十字河悬索跨越.doc

十字河悬索跨越（Y139-Y140）施工方案，姬二联输油站-姬塬外输总站输油线路十字河悬索跨越（Y139-Y140）施工方案编制：审核：批准：长庆油田分公司建设工程处第一施工项目部2011年4月3日目录1编制依据.................................................................12工程概述.....................
姬二联输油站-姬塬外输总站输油线路
十字河悬索跨越（Y139-Y140）施工方案
编制： 审核： 批准：
长庆油田分公司建设工程处第一施工项目部
2011年4月3日
目 录
1 编制依据 1 2 工程概述 .......................................................1 2.1跨越简介和自然情况 ........................................... 1 2.2跨越段工艺设计 ................................................ 1 2.3跨越段施工特点 ............................................. 2 3 施工总体布署 ....................................................2 4 相关数据计算 ....................................................2 4.1确定主索长度以及吊索的位置 ................................... 2 4.2联系绳长度计算以及吊索连接点确定 ............................. 3 4.3吊索计算 ..................................................... 3 5 主要施工步骤及技术措施: .........................................6 5.1原材料人工倒运： ............................................. 6 5.2原材料选用及进场检验、验收 .................................... 6 5.3塔架制作 ...................................................... 6 5.4塔架基础和主索锚固墩 ......................................... 6 55塔架基础地基处理及回填 ...................................... 7 5.6塔架就位安装以及后拉索固定 ................................... 7 5.7钢丝绳连接 ................................................... 7 5.8主索安装 ..................................................... 8 5.9管段跨越安装 ................................................. 8 510吹扫试压 .................................................... 9 5.11防护工程 .................................................... 9 6 主要施工机具、计量器具 ...........................................9 7 施工手段用料 ...................................................10 8 质量保证措施 ..........................................11 9 施工安全措施 ...................................................11
