屈言賓

(上海林同炎李國(guó)豪土建工程咨詢有限公司南京分公司,江蘇南京 210016)

簡(jiǎn)述穿越式涉路工程安全評(píng)價(jià)技術(shù)要點(diǎn)

屈言賓

(上海林同炎李國(guó)豪土建工程咨詢有限公司南京分公司,江蘇南京 210016)

隨著穿越式涉路工程的日益增多及對(duì)涉路工程安全性認(rèn)識(shí)的日益提高,涉路工程安全評(píng)價(jià)也越來越引起社會(huì)的廣泛重視。從前期資料收集、法律法規(guī)符合性審查、安全性評(píng)估等方面,介紹了定向鉆施工穿越式涉路工程安全評(píng)價(jià)的基本內(nèi)容、技術(shù)要點(diǎn)及主要評(píng)價(jià)指標(biāo),可供同類涉路工程安全評(píng)價(jià)參考。

涉路工程；穿越式；安全評(píng)價(jià)

1 概述

伴隨著電力、原油、燃?xì)?、煤氣管線等各類基礎(chǔ)設(shè)施的日益完善,必然有越來越多的電力、油氣等管線穿越公路。穿越式涉路工程的設(shè)置意味著危險(xiǎn)源的增加和沖突點(diǎn)的增多,涉路工程施工會(huì)在公路上形成施工區(qū)域,將對(duì)正常的交通運(yùn)營(yíng)和安全構(gòu)成影響。同時(shí),涉路工程建成后,會(huì)對(duì)公路穩(wěn)定性、行車視距、公路排水、路側(cè)凈區(qū)等產(chǎn)生影響,進(jìn)而可能對(duì)交通安全構(gòu)成危害。

定向鉆施工具有施工周期短、不破壞道路、不受季節(jié)限制、工程造價(jià)低、無需中斷交通等諸多優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于電力、原油、燃?xì)獾裙芫€穿越的施工。本文以定向鉆施工為例,對(duì)穿越式涉路工程安全評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。穿越式涉路工程安全評(píng)價(jià)一般包括現(xiàn)場(chǎng)踏勘和資料收集、規(guī)范符合性審查、安全性評(píng)估、結(jié)論和建議等4個(gè)環(huán)節(jié)。

2 現(xiàn)場(chǎng)踏勘和資料收集

2.1 現(xiàn)場(chǎng)踏勘

在進(jìn)行涉路工程安全評(píng)價(jià)前,安評(píng)人員應(yīng)到涉路工程所在地實(shí)地踏勘,了解現(xiàn)場(chǎng)的基本情況［1-3］。具體包括：察看現(xiàn)場(chǎng)地形、地貌和所涉公路的線形走向、地勢(shì)起伏情況；調(diào)查所涉公路既有管線、排水設(shè)施及周邊建(構(gòu))筑物分布情況；掌握涉路路段的行車視線、鄰近交叉路口的分布狀況。

2.2 資料收集

除了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘,安評(píng)人員尚應(yīng)掌握一些必要的資料,作為進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和依據(jù),主要包括穿越管線相關(guān)資料及所涉公路的資料。

2.2.1 穿越管線相關(guān)資料

應(yīng)要求涉路單位提供管線的詳細(xì)設(shè)計(jì)資料,主要包括：

(1)管線穿越的平面布置圖,應(yīng)詳細(xì)標(biāo)示出管線穿越處與公路的平面關(guān)系、出入土點(diǎn)坐標(biāo)以及與公路的距離、穿越長(zhǎng)度、交叉角度等；

(2)管線穿越的縱斷面圖,應(yīng)詳細(xì)標(biāo)示出管線穿越的埋設(shè)深度、彎曲半徑、出入土角度等；

(3)地質(zhì)勘探資料；

(4)定向鉆施工方案、應(yīng)急預(yù)案、路產(chǎn)路貌修復(fù)方案。

2.2.2 穿越處公路相關(guān)資料

(1)明確所涉公路的道路等級(jí)、設(shè)計(jì)時(shí)速、交通量；

(2)收集所涉公路竣工圖紙及養(yǎng)護(hù)維修資料,應(yīng)查明該公路在涉路路段的里程樁號(hào)、路面高程、道路寬度、道路橫坡、橫斷面布置等內(nèi)容；

