顶管穿越公路安全评价

1、第一章概述1.1工程概况本工程所铺设的道路两侧防护林供水管道需要G20（青银高速）K1374+120 ; S11（盐红高速）K5+550 ;G307K1173+680; S302 （盐柳路）K23+500、K22+550 ;G20（青银高速）K1373+750 处盐池至青山匝道处穿越， 拟采用 顶管法穿越公路，输水管道管径为e63PE管，外套巾75钢套管。管道需沿 G307K1172+500 至K1177+000 道路右侧距 路坡脚 15-18 米； S302 （盐柳路）K22+050 至 K24+850 道路右侧距路坡脚 10-30米、K23+500至K25+250道路左 侧距路坡脚10-2

2、0米；S11 （盐红高速）K3+500至K6+500 道路左侧距路坡脚 10-30米；G20（青银高速）K1374处定边 至青山匝道右侧距路坡脚15-30米处埋设。王圈梁匝道两侧绿化供水管道穿越 G20（青银高速）K1373+700- K1374+200 处 匝道青山至盐池 3处；青山至定边 2处；盐池、定边至青山 3 处，拟采用在立交下开挖，输水管道管径为e63PE管，外套巾75钢套管。为规范基础设施建设之间的关系，减少涉路工程对现有公 路安全的影响，为公众由行、公共安全提供保障，最大限度地 发挥公路的社会效益和经济效益。1.2评估依据1、中华人民共和国公路法(2004年修正)；2、中华人民

3、共和国公路管理条例(2008年修正)；3、公路安全保护条例(2011年7月1日施行)；4、路政管理规定(2003年)；5、宁夏回族自治区收费公路管理条例(2006 );6、公路工程技术标准(JTGB01-2003 );7、公路项目安全性评价指南(JTG/TB05-2004 );8、公路路线设计规范(JTGD20-2006 );9、公路路基设计规范(JTGD30-2004 );10、市政道路、排水管道成品与半成品施工及验收规程(DGJ08-87-2000 );11、市政排水管道工程施工及验收规程(DBJ08-220-96 );12、混凝土强度检验评定标准(GBJ107-87 );13、给水排水管

4、道工程施工及验收规范 (GB50268-2008 );15、顶管施工技术及验收规范(中国非开挖技术协会2010 );16、给水排水工程顶管技术规程(CECS 246-2008 );17、委托单位提供的设计施工方案。1.3工作内容本次评估站在公正、客观、科学的立场上，按照“安全、 经济”的原则，对管道工程顶管穿越公路方案安全性进行评价, 主要包括以下内容：1、穿越段管道角度、埋深等是否满足规范；2、穿越处路面沉降验算、顶管稳定性验算；3、工作井、接收井方案是否合理性；4、施工方案、安全措施及应急预案是否满足要求。第二章 涉及的相关法规、标准及规定为加强涉路工程建设和管理，促进公路事业发展，保障公

5、路 工程可靠、运营安全，与环境协调，可持续发展，国家、交通部 以及各级地方政府和相关行业部门颁布了一系列法律、法规和规 范标准，其中与本项目安全性评估相关的条文如下：1、公路安全保护条例（2011年7月1日施行）：第二十七条进行下列涉路施工活动，建设单位应当向公路管 理机构提由申请：（一）因修建铁路、机场、供电、水利、通信等建设工程需 要占用、挖掘公路、公路用地或者使公路改线；（二）跨越、穿越公路修建桥梁、渡槽或者架设、埋设管道、 电缆等设施；（三）在公路用地范围内架设、埋设管道、电缆等设施；（四）利用公路桥梁、公路隧道、涵洞铺设电缆等设施；（五）利用跨越公路的设施悬桂非公路标志；（六）在公路

6、上增设或者改造平面交叉道口；（七）在公路建筑控制区内埋设管道、电缆等设施。第二十八条申请进行涉路施工活动的建设单位应当向公路管理机构提交下列材料：（一）符合有关技术标准、规范要求的设计和施工方案；（二）保障公路、公路附属设施质量和安全的技术评价报告;（三）处置施工险情和意外事故的应急方案。公路管理机构应当自受审申请之日起20日内作由许可或者不予许可的决定；影响交通安全的，应当征得公安机关交通管理 部门的同意；涉及经营性公路的， 应当征求公路经营企业的意见； 不予许可的，公路管理机构应当书面通知申请人并说明理由。2、中华人民共和国公路法（2004年修正）有关规定：第四十五条：跨越、穿越公路修建桥