1 编制依据
1.1姬二联输油站-姬塬外输总站输油线路施工设计技术要求说明文件
1.2《油气集输管道施工技术规范》 SY0422-2010
1.3《石油天然气建设工程施工质量验收规范 管道穿跨越工程》 SY4207-2007 1.4《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002
1.5《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB50202-2002
1.6《钢质管道焊接及验收规范》 SY/T4103-2006
17《钢制对焊无缝钢管》 GB/T12459-2005
1.8《石油天然气跨越工程施工及验收规范》 SY0470-2000
1.9《石油天然气钢制管道对接焊缝射线照相及质量分析》 SY4056-93
1.10《埋地钢制管道双层熔结环氧粉末外涂层技术规范》 Q/CNPC38-2002
1.11《埋地钢制管道聚乙烯防腐层技术标准》 SY/T0413-2002
1.12其他相关规范
2 工程概述
2.1跨越简介和自然情况
管线在十字河Y139～Y140 桩处设计悬索跨越一处，设计主跨长158m。该处地貌为黄土冲沟，地形起伏较大，冲沟断面呈“V”型，沟深约49m，两跨越桩高差约0.8m，跨越段管线距沟底设计高度约35m。
2.2跨越段工艺设计
本跨越方式为悬索式跨越，跨越段管线管材采用L360-Φ323.9×7.9。主索和后拉索选用镀锌钢芯钢丝绳，主索规格为Φ40-6×37＋IWR-1770，后拉索规格为Φ32-6×37＋IWR-1670；吊索选用镀锌纤维芯钢丝绳，规格为Φ9-6×37＋FC-1670；施工索选用镀锌钢芯钢丝绳，钢丝绳的选用应符合GB8918-2006重要用途钢丝绳的有关要求。
管道防腐保温结构采用硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层结构，其中防腐层采用环氧粉末结构，总厚度不小于200μm，保温层采用厚度为30±5mm聚氨酯泡沫塑料，保护层包敷16±0.2mm厚聚乙烯塑料。对于跨越段管线，先将防护层打毛，然后外包氯化橡胶玻璃布二布三油结构。管线设计压力为8.0MPa。
2.3跨越段施工特点
2.3.1跨越段附近无可依托的施工道路，交通不方便，施工条件较差，施工机具、设备、材料等均要沿施工便道进入现场，并在现场进行制作安装，需新修施工便道及施工平台，具体数量以现场实际丈量为准。
2.3.2外部环境复杂，外协工作较为困难。
3 施工总体布署
3.1在无外界因素影响的条件下，此跨越工程开工计划25天内完成。
3.2施工组织机构
3.2.1本工程主要施工力量有2个组焊流水作业组、1个布管组、1个土工组，1个检测组，1个补口补伤作业组。
劳动力配置一览表
3.2.2领导小组
作业队长：牛文彬 技术员：刘庆平 安全员：赵斌 质检员：刘建英 工艺安装负责人：刘兴民
4 相关数据计算
4.1确定主索长度以及吊索的位置
如下图1所示，主索各段长度如表1：
从主索、联系绳各段数据表中可以看出，在垂直平面计算，单根主索净长度为166.58m，由于在水平面上主索呈抛物线型，考虑到两端固定用长度以及施工损耗量，单根主索长度选为225m。
按照吊索间每一段弧长在进行主索安装时，用红漆或其它颜色标识出吊索的位置以及主索与塔架的接触点。
4.2联系绳长度计算以及吊索连接点确定
联系绳用来联系各吊索从而起到固定吊索间距的作用，选用?12.5×6×37钢丝绳作为联系绳，联系绳上吊索间的距离与在主索上吊索间的弧长距离是一致的，将吊索与联系绳按照计算的距离进行连接固定，联系绳两端固定在塔架上，如主索、联系绳各段数据表，单根联系绳的净长为143.66m，考虑到固定以及施工余量，施工时单根联系绳长度取215m。
4.3吊索计算
吊索在垂直平面的距离在设计图纸中已给出，考虑到主索在平面上也为双曲线形状的影响及两端绳夹连接需要，吊索的实际用料长度根据吊索垂直长度来调节。其断面呈梯形状，上口大下口小，下口的距离由吊架决定，按照图纸设计都是609mm，上口设计是不一致的，按照索跨俯视图（图2）所示，因此其下料不能按照垂直距离进行。
