頂管穿越公路-安全評估

1、高淳縣淳溪鎮(zhèn)雨水管道工程頂管穿越蕪太公路安全評估報告高淳縣淳溪鎮(zhèn)雨水管道工程頂管穿越蕪太公路安全評估報告北京建達道橋咨詢有限公司 E1!章安全評估分析E1!章安全評估分析4.1總體評價本工程管道穿越蕪太公路，釆用頂管施工，減小了對道路的影響，方案選擇合理。4.2評估意見1、交叉角度根據規(guī)范，管道穿越鐵路、公路和河道時，應盡量垂直，其夾角應接近90,任何情況都不得小于30o本工程管道與蕪太公路夾角為90,交叉角度滿足規(guī)范的要求。2、管道埋深根據頂管施工技術及驗收規(guī)范(非開挖技術協(xié)會，2010)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，否則應采取相應的技術措施。根據市政工

2、程勘察規(guī)范(CJJ56-94),道路在行車荷載作用下，路面以下將產生顯著的應力狀態(tài)，當達到一定深度時，行車荷載引起的附加應力與路基土自重所引起的應力比值很小時(不超過0.10.2),輪重引起的附加應力可以忽略不計，這一深度即為路基工作區(qū)深度。重型汽車路基工作區(qū)深度可達3.0m左右，管道應埋設在重型汽車路基工作區(qū)之外。根據委托方提供的資料，蕪太公路沿道路埋設有多條管道，其中污水管道埋深4.8m,管徑1.2m,其他管道埋深約1.5m。根據給水排水工程頂管技術規(guī)程(CECS246-2008)第5.3.2條，空間交叉的管道凈間距，鋼管不宜小于0.5倍管道外徑，且不應小于lm：鋼筋混凝土管和玻璃纖維增強

3、塑料夾砂管不宜小于1倍管道外徑，且不應小于2m。本工程頂管從污水管道下方通過，釆用鋼筋混凝土管，埋深應不小于8.3m(4.8+1.2+0.3+2)o本次頂管釆用DN1000混凝土管道，埋深為7m。綜合以上，本工程頂管埋深不滿足規(guī)范要求，應根據規(guī)范進行調整，管頂覆土應不小于8.3m。3、管材根據給水排水工程頂管技術規(guī)程(CECS246-2008)第4.3.1條，鋼筋混凝土頂管的混凝土強度等級不宜低于C50,抗?jié)B等級不應低于S8o此外，根據規(guī)范要求管頂覆土應為8.3m,管道的力學性能應滿足要求。4、工作井、接收井尺寸本工程頂管采用鋼筋混凝土管，管徑為1000mm,根據規(guī)范要求計算管頂覆土深度應為8

4、.3mo根據給水排水工程頂管技術規(guī)程(CECS246-2008)中，工作井和接收井尺寸的相關要求計算如下(單位：m)：名稱內凈長內凈寬底板面埋深備注工作井75.610管道埋深按8.3m接收井3.29.5工作井75.68.7管道埋深按7m接收井3.28.2注：上表中數據是根據管頂覆土8.3m計算本工程開挖深度為7.3m,直徑為5.5m,接受井開挖深度為7.3m,直徑為1.5m,工作井和接收井尺寸、底板面埋深均不滿足規(guī)范要求。支護形式本工程工作井、接收井較深，施工擬釆用釆用M5.0水泥砂漿砌240標準磚護壁,本次評估認為，該支護方案不可行，應調整井壁結構形式。結合實際情況，本工程工作井、接收井可采

5、用SMW工法施工或沉井法。綜合考慮工期要求、井周沉降要求及隔水要求等，推薦釆用SMW工法進行施工。5、頂力計算頂管的頂力可按下式計算(亦可采用當地的經驗公式確定):P=f(KrH(l+fg”45。一P,后座反力能滿足頂進要求。7、沉降計算穿越施工引起的地面沉降計算方法主要有經驗法和解析法。目前工程界常采用Peck提出的地面沉降橫向分布估算公式：X片=岳辭汗叫/25j式中S(x)為地面沉降量(m)：x為離頂管軸線的水平距離(m)；S應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(m)；也為管道單位長度的土體損失量(m7m),通常釆用挖掘面面積的百分率來估算土體損失的大小，令A為土

6、體損失白分率,則Vi=nr2non取值根據管道所處層位的土體性質確定，自穩(wěn)性差、易流失的土取大值。1的經驗公式為：j=H/(2.5fg(45q/2)式中：H為頂管埋置深度(m)0為土的內摩擦角。本工程土層失土率Q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,結果如下表：路面沉降量計算結果管道外徑(m)埋深(m)計算沉降(mm)備注頂管1.275.7頂管1.28.34.1參考給水排水工程頂管技術規(guī)程(CECS246：2008)規(guī)定“穿越施工造成的公路路面沉降量應小于或等于20mm”，穿越處路面沉降滿足要求。8、孔壁穩(wěn)定性驗算管道頂進時，孔壁及其附近的力學平衡受到破壞，如不采取防護措施，