(3)征求公路管理部門對(duì)涉路工程的建議和要求。

現(xiàn)實(shí)中,往往存在因公路修建年代久遠(yuǎn),竣工備案圖紙及養(yǎng)護(hù)維修資料缺失或不全的情況,如公路管理部門無法提供完善的圖紙資料,安評(píng)人員應(yīng)根據(jù)安評(píng)需要向涉路單位提出增加現(xiàn)狀高程測(cè)量、地形圖修測(cè)、物探等要求。

3 項(xiàng)目符合性審查

相關(guān)資料收集完成后,即可對(duì)穿越式涉路工程進(jìn)行符合性審查,主要從法律法規(guī)符合性審查、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范符合性審查兩方面進(jìn)行。

3.1 法律法規(guī)符合性審查

依據(jù)《中華人民共和國(guó)公路法》、《公路安全保護(hù)條例》、《安徽省公路路政管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)對(duì)涉路工程進(jìn)行審查。審查指標(biāo)主要包括：是否征得公路管理部門同意、是否侵占公路建筑控制區(qū)、交叉角度是否滿足要求等。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范符合性審查

依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南》、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》、《油氣輸送管道穿越工程施工規(guī)范》、《管線定向鉆進(jìn)技術(shù)規(guī)范》、《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》、《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》、《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》、《涉路工程安全評(píng)價(jià)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)涉路工程進(jìn)行審查。審查指標(biāo)主要包括：建筑限界、禁止穿越區(qū)域、埋設(shè)深度、管線間距、出入土角度、擴(kuò)孔直徑、穿越管徑、套管外露長(zhǎng)度等。

4 項(xiàng)目安全性評(píng)估

在進(jìn)行完項(xiàng)目符合性審查后,還需對(duì)穿越式涉路工程進(jìn)行安全性評(píng)估,已發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)計(jì)階段、施工期及運(yùn)營(yíng)期可能存在的安全隱患。

4.1 穿越點(diǎn)地質(zhì)適應(yīng)性評(píng)估

定向鉆穿越適宜的地層有黏土層、亞黏土層、粉砂層、粉土層及中砂層等,需查閱管線縱斷面設(shè)計(jì)圖確定管線埋設(shè)深度,結(jié)合地勘資料,核查管線穿越處地質(zhì)情況是否適合定向鉆施工,是否存在影響施工安全的不良地質(zhì)。

4.2 管道安全性評(píng)估

穿越公路埋設(shè)的管道如果發(fā)生破損,不僅會(huì)對(duì)電力、油氣等安全輸送造成較大損失,同時(shí)也會(huì)對(duì)公路的安全運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生較大影響,因此需對(duì)管道自身的安全性進(jìn)行評(píng)估。通過計(jì)算管道最小壁厚、強(qiáng)度、曲率半徑等指標(biāo),對(duì)設(shè)計(jì)所采用的管材進(jìn)行安全性驗(yàn)證［4］。

4.2.1 鋼管壁厚驗(yàn)算

穿越段的鋼管壁厚應(yīng)按式(1)對(duì)設(shè)計(jì)文件中采用的鋼管壁厚進(jìn)行驗(yàn)算,且選用鋼管的徑厚比不應(yīng)大于100。

式中：δ為鋼管計(jì)算壁厚,mm；P為輸送介質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)壓力,MPa；Ds為鋼管外直徑,mm；［σ］為輸送鋼管許用應(yīng)力,MPa。

4.2.2 管段強(qiáng)度驗(yàn)算

穿越管段應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)選用壁厚和管材等級(jí)、核算強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性；若不滿足要求則應(yīng)增加鋼管壁厚或提高管材等級(jí)。

核算穿越管段的強(qiáng)度應(yīng)分別計(jì)算軸向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。根據(jù)荷載組合計(jì)算出的各單向應(yīng)力之和均應(yīng)小于或等于相應(yīng)的鋼管許用應(yīng)力。