如俯视图上所示，以管中心线为x轴，吊索段垂直中心为y轴，设抛物线方程为 y=ax2+c，代入A点和B点的值，可求得，方程为 y=0.00136x2+0.3045
依次代入各吊索点的横坐标值，求的上口宽度数值如下面吊索数据表所示。 吊索长度的计算借助autoCAD软件进行，计算得到的数据如表2中所示。
吊索安装紧固后两固定点间的净距离如表中计算长度数据所示，吊索下料长度在计算长度上增加1000的余量。
索跨计算简图（图1）：
主索、联系绳各段长度数据表（表1） （单位：m）
（注：吊索垂直高度不包括吊耳部分，计算长度不包括卡箍折回部分。）
5吊索计算尺寸表（表
5 主要施工步骤及技术措施:
5.1原材料人工倒运：
由于施工地段交通条件较差，无道路可畅通场地，施工条件较差，砂、石、水泥厂家所送料只能到达乡村道路处。为尽快的完成施工任务，在施工便道修筑完成前期，我方组织人员人工雇用三轮车转料。
5.2原材料选用及进场检验、验收
5.2.1跨越管道采用L360-?323.9×7.9直缝电阻焊钢管；承重主索、后拉索选用镀锌钢芯钢丝绳，主索规格为Φ40-6×37＋IWR-1770，后拉索规格为Φ32-6×37＋IWR-1670；吊索选用镀锌纤维芯钢丝绳，规格为Φ9-6×37＋FC-1670；塔架立柱、横梁及水平梁采用20#无缝焊钢管，连接螺栓为C级普通螺栓4.6级，钢板及型钢为Q235-B。管材、钢丝绳、角钢、钢丝绳卡、连接螺栓等供料到现 场应具有产品说明书、质量说明书、产品合格证。
5.2.2钢管外径的允许偏差应为±3.0mm，管壁厚度允许偏差应为管壁±10%。
5.2.3委托有资质的单位进行跨越主索和吊索钢丝绳的预张拉，在业主、监理、施工单位的参与下严格按设计要求的预张拉实施步骤进行预张拉，并做好记录。
5.2.4单根钢丝绳正常使用状态工作拉力为60KN。施工中所用的钢丝绳，应在设计拉力状态下进行下料。 5.3塔架制作
5.3.1由于受地形、交通等因素的影响，塔架制作均在悬索跨越现场进行施工 5.3.2所有钢构件在制作前均放1：1施工大样，复核无误后方可下料施工。钢 材加工前应进行校正、平整，以免影响制作精度。
5.3.3除地脚螺栓外，钢结构构件上螺栓钻孔直径比螺栓直径大1.5～2.0mm。
5.3.4塔架立柱、横梁及水平梁采用Q235B或20#钢管制作，斜杆、节点板、水平及交叉支撑、封头钢板，柱脚板为Q235-B，焊接采用E4315焊条，连接螺栓为C级普通螺栓4.6级。
5.3.5塔架焊接应由具有相应资质的焊工按照焊接作业指导书进行焊接，焊缝质量等级：立柱的链接焊缝为全熔透坡口焊，焊缝质量控制等级为二级，其余均为三级。
5.3.6塔架就位前用粉线拉支柱下部水平角度，粉线对角拉中心交叉紧贴，观察支柱外径平行角度，长出部分氧气切割，砂轮机打磨光滑。 5.4塔架基础和主索锚固墩
5.4.1塔架基础采用C30钢筋混凝土，钢筋HPB235（?）强度设计值fy=210MPa。HPB335（?）强度设计值fy=300MPa。垫层为C10混凝土，固定管墩用混凝土现场浇注。混凝土保护层除底板为70mm，其余均为35mm。
5.4.2主索锚固墩采用C25钢筋混凝土，钢筋HPB235（?）强度设计值fy=210MPa。HPB335（?）强度设计值fy=300MPa。垫层为C10素混凝土。
5.4.3地锚水泥灌注时将预制好的锚管按方位、角度固定，严格控制钢管外露600mm，否则安装主索，后拉索钢丝绳有困难。
5.5塔架基础地基处理及回填
5.5.1地基采用大开挖，开挖宽度宽出基础边缘2m；开挖深度为基础底面下2m。5.5.2基坑回填采用素土分层压实回填，压实系数不得小于0.97，基础下做到 600厚的2：8灰土垫层，压实系数不得小于0.95。后锚墩受力面用2：8 灰土回填，压实系数大于0.95，其余均采用素土回填，压实系数大于0. 95.混凝土浇注应振捣密实。
5.5.3基础顶面标高无误，土建基础施工应有上部塔架施工作业组配合，确保预埋锚栓位置尺寸准确。
5.5.4锚墩顶面及宽出外缘6.0m范围内以坡度≧5%坡向四周，以利排水。
56塔架就位安装以及后拉索固定
5.6.1左右支架竖立前进行基础验收交接。验收基础的基准线，水平度，铁件，螺栓尺寸外露丝有无损坏。
