穿越时,应采取降、排水措施。

5.4.3 顶管工作井的长度和宽度应满足连续施工的要求,深度应根据穿越管道的敷设深度确定。工作井的底部应平整、结实。后坐墙表面应平直,且应垂直于顶进管道的轴线。工作井及装配式后坐墙的施工允许偏差应符合表5.4.3的规定。

表5.4.3 工作井及装配式后坐墙的施工允许偏差

项目 允许偏差(mm)
工作井每侧 宽度 不大于施工设计规定
长度
装配式后坐墙 垂直度 0.1%H
水平扭转度 0.1%L

    注:H为后坐墙的高度;L为后坐墙的宽度。

5.4.4 顶管工作井的开挖方法及支护设施应根据现场地质情况及工作井的尺寸确定。工作井深度达到深基坑深度时,尚应符合深基坑施工的相关规定。

5.4.5 顶管工作井后坐墙的施工应符合下列规定:
    1 当采用装配式后坐墙时,应符合下列规定:
        1)后坐墙土体壁面应与后坐墙贴紧,间隙应采用砂石料填塞密实;
        2)组装后坐墙的构件在同层内的规格应一致,各层之间的接触应紧贴,并应层层固定;
        3)顶管工作井及装配式后坐墙的墙面应与管道轴线垂直。
    2 当利用已顶进完毕的管道作后坐墙时,后坐墙钢板与管口之间应衬垫缓冲材料,不得损伤已顶入管道的接口。
    3 当顶管施工过程中发现后坐墙变形过大时,应采取加固或其他辅助措施。

5.4.6 顶管法施工时应采取下列安全措施:
    1 进人井应设置安全逃生梯。
    2 井内及隧道内应配备照明设施。
    3 工作人员进井前,应使用气体浓度检测仪器,确定井内隧道在安全要求的范围内后,方可进入。
    4 进井的工作人员应配载气体浓度报警仪器。
    5 沿顶管路线每隔5m应设置一个沉降测量点。当垂直升降幅度大于10mm时,应立即停止顶管作业,查明原因和采取改善措施后,方可继续进行顶管作业。

5.4.7 顶管设备的安装和使用应符合下列规定:
    1 顶管设备的安装应符合下列规定:
        1)两层轨应顺直、平行、等高,纵坡应与管道设计坡度一致;
        2)导轨安装的允许偏差应符合表5.4.7的规定;

表5.4.7 导轨安装的允许偏差

项目 允许偏差
轴线位置 +3mm
顶面高程 0mm~+3mm
两轨内距 +2mm

        3)安装后的导轨应牢固,不得在使用中产生位移,并应定时检查校核。
    2 油泵安装和使用应符合下列规定:
        1)油泵宜设置在千斤顶附近,油管应顺直、转角少;
        2)油泵应与千斤顶相匹配,并应有备用油泵;油泵安装完毕,应进行试运转;
        3)初始顶进应缓慢运转,待各接触部分吻合后,再按正常速度顶进;
        4)当发现油压突然增高时,应立即停车检查处理,正常后方可继续顶进;
        5)当采用轴向液压千斤顶配以液压站法施工时,应控制油泵的压力,油泵压力应平稳上升。
    3 顶管前,应将顶管设备就位并且试运行良好,其穿越中心线与管道设计中心线一致。顶管时,顶铁中心线应与穿越中心线平行、对称。套管进入土层后,应采用人工方法自上而下开挖取土。采用敞口式顶管机,在允许超挖的稳定土层中正常顶进时,在管道下部135°范围内不得超挖,管顶部超挖量不得大于15mm。顶进作业时,宜在套管外壁涂润滑剂;下管前,套管不应破损。
    4 顶管时,应采用测量仪器控制中心线和高程,以施工放线时布置的中心桩为基准进行导向监控。第一根套管顶进中心线与管道轴线的偏差不应超过管长的3%。初始顶进中,每顶进300mm应检查1次;正常顶进后,每顶进1m检查不应少于1次。

5.4.8 螺旋钻机顶管穿越施工应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424的有关规定。

5.4.9 平衡法顶管穿越施工应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424的有关规定,并应符合下列规定:
    1 顶管机应连续作业,顶进过程中顶管机前方遇到障碍时,应暂停顶进,及时处理,并应采取防止顶管机前方塌方的措施;
    2 预制穿越管段长度应大于套管长度4m以上。

5.4.10 顶管作业宜连续进行,套管全部顶进后,可将套管内用砂浆找平。

5.4.11 顶管施工中,应建立地面与地下测量控制系统,控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。

5.4.12 在始发井或接收井发现外露的其他地下管线时,应与有关单位协调,并应采取保护措施。