頂管穿越公路安全評價

1、第一章概述1.1工程概況本工程所鋪設(shè)的道路兩側(cè)防護林供水管道需要G20（青銀高速）K1374+120 ; S11（鹽紅高速）K5+550 ;G307K1173+680; S302 （鹽柳路）K23+500、K22+550 ;G20（青銀高速）K1373+750 處鹽池至青山匝道處穿越， 擬采用 頂管法穿越公路，輸水管道管徑為e63PE管，外套巾75鋼套管。管道需沿 G307K1172+500 至K1177+000 道路右側(cè)距 路坡腳 15-18 米； S302 （鹽柳路）K22+050 至 K24+850 道路右側(cè)距路坡腳 10-30米、K23+500至K25+250道路左 側(cè)距路坡腳10-2

2、0米；S11 （鹽紅高速）K3+500至K6+500 道路左側(cè)距路坡腳 10-30米；G20（青銀高速）K1374處定邊 至青山匝道右側(cè)距路坡腳15-30米處埋設(shè)。王圈梁匝道兩側(cè)綠化供水管道穿越 G20（青銀高速）K1373+700- K1374+200 處 匝道青山至鹽池 3處；青山至定邊 2處；鹽池、定邊至青山 3 處，擬采用在立交下開挖，輸水管道管徑為e63PE管，外套巾75鋼套管。為規(guī)范基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之間的關(guān)系，減少涉路工程對現(xiàn)有公 路安全的影響，為公眾由行、公共安全提供保障，最大限度地 發(fā)揮公路的社會效益和經(jīng)濟效益。1.2評估依據(jù)1、中華人民共和國公路法(2004年修正)；2、中華人民

3、共和國公路管理條例(2008年修正)；3、公路安全保護條例(2011年7月1日施行)；4、路政管理規(guī)定(2003年)；5、寧夏回族自治區(qū)收費公路管理條例(2006 );6、公路工程技術(shù)標準(JTGB01-2003 );7、公路項目安全性評價指南(JTG/TB05-2004 );8、公路路線設(shè)計規(guī)范(JTGD20-2006 );9、公路路基設(shè)計規(guī)范(JTGD30-2004 );10、市政道路、排水管道成品與半成品施工及驗收規(guī)程(DGJ08-87-2000 );11、市政排水管道工程施工及驗收規(guī)程(DBJ08-220-96 );12、混凝土強度檢驗評定標準(GBJ107-87 );13、給水排水管

4、道工程施工及驗收規(guī)范 (GB50268-2008 );15、頂管施工技術(shù)及驗收規(guī)范(中國非開挖技術(shù)協(xié)會2010 );16、給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程(CECS 246-2008 );17、委托單位提供的設(shè)計施工方案。1.3工作內(nèi)容本次評估站在公正、客觀、科學(xué)的立場上，按照“安全、 經(jīng)濟”的原則，對管道工程頂管穿越公路方案安全性進行評價, 主要包括以下內(nèi)容：1、穿越段管道角度、埋深等是否滿足規(guī)范；2、穿越處路面沉降驗算、頂管穩(wěn)定性驗算；3、工作井、接收井方案是否合理性；4、施工方案、安全措施及應(yīng)急預(yù)案是否滿足要求。第二章 涉及的相關(guān)法規(guī)、標準及規(guī)定為加強涉路工程建設(shè)和管理，促進公路事業(yè)發(fā)展，保障公

5、路 工程可靠、運營安全，與環(huán)境協(xié)調(diào)，可持續(xù)發(fā)展，國家、交通部 以及各級地方政府和相關(guān)行業(yè)部門頒布了一系列法律、法規(guī)和規(guī) 范標準，其中與本項目安全性評估相關(guān)的條文如下：1、公路安全保護條例（2011年7月1日施行）：第二十七條進行下列涉路施工活動，建設(shè)單位應(yīng)當向公路管 理機構(gòu)提由申請：（一）因修建鐵路、機場、供電、水利、通信等建設(shè)工程需 要占用、挖掘公路、公路用地或者使公路改線；（二）跨越、穿越公路修建橋梁、渡槽或者架設(shè)、埋設(shè)管道、 電纜等設(shè)施；（三）在公路用地范圍內(nèi)架設(shè)、埋設(shè)管道、電纜等設(shè)施；（四）利用公路橋梁、公路隧道、涵洞鋪設(shè)電纜等設(shè)施；（五）利用跨越公路的設(shè)施懸桂非公路標志；（六）在公路

