牵引施工穿越道路技术评价

穿越金山大道牵引施工安全评价

1、工程概况

本工程位于金山区，区域范围西至卫八路、东至亭卫南路、北至金山大道、南至大堤路。

本工程对石化街道48条道路涉及的破损排水管网实施修复，工程主要内容包括非开挖点状修复322环，非开挖整段修复18748米，开挖修复5060米，压密注浆4120米，雨、污混接管改造280米，道路修复16019平方米。

本次评估的是金山大道雨污混接改造，全长35m，施工方式为牵引。采用管道为DN300 HDPE平壁管。

工程平面图

非机动车道破除区域

2、施工工艺安全评估

本次牵引施工将采用水平定向钻法施工。

水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，它具有施工速度快、施工精度高、成本低等优点，目前已经广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设施工工程中。施工工艺可靠、成熟。

（1）地质评价

根据地质勘探资料揭示，本次施工区域范围内地基土层均为粘土层，无不良土层，各土层粘聚力较高，地基整体稳定性较好。本次穿越粘土层，含水量较低，土层密实，孔壁稳定性好，利于本次施工。

（2）穿越角度评估

参照《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）12.5.5条，公路与油气输送管道相交时，以正交为宜。必须斜交时，其交叉的锐角不宜小于30°。

本工程牵引管与金山大道交叉角度为90°，满足规范要求。

（3）管道埋置深度评估

根据定向钻穿越规范规定，管道埋深需≥6D。本次设计扩孔成型孔径为300mm，因此穿越管管顶距离金山大道路基顶面至少大于1.8米，而本次管顶距离金山大道路基顶面为2.5米，满足埋深要求。

（4）管线安全评估

本次施工工程量为35m,原地面高程为4.40m，管道由北向南进行牵引，管内底标高为2.50m~2.41m。根据物探报告，该区域存在以下管线:

根据以上结果，该段污水管牵引高程设计合理，安全距离满足要求。

拟施工日期为2018年12月10日～2018年12月31日，时间安排合理。

（5）地面沉降验算

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 提出的地面沉降横向分布估算公式：

式中S(x)为地面沉降量(m)；x 为离顶管轴线的水平距离(m)；S max 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)；V l 为管道单位长度的土体损失量(m3/m)，通常采用挖掘面面积的百分率来估算土体损失的大小，令η为土体损失百分率，则V l=πr2η。

η取值范围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°- φ/2))

式中：H 为顶管埋置深度（m）

φ为土的内摩擦角。

本工程采用单孔DN300PE 管道穿越，管道穿越土层失土率η取10%，穿越处路面沉降计算结果为：

Smax=2.9mm

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”，本工程穿越处路面沉降均能满足要求。

3、安全措施

本工程管道穿越段施工区均在道路机动车道范围以外，施工对道路交通影响较小，但材料机械的运输等仍会对交通带来一定影响，存在安全隐患。

施工时应注意安全，资料中主要安全生产措施如下：

（1）对所有现场施工人员进行安全及文明生产教育，使每位员工认识到安全生产的重要性；

（2）严格按照施工总平面布置图设置各项临时设施，堆放材料、成品、半成品和机具设备，不得侵占道路及安全防护等设施；

（3）保证施工现场道路畅通，保持场容场貌的整洁，及时清理建筑垃圾；

（4）施工区域及重要路口设置围挡、夜间警示灯，保证交通安全。

同时，针对穿越过程中可能出现的施工危险也提出应对措施：

4、应急预案

针对施工中可能发生的意外，施工方制定了对应应急预案。水平定向钻进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）路面沉降、塌陷

（1）选用优质管材，加强材料检测，严格按规范施工，从源头上把好质量关；

（2）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；

（3）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；

（4）施工时对所穿越的道路进行实时沉降监测，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；监测点设置在路面边缘和中分带边缘，监测点不少于3个，穿越时检测频率不超过两小时。

（5）如发现路面累计沉降超出预测值（9mm）时应立即通知现场施工技术人员，及时调整施工方案；如发现路面累计沉降超出预测值1.5倍（13.5mm）时应立即停止作业，找出原因，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；

（6）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0.8～1.0Mpa，土体加固深度为管道穿越深度以下2m，并邀请相关专家进行方案调整，确保路面的安全；

（7）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；

（8）塌陷段视情况，采用挖除重新填筑路基路面或采用速凝高强混凝土处理，处理后拆除围档，恢复交通。

2）地下管线破坏

（1）在拉管施工前与各相关部门联系，确认拉管施工范围内是否有管线通过；

（2）在确认后，及时调整拉管施工路线和高程，避免与现有管线相交；

（3）如在拉进过程中发现异常情况，及时与各相关部门联系。

3）交通事故

（1）主要为防止由于穿越施工作业导致路面塌陷而发生的交通事故；

（2）在拉管作业前，由专人与公路产权单位联系进行施工期间相关事宜的沟通，确定临时应急道路，若发生事故即从应急道路绕行；

（3）如在拉管穿越路段发生交通事故或车辆发生故障，应联系交警及时拖走事故或故障车辆。

5、主要结论

本工程污水管道穿越金山大道采取水平定向钻进施工，总体方案合理可行。

1、穿越段工作坑位于金山大道北侧绿化带内，位置选择合理；

2、穿越段管道与道路交叉角度90°满足规范要求；