5.6.2右塔架采用25T吊车吊装就位；左塔架预制完成后，由于受地形等外界因素的影响，吊车无法进入施工现场，左塔架就位安装时，在右岸山坡上预埋地锚，将钢丝绳绕过左塔架，一端连在地锚上，另一端连接挖掘机，通过挖掘机缓慢移动及人工配合，完成左塔架的就位。
5.6.3在塔架安装时,选用Φ15的钢丝绳,吊装时应统一指挥,随时注意钢绳接头等是否异常,发现异常果断采取措施处理。
5.6.4核对基础和支架尺寸使左右支架长宽中心和基础中心一致，标高方位正确。
5.6.5塔架竖立前将后拉索、两侧稳定索上部在地面上卡好固定，并将其余部分盘起用8#铅丝绑扎在塔架侧，塔架竖立后解开捆绑的8#铅丝减少稳定锁在上部 固定时的高空作业。
5.6.6在对应的地锚上安装固定后拉索以及两侧稳定索。 5.7钢丝绳连接
5.7.1钢丝绳的连接包括：主索与锚墩连接、后拉索与锚墩及塔架连接、吊索与吊架及主索连接。
5.7.2主索连接。主索跨过支架顶部在塔架架顶部不切断，直接固定在锚墩上。通过在锚
墩中预埋锚管预埋件，主索绕过锚管通过绳夹固定在锚管上。
5.7.3后拉索连接。后拉索上端绕过塔架顶部用绳夹固定，下端连接在锚墩的锚管上。
5.7.4吊索连接。吊索上端通过U型螺栓及夹块固定在主索上（夹块为加工件），下端采用成品花篮螺栓连接在吊架上。吊索与上端U型螺栓及花篮螺栓连接处均设有套环，套环应根据吊索钢丝绳规格选用，套环绕过U型螺栓，钢丝绳绕过套环并通过绳夹固定。 5.8主索安装
5.8.1根据地形选择Y140桩附近作为预配施工现场。
5.8.2选用Φ12.5×6×37钢丝绳作为牵引绳，在左支架的支柱下部挂导向滑轮（单轮5T）。先用人工将Φ12mm白棕绳从右岸拉到左岸，绕过导向滑轮回 到右岸，再通过白棕绳把牵引绳拉到对面，牵引动力可用人工和机械设备。 为防止钢丝绳的重力滑向沟底，把没被牵引的一头用钢丝绳卡固定在支柱 上。在沟底有施工人员对绳索进行检查防止绳索打结等情况的发生。
5.8.3牵引绳的目的就是将主索和主管线安全平稳的拉到沟对面。
5.8.4牵引绳就位后，在跨越右边将主索（Φ40×6×37）用吊车吊起，然后用人拉开放劲摆顺，用牵引绳时将主索牵引到对面，绕过塔架，将左端固定在地锚上面。在右端将主索预留出足够长度，在右支架前端将主索临时固定，防止钢丝绳滑落，然后将钢丝绳夹块、U型螺栓、索具套环、吊索按照图纸要求依次套入主索内，在右支架后端将主索绕过地锚Φ159×8锚管卡好绳卡，再用吊车把主索吊起放入支架顶部横梁鞍座内，将所有的钢丝绳夹块、套环等都聚拢在右支架附近。两主索按同样方法完成。
5.8.8钢索丈量应考虑端部的锚固端预留长度,钢索切割可采用火焰切割法。
5.8.9钢丝绳截断位置的两侧均应用细铁丝缠绕捆扎不少于200mm长度，以防其松散。
5.9管段跨越安装
5.9.1管段跨越安装前，在右支架作业平台上完成管段的组对焊接、100%射线检测、防腐保温等各项工作，各卡具等的防腐均完成，所用螺母、螺栓、绳夹、夹块等均需做镀锌防腐处理。管段预制长度84m，并检验合格，管线的头上焊堵板挂耳，配U型环固定牵引绳。
5.9.2将牵引绳与管段右端连接固定，起管段的牵引作用。在主索上最左端吊索左边挂5T U型环，管线上挂尼龙吊扣，5T倒链将管段左端提起。在管线上每隔4m间距安装吊架，并将吊架与吊索、钢丝绳夹块依次连接固定。
5.9.3索跨左端用卷扬机利用牵引绳边牵引管段，边安装吊架并与吊索、钢丝绳夹块连接固定，在连接时要确保吊索的垂直长度，并用吊车配合管段的运送，完成管段牵引。 5.9.4调整两端的联系绳，并在一端用倒链拉动管段调整，确保吊索垂直，并且吊索的位
置与主索上标识的位置一致，然后固定联系绳，联系绳在塔架顶部主管上固定。
5.9.5在后拉索的地锚管上，挂两个10T倒链，主索上卡绳扣，两个倒链收紧主索，拉动后拉地锚管上的两个10T倒链，使主索和管线受力调整挠度，管线中间起拱大于500mm，从两端进行调整，不能从一端调整。
5.9.6管道安装前，悬空段两头的管沟均开挖一段距离，保证管段安装后接触地面部分能安装在管沟内，不影响垂直方向和水平方向的调整。 5.10吹扫试压
5.10.1跨越管段在组装、焊接完并经检验合格后应单独进行吹扫，并且采用洁净水作为试压介质，进行强度试验和严密性试验。