4.2.3 曲率半徑驗(yàn)算

定向鉆鋪設(shè)鋼管最小允許曲率半徑可采用式(2)驗(yàn)算：

式中：Rmin為最小曲率半徑,m；D為鋼管外徑,mm；S為安全系數(shù),一般取1～2 ；K2為鋼管屈服極限, MPa。

4.3 公路沉降評(píng)估

在非開挖施工時(shí),鉆進(jìn)破壞了原有地層的狀態(tài),勢(shì)必會(huì)造成地層產(chǎn)生一定隆起或下沉。管道鋪設(shè)完成后,由于鉆孔直徑與所鋪設(shè)管道直徑之間有一定的間隙,也會(huì)造成后續(xù)的地層變形,嚴(yán)重時(shí)甚至可能破壞路面及所鋪設(shè)的管道,因此對(duì)管道鋪設(shè)完成后的地層變形問題進(jìn)行分析是必要的。

目前計(jì)算沉降變形量主要有理論公式及數(shù)值模擬兩種方式。理論公式主要采用Peck 公式,該公式由R.B.Peck于1969年提出。他認(rèn)為地層變形由地層損失引起,地表沉降槽體積等于地層損失體積,地表沉降槽符合正太分布曲線,如圖1所示。后期不少學(xué)者提出了多種修正公式,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況選取適宜的計(jì)算公式。

圖1 地表沉降計(jì)算模型

4.4 穿越處地下管線安全評(píng)估

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及收集到的資料,安評(píng)人員應(yīng)清楚了解穿越位置處已有各類管線的具體位置、管線種類、埋置深度等相關(guān)信息,參照《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》及各類管線專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范,核查設(shè)計(jì)資料中擬建管線與已有各類管線間距是否滿足要求,是否采取了相應(yīng)的避讓、加固保護(hù)、遷移改造等措施,以避免產(chǎn)生安全事故。

4.5 定向穿越施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

對(duì)編制的施工方案適用性、安全性進(jìn)行評(píng)估,重點(diǎn)審查安全保證措施、質(zhì)量保證措施、交通組織方案、應(yīng)急預(yù)案、路產(chǎn)恢復(fù)方案的合理性、有效性。對(duì)于地質(zhì)情況復(fù)雜、施工難度較大、施工影響較廣的穿越式涉路工程,建議對(duì)施工單位編制的施工方案進(jìn)行專家審查。

在進(jìn)行完以上各項(xiàng)審查后,即可進(jìn)行安評(píng)報(bào)告的編制工作,在報(bào)告中應(yīng)針對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)對(duì)設(shè)計(jì)文件及施工方案進(jìn)行符合或者不符合判斷,對(duì)于不符合規(guī)范要求的指標(biāo)應(yīng)要求設(shè)計(jì)單位或施工單位修改完善。

本文針對(duì)穿越式涉路工程安全評(píng)價(jià)的流程及評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述,現(xiàn)實(shí)中由于涉路工程的類型多種多樣、各具特點(diǎn),進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)參考的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及安全評(píng)價(jià)內(nèi)容、指標(biāo)也不盡相同,尚應(yīng)根據(jù)涉路工程的具體類型,結(jié)合工程特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的安全評(píng)價(jià)。

［1］ 程勇.淺談平交接入式涉路工程安全專項(xiàng)設(shè)計(jì)方法［J］.城市建設(shè)理論研究,2012(33):23-25.

［2］ 李偉,沈國(guó)華,彭道月.涉路工程安全評(píng)價(jià)技術(shù)指南與案例分析［M］.北京：人民交通出版社,2009.

［3］ 張波.高速公路穿跨越式涉路工程安全評(píng)價(jià)技術(shù)探討與應(yīng)用實(shí)例［J］.科技資訊,2014(9):8-12.

TU99

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1009-7716(2015)09-0163-02

2015-04-14

屈言賓(1981-),男,山東濟(jì)寧人,碩士,工程師,從事道路工程、交通工程設(shè)計(jì)工作。