7、梁、渡槽或者架设、埋设管线等设施的，以及在公路用地范围内架设、埋设管线、电缆 等设施的，应当事先经有关交通主管部门同意，影响交通安全的,还须征得有关公安机关的同意；所修建、架设或者埋设的设施应 当符合公路工程技术标准的要求。对公路造成损坏的，应当按照 损坏程度给予补偿。3、路政管理规定（2003年）有关规定：第十条跨越、穿越公路，修建桥梁、渡槽或者架设、埋设管 线等设施，以及在公路用地范围内架设、埋设管（杆）线、电缆 等设施，应当按照公路法第四十五条的规定，事先向交通主 管部门或者其设置的公路管理机构提交申请书和设计图。本条前款规定的申请书包括以下主要内容：（一）主要理由；（二）地点（公路名称

8、、桩号及与公路边坡外缘或者公路界 桩的距离）；（三）安全保障措施;（四）施工期限；(五)修复、改建公路的措施或者补偿数额。4、公路工程技术标准(JTGB01-2003 )有关规定：第8.6.1电讯线、电力线、电缆、管道等均不得侵入公路建筑限界，不得妨害公路交通安全，并得损害公路的构造和设施。5、公路路线设计规范(JTGD20-2006 )有关规定：第12.5.4公路与管道相交，以垂直交叉为宜。必须斜交时， 其交叉角度宜不小于60 ;受地形条件或其他特殊情况限制时应不小于45 o6、给水排水管道工程施工及验收规范(GB 50268 2008 )有关规定第1.0.3给排水管道工程所用的原材料、半成

9、品、成品等产 品的品种、规格、性能必须符合国家有关标准的规定和设计要求； 接触饮用水的产品必须符合有关卫生要求。严禁使用国家明令淘 汰、禁用的产品。第3.1.5 施工单位在开工前应编制施工组织设计，对关键的分项、分部工程应分别编制专项施工方案。施工组织设计、专项 施工方案必须按规定程序审批后执行，有变更时要办理变更审批。7、顶管施工技术及验收规范(中国非开挖技术协会 2010) 有关规定；第1.0.8 一般情况下，顶管的覆土厚度不小于3m ,或者不小于1.5倍的管道外径，否则应采取相应的技术措施。第1.0.9在进行顶管工程施工设计前，应对施工线路进行工程勘察，调查分析施工区域的水文地质和工程地

10、质情况，充分掌 握与顶进施工有关的现场资料。施工人员必须根据设计图纸、技 术标准和现场施工条件等因素，认真编写施工组织设计，对操作 人员进行详细技术交底，明确职责分工。第1.0.11应与有关部门签订施工配合协议。在顶进作业前， 对周围的建筑物和地下设施采取相应的防护措施，避免造成意外 事故。在顶进过程中，应对周围重大建筑物、顶进力、后座墙进 行测量监控。测量监控方案应纳入施工组织设计或施工技术方案 中。第3.1.1顶管施工组织设计应包括如下主要内容：a.工程概况：主要介绍施工场地的特征，水文地质和工程地 质概况、合同工期、施工设计的各项重要指标等内容。b.业主或发包单位简介。c.承包商或施工单

11、位简介。d.施工准备工作计划。e.施工顺序与施工进度计划。f.施工方法和施工设备选择。g.施工平面布置图。h.施工技术措施（包括工程质量保证和安全施工措施等）和工程监理等。i.施工区域及施工范围： 施工范围应在施工所在地区适当比例 的地图上用较明显的线条表示由来。并且标明所顶管子的口径、延长米等。j.工作量：指标明的主要实物工作量，如工作井、接收井的数 量，各类管径顶管的总延长米数。根据具体情况，也可同时标明 货币工作量。k.劳动力与物资需用计划。第4.0.2.4按土的稳定系数Nt的计算和对地面沉降的控制要求选择顶管机的结构形式以及地面沉降控制技术措施，其计算公 式如下:土的重度h 地面至机头