6、上增設(shè)或者改造平面交叉道口；（七）在公路建筑控制區(qū)內(nèi)埋設(shè)管道、電纜等設(shè)施。第二十八條申請進行涉路施工活動的建設(shè)單位應(yīng)當向公路管理機構(gòu)提交下列材料：（一）符合有關(guān)技術(shù)標準、規(guī)范要求的設(shè)計和施工方案；（二）保障公路、公路附屬設(shè)施質(zhì)量和安全的技術(shù)評價報告;（三）處置施工險情和意外事故的應(yīng)急方案。公路管理機構(gòu)應(yīng)當自受審申請之日起20日內(nèi)作由許可或者不予許可的決定；影響交通安全的，應(yīng)當征得公安機關(guān)交通管理 部門的同意；涉及經(jīng)營性公路的， 應(yīng)當征求公路經(jīng)營企業(yè)的意見； 不予許可的，公路管理機構(gòu)應(yīng)當書面通知申請人并說明理由。2、中華人民共和國公路法（2004年修正）有關(guān)規(guī)定：第四十五條：跨越、穿越公路修建橋

7、梁、渡槽或者架設(shè)、埋設(shè)管線等設(shè)施的，以及在公路用地范圍內(nèi)架設(shè)、埋設(shè)管線、電纜 等設(shè)施的，應(yīng)當事先經(jīng)有關(guān)交通主管部門同意，影響交通安全的,還須征得有關(guān)公安機關(guān)的同意；所修建、架設(shè)或者埋設(shè)的設(shè)施應(yīng) 當符合公路工程技術(shù)標準的要求。對公路造成損壞的，應(yīng)當按照 損壞程度給予補償。3、路政管理規(guī)定（2003年）有關(guān)規(guī)定：第十條跨越、穿越公路，修建橋梁、渡槽或者架設(shè)、埋設(shè)管 線等設(shè)施，以及在公路用地范圍內(nèi)架設(shè)、埋設(shè)管（桿）線、電纜 等設(shè)施，應(yīng)當按照公路法第四十五條的規(guī)定，事先向交通主 管部門或者其設(shè)置的公路管理機構(gòu)提交申請書和設(shè)計圖。本條前款規(guī)定的申請書包括以下主要內(nèi)容：（一）主要理由；（二）地點（公路名稱

8、、樁號及與公路邊坡外緣或者公路界 樁的距離）；（三）安全保障措施;（四）施工期限；(五)修復(fù)、改建公路的措施或者補償數(shù)額。4、公路工程技術(shù)標準(JTGB01-2003 )有關(guān)規(guī)定：第8.6.1電訊線、電力線、電纜、管道等均不得侵入公路建筑限界，不得妨害公路交通安全，并得損害公路的構(gòu)造和設(shè)施。5、公路路線設(shè)計規(guī)范(JTGD20-2006 )有關(guān)規(guī)定：第12.5.4公路與管道相交，以垂直交叉為宜。必須斜交時， 其交叉角度宜不小于60 ;受地形條件或其他特殊情況限制時應(yīng)不小于45 o6、給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范(GB 50268 2008 )有關(guān)規(guī)定第1.0.3給排水管道工程所用的原材料、半成

9、品、成品等產(chǎn) 品的品種、規(guī)格、性能必須符合國家有關(guān)標準的規(guī)定和設(shè)計要求； 接觸飲用水的產(chǎn)品必須符合有關(guān)衛(wèi)生要求。嚴禁使用國家明令淘 汰、禁用的產(chǎn)品。第3.1.5 施工單位在開工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計，對關(guān)鍵的分項、分部工程應(yīng)分別編制專項施工方案。施工組織設(shè)計、專項 施工方案必須按規(guī)定程序?qū)徟髨?zhí)行，有變更時要辦理變更審批。7、頂管施工技術(shù)及驗收規(guī)范(中國非開挖技術(shù)協(xié)會 2010) 有關(guān)規(guī)定；第1.0.8 一般情況下，頂管的覆土厚度不小于3m ,或者不小于1.5倍的管道外徑，否則應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施。第1.0.9在進行頂管工程施工設(shè)計前，應(yīng)對施工線路進行工程勘察，調(diào)查分析施工區(qū)域的水文地質(zhì)和工程地