7、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），共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部應力狀態(tài)發(fā)生變化超過了其強度極限所導致的，因此將井壁單元體的應力狀態(tài)與強度指標比較可得出孔壁巖土是否發(fā)生失穩(wěn)破壞的結論。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力問題作為平面應力問題（圖3-1）研究。根據基爾斯公式，鉆孔近孔壁某點單元體應力大小如下：由彈性力學理論，該點主應力大小為:1=6；6+護+記=t+j（l：F）+m+n廠_輕護二十f師麗nT

8、n式中:t=p(l+A)-2(l-A)cos20；式中：P上覆土層垂直應力;幾一鉆孔半徑；【一所求點半徑；0所求點與圓心的連線與垂直軸的夾角;卩一泊松比；T“釆用彈力學中規(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力超過土的極限抗剪強度所致。根據莫爾-庫倫破壞準則，也稱土的極限平衡條件。可判斷鉆孔是否發(fā)生破壞坍塌。若:b則孔壁破壞，反之則孔壁穩(wěn)定?？妆谌羝茐?，將先從孔壁頂部開始破壞，因此本次對孔壁頂部點進行穩(wěn)定性分析,則各參數取值計算如下：Y=1&4kNfm；rQ=r；0=0：p=0.25；c=30kpa,=30計算結果如下:埋深Po：O3OIf備注mkpakpa

9、kpakpa7138414414648.58.3153458458707根據計算結果，。以，本工程頂管孔壁穩(wěn)定性滿足要求:9、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，應補充詳盡。參考類似項目經驗，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，圍擋前后內禁止停車，并按規(guī)定設置警示牌和警示燈；（2）夜間施工時設置照明，配置適當警示標志；（3）開挖部位及時開挖、及時恢復，并采取相應措施保證安全；（4）開挖土方不亂拋，集中堆放及時運出；（5）雨前對土體和支護進行檢查，并釆取排水、防護措施，雨后對土體和支護進行檢查；（6）雨

10、季施工各種車輛機械不得在開挖基礎邊緣2m內行駛、停放；（7）對于危險區(qū)域，應樹立標識牌、警示牌，并派專人24小時值班，待土建施工結束回填后，再拆除圉擋。同時，針對鉆進過程中可能出現的施工危險也提出應對措施:作業(yè)活動危險因素可能導致的事故涉及的相關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可施工。未經三級技術交底進行施工人員傷害施工人員未三級進行技術交底禁止施工，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

11、電焊或在有遮雨措施情況下進行工作無圖紙、無施工方案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休息坍塌傷人施工人員禁止在坑內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)行一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)行施工現場夜間未設危險警示燈傷人施工人員設置警示燈及其他危險標志施工范圍的圍蔽不規(guī)范傷人施工人員、群眾按規(guī)范要求進行用蔽施工10、場地恢復（1）回填工作井、接收井頂板施工完畢后上部應填土壓實。對地表沾染的土，應集中外運后統(tǒng)一處理。（2）地貌恢復將工作井、接收井周圍隔離物、井場內外警示牌、標識牌裝車運走；井場內施工及生活廢棄物

12、拉運至垃圾場；恢復原有地貌。11、應急預案施工方案中應急預案較簡略，應針對施工中可能發(fā)生的各種意外，制定詳盡的應急預案。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，對應應急預案如下：（1）工作井、接收井基坑施工SMW工法樁所用材料應加強檢測，嚴格按照規(guī)范施工，從源頭上把好質量關；基坑開挖時應注意監(jiān)測地下水位、支護及周邊沉降，如發(fā)現異常應立即處理。（2）頂管時路面沉降、塌陷選用優(yōu)質管材，加強材料檢測，嚴格按照規(guī)范施工，從源頭上把好質量關；事先與交警、路政部門溝通，確定臨時應急路線，一旦發(fā)生事故可從應急道路繞行；施工過程中，確實做好潤滑減

13、阻，根據地面變化和地下水位情況等因素及時調整壓力和潤滑漿量；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)現路面沉降超出預警值時應立即停止作業(yè)，立即找出原因，及時調整方案并采取相應措施，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0.5l.OMpa,土體加固深度為8.Om,并邀請相關專家進行方案調整，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，進行道路封閉或導行并設置警示標牌，并派專人指揮交通，

14、利用事先確定的應急路線繞行。夜間，在圍板處設置警示紅燈、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，恢復交通。（2）頂管時地下管線破壞在拉管施工前與各相關部門聯系，確認施工范圍內管線位置、埋深等；在確認后，及時調整施工路線和高程，避免與現有管線相交；如在頂管過程中發(fā)現異常情況，及時與各相關部門聯系。（3）交通事故主要為防止由于穿越施工作業(yè)導致路面塌陷而發(fā)生的交通事故；在作業(yè)前，由專人與公路產權單位聯系進行施工期間相關事宜的溝通，確定臨時應急道路，若發(fā)生事故即從應急道路繞行；如在穿越路段發(fā)生交通事故或車輛發(fā)生故障，應聯系交警及時拖走事故或故障車輛。以上措施為一般情況下出現事故的應對措施，實際施工時可能應根據實際情況隨機應變，釆取合理措施將事故影響降到最低。第五章結論與建議5.1主要結論本工程管道穿越蕪太公路，釆用頂管施工，總體方案合理：1、本工程穿越管道與蕪太公路交義角度滿足規(guī)范要求；2、被