12、中心的高度q地面超载n折减系数，一般取1Su 土的不排水抗剪强度当Nt A 6时，且地面沉降控制要求很高时，因正面土体流 动性很大，需采用封闭式顶管机头。当4Nt P,后座反力能满足顶进要求。6、沉降计算穿越施工引起的地面沉降计算方法主要有经验法和解析法。 目前工程界常采用 Peck提由的地面沉降横向分布估算公式： 2 二 Sx= Smax ?e 2i2smax = v1 / 2.5i式中S（x）为地面沉降量（m） ; x为离顶管轴线的水平距离（m）; Smax为管道轴线上方的最大地面沉降量（m） ； i为地面沉降槽宽度系数（m） ; Vl为管道单位长度的土体损失量（m 3/m）,通常采用挖掘

13、面面积的百分率来估算土体损失的大小，令刀为土体损失百分率，则Vl=兀2 T。n取值根据管道所处层位的土体性质确定，自稳性差、易流失的土取大值。i的经验公式为：i = H /（2.5?tg（45 - - 2）式中：H为顶管埋置深度（m） ”为土的内摩擦角。本工程土层失土率不取4% ,分别按施工方案埋深和按规范计算要求埋深进行计算，结果如下表：路面沉降量计算结果管道外径（m埋深（m）计算沉降（mm备注顶管1.275.71顶管1.28.34.1参考给水排水工程顶管技术规程（CECS246 : 2008 ）规定“穿越施工造成的公路路面沉降量应小于或等于20mm工穿越处路面沉降满足要求。6、孔壁稳定性验

14、算管道顶进时，孔壁及其附近的力学平衡受到破坏，如不采取 防护措施，在地层中极易发生孔壁的垮塌、流失、缩径，即非开 挖水平孔失稳破坏，这将严重影响非开挖施工的进行（如顶管受 阻等），甚至可能造成严重的安全事故（如路面塌陷等） 。孔壁稳定平面应力问题示意图而孔壁岩土的失稳破坏是由于成孔后孔壁地层内部应力状态发生变化超过了其强度极限所导致的，因此将井壁单元体的应力状态与强度指标比较可得由孔壁岩土是否发生失稳破坏的结论。管孔由于长度方向的尺寸通常比横截面尺寸大得多，因此可 将近孔壁某点应力问题作为平面应力问题（图3-1 ）研究。根据基尔斯公式，钻孔近孔壁某点单元体应力大小如下：；（I - 上 1 1

15、4 2 g 3 j sin 20由弹性力学理论，该点主应力大小为：式中：t = P+ 入2（ 2卜0画in = 2（1 -4）N二2- + 1 卜$2廿：口 = （lF ,与2三 +2 3乌2多卜0S4O ；Z = 1/（1 - /式中：P一上覆土层垂直应力；ro 一钻孔半径；一所求点半径；9一所求点与圆心的连线与垂直轴的夹角；以一泊松比；%采用弹力学中规定符号的反号为正。钻孔孔壁发生破坏失稳的根本原因是孔壁某点单元体最大剪应力超过土的极限抗剪强度所致。根据莫尔 -库伦破坏准则，也称 土的极限平衡条件。可判断钻孔是否发生破坏坍塌。若:则孔壁破坏，反之则孔壁稳定。孔壁若破坏，将先从孔壁顶部开始破

16、坏，因此本次对孔壁顶 部点进行稳定性分析，则各参数取值计算如下：丫 =18.4kN/m3; r0=r； 8=0; 由 0.25; C=30kpa , 630计算结果如下：埋深P(T 13 31 1f备注mkpakpakpakpa7138414414648.58.3153458458707根据计算结果，。i mf ,本工程顶管 孔壁稳定性满足要求7、安全措施本工程的施工等将会对道路安全造成一定的安全隐患，施工方案中安全措施较为简略，应补充详尽。参考类似项目经验，施 工中主要安全措施如下，可供施工单位参考。(1)工作井、接收井周围做好硬性围护栏，围挡前后内禁止停车，并按规定设置警示牌和警示灯；(2