10、質(zhì)情況，充分掌 握與頂進施工有關(guān)的現(xiàn)場資料。施工人員必須根據(jù)設(shè)計圖紙、技 術(shù)標準和現(xiàn)場施工條件等因素，認真編寫施工組織設(shè)計，對操作 人員進行詳細技術(shù)交底，明確職責(zé)分工。第1.0.11應(yīng)與有關(guān)部門簽訂施工配合協(xié)議。在頂進作業(yè)前， 對周圍的建筑物和地下設(shè)施采取相應(yīng)的防護措施，避免造成意外 事故。在頂進過程中，應(yīng)對周圍重大建筑物、頂進力、后座墻進 行測量監(jiān)控。測量監(jiān)控方案應(yīng)納入施工組織設(shè)計或施工技術(shù)方案 中。第3.1.1頂管施工組織設(shè)計應(yīng)包括如下主要內(nèi)容：a.工程概況：主要介紹施工場地的特征，水文地質(zhì)和工程地 質(zhì)概況、合同工期、施工設(shè)計的各項重要指標等內(nèi)容。b.業(yè)主或發(fā)包單位簡介。c.承包商或施工單

11、位簡介。d.施工準備工作計劃。e.施工順序與施工進度計劃。f.施工方法和施工設(shè)備選擇。g.施工平面布置圖。h.施工技術(shù)措施（包括工程質(zhì)量保證和安全施工措施等）和工程監(jiān)理等。i.施工區(qū)域及施工范圍： 施工范圍應(yīng)在施工所在地區(qū)適當比例 的地圖上用較明顯的線條表示由來。并且標明所頂管子的口徑、延長米等。j.工作量：指標明的主要實物工作量，如工作井、接收井的數(shù) 量，各類管徑頂管的總延長米數(shù)。根據(jù)具體情況，也可同時標明 貨幣工作量。k.勞動力與物資需用計劃。第4.0.2.4按土的穩(wěn)定系數(shù)Nt的計算和對地面沉降的控制要求選擇頂管機的結(jié)構(gòu)形式以及地面沉降控制技術(shù)措施，其計算公 式如下:土的重度h 地面至機頭

12、中心的高度q地面超載n折減系數(shù)，一般取1Su 土的不排水抗剪強度當Nt A 6時，且地面沉降控制要求很高時，因正面土體流 動性很大，需采用封閉式頂管機頭。當4Nt P,后座反力能滿足頂進要求。6、沉降計算穿越施工引起的地面沉降計算方法主要有經(jīng)驗法和解析法。 目前工程界常采用 Peck提由的地面沉降橫向分布估算公式： 2 二 Sx= Smax ?e 2i2smax = v1 / 2.5i式中S（x）為地面沉降量（m） ; x為離頂管軸線的水平距離（m）; Smax為管道軸線上方的最大地面沉降量（m） ； i為地面沉降槽寬度系數(shù)（m） ; Vl為管道單位長度的土體損失量（m 3/m）,通常采用挖掘

13、面面積的百分率來估算土體損失的大小，令刀為土體損失百分率，則Vl=兀2 T。n取值根據(jù)管道所處層位的土體性質(zhì)確定，自穩(wěn)性差、易流失的土取大值。i的經(jīng)驗公式為：i = H /（2.5?tg（45 - - 2）式中：H為頂管埋置深度（m） ”為土的內(nèi)摩擦角。本工程土層失土率不取4% ,分別按施工方案埋深和按規(guī)范計算要求埋深進行計算，結(jié)果如下表：路面沉降量計算結(jié)果管道外徑（m埋深（m）計算沉降（mm備注頂管1.275.71頂管1.28.34.1參考給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程（CECS246 : 2008 ）規(guī)定“穿越施工造成的公路路面沉降量應(yīng)小于或等于20mm工穿越處路面沉降滿足要求。6、孔壁穩(wěn)定性驗