强度试压：强度试验压力为12Mpa，稳压时间不得小于4h。 严密性试压：试验压力为8.0Mpa，稳压时间不得小于24h。
5.10.2在试验稳压时间内无异常变化，无渗漏，压降不大于1%的试验压力为合格（且小于等于0.1Mpa）。
5.10.3管段单独试压合格后应及时与两端线路连接，且连接时不应出现使跨越管段发生强制变形的连接，如不能及时连头应采用封板临时封堵。 5.11防护工程
5.11.1塔架基础周围做混凝土散水，散水宽度宽出基础支墩外沿不小于2.0m，并以5%坡度坡向四周，同时在距散水以外5m范围内将场地做不小于3%的排水坡。
5.11.2 塔架四周做1.8m高钢防护栏，设0.8m宽小门，护栏距塔架柱脚距离不小于1.0m，护栏应与散水可靠连接。
5.11.3锚墩部位埋在土中的金属件及钢丝绳应增加两层玻璃丝布和三道热沥青防护，后拉索除表面防护外，应自锚墩顶面到地面上1.0m范围内采用钢管保护，钢管直径较钢丝绳直径大50mm，钢管两端采用绝缘材料密封。
5.11.4塔架及锚固墩附近如有影响其安全的集水坑、落水洞等应用素图夯填密实。
6 主要施工机具、计量器具
7 施工手段用料

8质量保证措施
8.1管段加工前,应逐根将管内泥土、杂物清除干净。管端切割坡口后，应将边缘的毛刺、熔渣、氧化铁、油污等清除干净，表面应光洁平整。钢管加工后，端面应垂直于钢管中心线，其允许偏差不得超过1mm。
8.2组对错边量不得大于1.0mm。
8.3焊条使用前，应按出厂说明书的规定进行烘烤、保温。现场使用时应将焊条装入保温筒内，随用随取。
8.4在雨天、风速超过5
8 质量保证措施
8.1管段加工前,应逐根将管内泥土、杂物清除干净。管端切割坡口后，应将边缘的毛刺、熔渣、氧化铁、油污等清除干净，表面应光洁平整。钢管加工后，端面应垂直于钢管中心线，其允许偏差不得超过1mm。
8.2组对错边量不得大于1.0mm。
8.3焊条使用前，应按出厂说明书的规定进行烘烤、保温。现场使用时应将焊条装入保温筒内，随用随取。
8.4在雨天、风速超过5.0m/s、相对湿度超过90%的环境下，若不采取有效防护措施，应停止野外焊接。
8.5焊缝焊完后,应及时进行外观检查，检查合格后应进行无损探伤，环向焊缝应按100%X射线探伤。射线探伤符合《石油天然气钢质管道无损检测》（SY4109-2005）有关要求，Ⅱ级为合格。
8.6跨越工程的施工质量标准应符合下列规定：
①跨径允许偏差为±50mm。
②轴线平面位移偏差为±20mm。
8.7主索预张拉后，应丈量确定切割位置，并在切割的两侧用细铁丝捆扎，其捆扎长度每端宜为200-300mm。
8.8主索和侧向稳定索制备好后，用6×37+IWR-1670绳索作为托索，采用吊装法就位。
8.9主索吊引就位后，应及时用绳卡卡紧锚固。为保证施工人员在桥架上施工作业的安全,主索就位后,在塔架上再就位一条6×37+FC-1670的辅助索,以方便作业人员挂安全带,保证施工安全。
8.10主索和侧向稳定索的全部连接件，安装调节完毕后，所有螺纹均应涂底腊防腐油，并用塑料薄膜包扎整齐。
8.11悬索跨支架底脚与基础埋件除图中已注明外，其余均为沿长度满焊。焊缝高度：当板厚≤6mm时，hf=较小构件厚度，当板厚＞6mm时hf=较小构件厚度-1mm。
8.12钢丝绳表面涂黄油，另在锚固处和埋入土中部分增加两层玻璃布和三道热沥青防腐。支架、吊架、吊环、管卡、管托、锚板等露明铁件刷防腐漆一道，灰色调和漆两道。 9 施工安全措施
为了认真贯彻”安全第一,预防为主”的安全生产方针,杜决各类事故的发生,结合悬索桥上高空施工的特点,特制定以下安全措施:
9.1参加施工人员要进行安全教育，技术交底。树立安全意识和责任意识。
9.2跨越时要在沟边设明显的标识，防止作业人员掉入沟下，从沟沿到沟下行走时要有人员监控，随时联络防止意外伤害。
9.3拉牵引绳和主管线时要统一行动，专人指挥，不要盲目施工。施工时应指派安全人员到现场,统一指挥安全戒备。
9.4高空作业人员要有安全带，安全帽，不要从高处扔工具、小料。
9.5现场用的吊车停放时，检查周围是否有沟坑，千斤下面垫道木压实。
9.6对材料及设备应派专人看护,保证不被盗运破坏,对易燃易爆品应设置警戒区并派专人负责管理。
9.7安全员和各作业组每天的安全生产内容要详细记录。