17、)夜间施工时设置照明，配置适当警示标志；(3)开挖部位及时开挖、及时恢复，并采取相应措施保证安全；(4)开挖土方不乱抛，集中堆放及时运由；(5)雨前对土体和支护进行检查，并采取排水、防护措施，雨后对土体和支护进行检查；(6)雨季施工各种车辆机械不得在开挖基础边缘2m内行驶、停放；(7)对于危险区域，应树立标识牌、警示牌，并派专人24小时值班，待土建施工结束回填后，再拆除围挡。同时，针对钻进过程中可能由现的施工危险也提由应对措施:作业 活动危险因素可能导 致的事 故涉及的 相关方具体控制措施施工管线测量不完善伤人施工人员 及群众准确测量地下管线布置情 况，作好记录，施工人员清 晰管线布置情况后方

18、可施ZCo未经三级技术交底 进行施工人员伤 害施工人员未二级进仃技术交底禁止施 工，交底明确后方可施工焊机电源线破损残旧，电 源线与开关接触不良触电施工人员更新电源线电焊作业工作间断时 不切断电源触电施工人员工作间断切断电源雨中进行电焊触电施工人员停止电焊或在有遮雨措施情况下进行工作无图纸、无施工方 某施工人员伤 害施工人员禁止施工，加强图纸的索取 和方案的编制施工过程在工作坑内休息坍塌伤 人施工人员禁止在坑内停留休息施工用电及接地不规范触电施工人员严格执彳L机一切闸制并有 良好的接地施工时机械扭力过大伤人施工人员严格按操作规程执行施工现场夜间 未设危险警示灯伤人施工人员设置警示灯及其他危险标

19、志施工范围的围敝小规范伤人施工人员、群 众按规范要求进行围蔽施工8、场地恢复(1)回填工作井、接收井顶板施工完毕后上部应填土压实。 对地表沾染的土，应集中外运后统一处理。(2)地貌恢复将工作井、接收井周围隔离物、井场内外警示牌、标识牌装车运走；井场内施工及生活废弃物拉运至垃圾场；恢复原有地貌。9、应急预案施工方案中应急预案较简略，应针对施工中可能发生的各种 意外，制定详尽的应急预案。参考类似项目，顶管穿越施工主要 安全防范重点为：施工过程中的路面沉降、塌陷事故、地下管线 破坏、交通事故等，对应应急预案如下：(1)工作井、接收井基坑施工SMW工法桩所用材料应加强检测，严格按照规范施工，从源头上把

20、好质量关； 基坑开挖时应注意监测地下水位、支护及周边沉降，如发现异常应立即处理(2)顶管时路面沉降、塌陷选用优质管材，加强材料检测，严格按照规范施工，从源 头上把好质量关； 事先与交警、路政部门沟通，确定临时应急路线，一旦发 生事故可从应急道路绕行；施工过程中，确实做好润滑减阻，根据地面变化和地下水 位情况等因素及时调整压力和润滑浆量；委托第三方监测单位对拉管施工穿越道路进行沉降监测。 第三方监测在保证公路的运行安全情况下进行，在施工前和施工 时进行监测；如发现路面沉降超生预警值时应立即停止作业，立即找由原因，及时调整方案并采取相应措施，待沉降得到控制后才可继 续施工；若路面沉降无法控制，立即停止作业进行注浆工作进行加 固土体，地面注浆材料采用纯水泥浆，注浆压力 0.51.0Mpa , 土体加固深度为8.0m ,并邀请相关专家进行方案调整，确保路面的安全；若路面塌陷，立即停止施工并上报路政、交警部门，用彩 钢围档板封闭塌陷部位路面，进行道路封闭或导行并设置警示标 牌，并派专人指挥交通，利用事先确定的应急路线绕行。夜间， 在围板处设置警示红灯、照明灯； 塌陷段视情况，采用挖除重新填筑路基路面或钻孔灌注1:2.5细砂水泥处理，处理后拆除围档，恢复交通。(2)顶管时地下管线破坏在拉管施工前与各相关部门联系，确认施工范围内