14、算管道頂進時，孔壁及其附近的力學(xué)平衡受到破壞，如不采取 防護措施，在地層中極易發(fā)生孔壁的垮塌、流失、縮徑，即非開 挖水平孔失穩(wěn)破壞，這將嚴重影響非開挖施工的進行（如頂管受 阻等），甚至可能造成嚴重的安全事故（如路面塌陷等） ?？妆诜€(wěn)定平面應(yīng)力問題示意圖而孔壁巖土的失穩(wěn)破壞是由于成孔后孔壁地層內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化超過了其強度極限所導(dǎo)致的，因此將井壁單元體的應(yīng)力狀態(tài)與強度指標比較可得由孔壁巖土是否發(fā)生失穩(wěn)破壞的結(jié)論。管孔由于長度方向的尺寸通常比橫截面尺寸大得多，因此可 將近孔壁某點應(yīng)力問題作為平面應(yīng)力問題（圖3-1 ）研究。根據(jù)基爾斯公式，鉆孔近孔壁某點單元體應(yīng)力大小如下：；（I - 上 1 1

15、4 2 g 3 j sin 20由彈性力學(xué)理論，該點主應(yīng)力大小為：式中：t = P+ 入2（ 2卜0畫in = 2（1 -4）N二2- + 1 卜$2廿：口 = （lF ,與2三 +2 3烏2多卜0S4O ；Z = 1/（1 - /式中：P一上覆土層垂直應(yīng)力；ro 一鉆孔半徑；一所求點半徑；9一所求點與圓心的連線與垂直軸的夾角；以一泊松比；%采用彈力學(xué)中規(guī)定符號的反號為正。鉆孔孔壁發(fā)生破壞失穩(wěn)的根本原因是孔壁某點單元體最大剪應(yīng)力超過土的極限抗剪強度所致。根據(jù)莫爾 -庫倫破壞準則，也稱 土的極限平衡條件?？膳袛嚆@孔是否發(fā)生破壞坍塌。若:則孔壁破壞，反之則孔壁穩(wěn)定?？妆谌羝茐模瑢⑾葟目妆陧敳块_始破

16、壞，因此本次對孔壁頂 部點進行穩(wěn)定性分析，則各參數(shù)取值計算如下：丫 =18.4kN/m3; r0=r； 8=0; 由 0.25; C=30kpa , 630計算結(jié)果如下：埋深P(T 13 31 1f備注mkpakpakpakpa7138414414648.58.3153458458707根據(jù)計算結(jié)果，。i mf ,本工程頂管 孔壁穩(wěn)定性滿足要求7、安全措施本工程的施工等將會對道路安全造成一定的安全隱患，施工方案中安全措施較為簡略，應(yīng)補充詳盡。參考類似項目經(jīng)驗，施 工中主要安全措施如下，可供施工單位參考。(1)工作井、接收井周圍做好硬性圍護欄，圍擋前后內(nèi)禁止停車，并按規(guī)定設(shè)置警示牌和警示燈；(2

17、)夜間施工時設(shè)置照明，配置適當警示標志；(3)開挖部位及時開挖、及時恢復(fù)，并采取相應(yīng)措施保證安全；(4)開挖土方不亂拋，集中堆放及時運由；(5)雨前對土體和支護進行檢查，并采取排水、防護措施，雨后對土體和支護進行檢查；(6)雨季施工各種車輛機械不得在開挖基礎(chǔ)邊緣2m內(nèi)行駛、停放；(7)對于危險區(qū)域，應(yīng)樹立標識牌、警示牌，并派專人24小時值班，待土建施工結(jié)束回填后，再拆除圍擋。同時，針對鉆進過程中可能由現(xiàn)的施工危險也提由應(yīng)對措施:作業(yè) 活動危險因素可能導(dǎo) 致的事 故涉及的 相關(guān)方具體控制措施施工管線測量不完善傷人施工人員 及群眾準確測量地下管線布置情 況，作好記錄，施工人員清 晰管線布置情況后方

18、可施ZCo未經(jīng)三級技術(shù)交底 進行施工人員傷 害施工人員未二級進仃技術(shù)交底禁止施 工，交底明確后方可施工焊機電源線破損殘舊，電 源線與開關(guān)接觸不良觸電施工人員更新電源線電焊作業(yè)工作間斷時 不切斷電源觸電施工人員工作間斷切斷電源雨中進行電焊觸電施工人員停止電焊或在有遮雨措施情況下進行工作無圖紙、無施工方 某施工人員傷 害施工人員禁止施工，加強圖紙的索取 和方案的編制施工過程在工作坑內(nèi)休息坍塌傷 人施工人員禁止在坑內(nèi)停留休息施工用電及接地不規(guī)范觸電施工人員嚴格執(zhí)彳L機一切閘制并有 良好的接地施工時機械扭力過大傷人施工人員嚴格按操作規(guī)程執(zhí)行施工現(xiàn)場夜間 未設(shè)危險警示燈傷人施工人員設(shè)置警示燈及其他危險標

19、志施工范圍的圍敝小規(guī)范傷人施工人員、群 眾按規(guī)范要求進行圍蔽施工8、場地恢復(fù)(1)回填工作井、接收井頂板施工完畢后上部應(yīng)填土壓實。 對地表沾染的土，應(yīng)集中外運后統(tǒng)一處理。(2)地貌恢復(fù)將工作井、接收井周圍隔離物、井場內(nèi)外警示牌、標識牌裝車運走；井場內(nèi)施工及生活廢棄物拉運至垃圾場；恢復(fù)原有地貌。9、應(yīng)急預(yù)案施工方案中應(yīng)急預(yù)案較簡略，應(yīng)針對施工中可能發(fā)生的各種 意外，制定詳盡的應(yīng)急預(yù)案。參考類似項目，頂管穿越施工主要 安全防范重點為：施工過程中的路面沉降、塌陷事故、地下管線 破壞、交通事故等，對應(yīng)應(yīng)急預(yù)案如下：(1)工作井、接收井基坑施工SMW工法樁所用材料應(yīng)加強檢測，嚴格按照規(guī)范施工，從源頭上把

20、好質(zhì)量關(guān)； 基坑開挖時應(yīng)注意監(jiān)測地下水位、支護及周邊沉降，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即處理(2)頂管時路面沉降、塌陷選用優(yōu)質(zhì)管材，加強材料檢測，嚴格按照規(guī)范施工，從源 頭上把好質(zhì)量關(guān)； 事先與交警、路政部門溝通，確定臨時應(yīng)急路線，一旦發(fā) 生事故可從應(yīng)急道路繞行；施工過程中，確實做好潤滑減阻，根據(jù)地面變化和地下水 位情況等因素及時調(diào)整壓力和潤滑漿量；委托第三方監(jiān)測單位對拉管施工穿越道路進行沉降監(jiān)測。 第三方監(jiān)測在保證公路的運行安全情況下進行，在施工前和施工 時進行監(jiān)測；如發(fā)現(xiàn)路面沉降超生預(yù)警值時應(yīng)立即停止作業(yè)，立即找由原因，及時調(diào)整方案并采取相應(yīng)措施，待沉降得到控制后才可繼 續(xù)施工；若路面沉降無法控制，立即停止作業(yè)進行注漿工作進行加 固土體，地面注漿材料采用純水泥漿，注漿壓力 0.51.0Mpa , 土體加固深度為8.0m ,并邀請相關(guān)專家進行方案調(diào)整，確保路面的安全；若路面塌陷，立即停止施工并上報路政、交警部門，用彩 鋼圍檔板封閉塌陷部位路面，進行道路封閉或?qū)胁⒃O(shè)置警示標 牌，并派專人指揮交通，利用事先確定的應(yīng)急路線繞行。夜間， 在圍板處設(shè)置警示紅燈、照明燈； 塌陷段視情況，采用挖除重新填筑路基路面或鉆孔灌注1:2.5細砂水泥處理，處理后拆除圍檔，恢復(fù)交通。(2)頂管時地下管線破壞在拉管施工前與各相關(guān)部門聯(lián)系，確認施工范圍內(nèi)