石油管道顶管穿越公路项目安全预评价报告

编号编号 *公司公司 *成品油管道顶管穿越成品油管道顶管穿越*公路工程公路工程 安全预评价报告安全预评价报告 （报批版）（报批版） 评价公司评价公司* 资质证书编号：资质证书编号：* *年年*月月 *公司公司 *成品油管道成品油管道*顶管穿越顶管穿越*公路工程公路工程 安全预评价报告安全预评价报告 （报批版）（报批版） 法 定 代 表 人：* 技 术 负 责 人：* 评价项目负责人：* *年年*月月 Comment x1: 不对，应该是 8MPa 吧？ I 前前 言言 *成品油管道工程是中国石油天然气股份有限公司“兰州-郑州-长 沙”成品油管道在*市区段配套支线工程，该项目的建设将改善* 市及周边区域成品油供应的紧张状况。该项目起自“*”管道 49 号阀 室，向北敷设，经*大道至*石油公司的油库，全部位于 *境内。 输送的油品主要为 90#汽油、93#汽油和 0#柴油，设计流量为 300m/h，*分输阀室的分输压力范围为 1.96.05MPa，采用常温密闭 顺序输送方式（极端最低温度为-20，最高温度为 40） 。该工程同沟敷 设两条管道，一条柴油管道，一条汽油管道，线路全长约 6.0km。管道沿 线穿越城区道路 2 条，穿越高速公路 1 处。全线设计压力 0.8Mpa，管材 采用 219.16.4 L245 直缝高频焊钢管，热煨弯头制作采用 219.17.1 L245 直缝高频电阻焊钢管，输油管道采用三层 PE 加强级防腐。 *成品油管道工程在 J20-J21 处（J20 桩坐标为 X=，Y=；J21 桩坐 标为 X=，Y=） ，成品油管道顶管越*高速公路（K871+400） ，穿越长 度 80 米，穿越处路面标高 79.5 米，套管管顶标高 66.5 米，套管顶部距离 高速公路路面 13 米，与高速公路夹角为 90 度，顶管选用钢承口级钢筋 混凝土排水管，套管规格为 1200*2000*120（内径 1200mm，壁厚 120mm，每节长度 2000mm） ，穿越处高速公路路基现宽 27 米，高速公路 即将扩建，东西两侧各扩建 7 米，建成 41 米宽的 8 车道高速，操作坑位 于高速公路的西边，坑边与扩建后高速公路边沟外边沿距离为 2 米。作业 坑深度 4.5 米，长度 6.5 米，宽度 5 米。 根据安全生产法 、 道路交通 II 安全法 、 公路安全保护条例 、 关于加强建设项目安全设施“三同时”工 作的通知 （发改投资20031346 号） 、 河南省安全生产条例和河南 省高速公路条例 、 安全预评价导则等规定，中国石油天然气股份有限 公司河南销售分公司（以下简称中石油河南分公司）委托*评价公司 对*成品油管道*分输支线工程穿越*高速公路工程项目进行了 安全预评价。 中石油河南分公司*成品油管道工程*年 9 月 8 日取得河南省 发展和改革委员会关于*成品油管道*分输支线核准的批复 ，批 复文号豫发改能源（*）*号，该项目已经取得*市环保局关于 *成品油管道工程项目环境影响报告表的批复 （*表（2010）2 号） ，*城乡规划局关于*成品油管道*分输支线规划的函 （驻 规文（*）41 号） ，河南省安全生产监督管理局危险化学品建设项目安 全许可意见书 （豫安监危化项目设立审字（*）00205 号） 。 *评价公司根据委托方提供的有关资料，经过现场勘察，针对项 目的实际情况和特点，主要采用安全检查表法、预先危险性分析法等评价 方法，依据国家法律、法规和行业标准，结合该工程的特点对该工程的危 险、有害因素的种类和危险、危害程度进行分析、辨识，对该项目进行了 综合评价，提出了有针对性的安全技术和管理措施及建议，得出了评价结 论，并编制了*成品油管道工程顶管穿越*高速公路工程项目安 全预评价报告。 通过危险有害因素辨识结果为：1）该项目存在的自然危险有害因素 主要包括：地震、雷击、暴雨、洪水、高温、大风天气等。2）该项目施 工过程的危险有害因素有：坍塌、机械伤害、起重伤害、物体打击、窒息、 III 高处坠落、车辆伤害、粉尘、噪声、其他伤害等。3）主要危险因素有坍 塌、高处坠落、起重伤害、物体打击、窒息及机械伤害。 评价结论为：该工程虽存在多种危险有害因素，但是只要安全认识到 位、安全责任落实、安全监管得力、安全执法严格，施工安全就可以得到 保障，该工程在后续的设计和施工中采取企业提供参考资料中述及的施工 方法、保通方案及安全预评价报告中提出的安全对策措施及建议后，危险、 有害程度可以得到控制、减弱和降低，管道穿越高速公路部位的安全稳定 及今后高速公路安全通行可以得到保障，其内在的风险程度可以接受， *成品油管道工程顶管穿越成品油管道工程顶管穿越*高速公路工程从安全施工的角度符合高速公路工程从安全施工的角度符合 国家有关法律、法规、技术标准规定的要求。国家有关法律、法规、技术标准规定的要求。 本次评价得到了项目建设单位、施工单位和设计单位的大力支持，在 此表示衷心的感谢。 *评价公司 *年*月 河南理工大学安全技术工程研究所IV 目 录 1 评价概述.6 1.1 安全预评价目的.6 1.2 安全预评价的原则.6 1.3 安全预评价的范围、内容.6 1.4 安全预评价依据.7 1.5 安全预评价工作程序.10 2 建设项目概述.13 2.1 建设单位、设计单位、施工单位简介.13 2.2 建设项目简介.14 2.3 顶管穿越工程.15 2.4 公路穿越工程施工方案.20 2.5 质量控制与误差校正.32 2.6 套管穿越施工机具配置.33 2.7 人员配备（不包括管线安装）.34 2.8 安全保证措施.34 2.9 电供应.39 2.10 工期.39 3 主要危险、有害因素辨识与分析.40 3.1 自然危险有害因素分析.40 3.2 主要危险有害物质.42 3.3 施工过程危险有害因素分析.46 3.4 重大危险源辨识.50 3.5 相关事故案例.52 4 评价单元划分和评价方法简介.55 4.1 评价单元的划分.55 4.2 评价方法的选择.55 4.3 各单元采用的评价方法.57 5 定性、定量评价单元.58 河南理工大学安全技术工程研究所V 5.1 项目路选址及周边环境单元安全预评价.58 5.2 穿越公路工程施工评价单元.63 5.3 临时用电单元.72 5.4 机械设备单元.77 5.5 专项保通方案单元.80 5.6 施工安全管理单元.82 6 安全对策措施及建议.87 6.1 安全对策措施建议的原则.87 6.2 施工方案已提出的对策措施.88 6.3 本报告提出的安全对策措施.88 7 安全预评价结论.93 7.1 主要危险、有害因素评价结果.93 7.2 建设工程应重点防范的危险、有害因素.93 7.3 安全预评价综合结论.94 附 件.96 6 1 评价概述评价概述 1.1 安全预评价安全预评价目的目的 1）贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，使“三同时”在工程 建设中能够得到落实，以利于提高建设项目的本质安全程度。 2）根据建设项目的设计方案、施工方案，辨识系统潜在的危险、有 害因素，应用系统工程的方法，对危险、有害因素进行分析，预测项目中 可能的事故并预测其后果。 3）提出消除、预防和降低事故的合理可行、有针对性的措施，为建 设项目的安全管理实现系统化、标准化和科学化提供依据和条件。 4）为安全生产监督管理部门实施监察、管理提供依据。安全预评价 的分析、评价结论和对策措施可为编制建设项目初步设计文件提供依据。 1.2 安全预评价的原则安全预评价的原则 本次评价以国家现有的有关安全预评价的法律、法规及技术标准为依 据，以施工现场勘查及河南省发展和改革委员会关于*成品油管道 *分输支线核准的批复 、 顶管穿越*高速公路施工方案为基础， 用科学的评价方法和规范的评价程序，遵循安全评价的相关原理、类推原 理和惯性原理，坚持政策性、科学性、公正性、针对性等原则，以严肃的 科学态度开展该项目的安全预评价工作。 1.3 安全预评价的范围安全预评价的范围、内容、内容 评价范围：*成品油管道工程穿越*高速公路工程的顶管施工 以及对高速公路的影响。评价范围向界区外适当延伸，延伸部分包括周边 环境等。除顶管施工外的其他施工及油管道的焊接作业及危险化学品的评 7 价不在本次评价范围之内。 该项目已经取得河南省安全生产监督管理局危险化学品建设项目安 全许可意见书 （豫安监危化项目设立审字（*）00205 号） ，有关成品油 危险化学品方面的评价内容不在本次评价范围。 评价内容：主要包括项目选址及周边环境、顶管施工、临时用电、机 械设备、专项保通方案、施工安全管理等。 1.4 安全预评价依据安全预评价依据 1.4.1 法律、法规法律、法规 1）中华人民共和国安全生产法(中华人民共和国主席令第 70 号) 2）中华人民共和国消防法(中华人民共和国主席令第 6 号) 3）中华人民共和国劳动合同法(中华人民共和国主席令第 65 号) 4）中华人民共和国职业病防治法（中华人民共和国主席令第 60 号） 5）中华人民共和国气象法（中华人民共和国主席令第 23 号） 6）中华人民共和国突发事件应对法（中华人民共和国主席令第 69 号） 7）中华人民共和国环境保护法（中华人民共和国主席令第 22 号） 8）中华人民共和国环境噪声污染防治法（中华人民共和国主席 令第 77 号） 9）中华人民共和国石油天然气管道保护法（中华人民共和国主 席令第 30 号） 10）建设工程安全生产管理条例（中华人民共和国国务院令第 8 393 号） 11）危险化学品安全管理条例（国务院 591 号令）； 12）特种设备安全监察条例（国务院令第 549 号）； 13）石油天然气管道保护条例（国务院令第 313 号）； 14）公路安全保护条例（国务院令 593 号，2011 年 7 月 1 日执行） 1.4.2 规章及规范性文件规章及规范性文件 1）国家发展和改革委员会、国家安全生产监督管理局关于加强建 设项目“三同时”工作的通知（发改投资 1346 号） 2）国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发 23 号） 3）生产安全事故应急预案管理办法 （国家安全生产监督管理总局 令第 17 号） 4）职业病范围和职业病患者处理办法的规定(卫防字第 82 号) 5）劳动防护用品监督管理规定（国家安监总局令第 1 号） 6）特种作业人员安全技术培训考核管理规定（国家安全生产监 督管理总局令第 30 号） 7）关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（国家安全生 产监督管理局安监管协调字200456 号） 1.4.3 标准规范及规程标准规范及规程 1）安全评价通则 （AQ8001-2007） 2）安全预评价导则 （AQ8002-2007） 9 3）输油管道工程设计规范 GB50253-2003（2006 版） 4）石油天然气工程设计防火规范 （GB50183-2004） 5）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 （GB50058-92） 6）石油天然气管道安全规程 （SY6186-1996） 7）防止静电事故通用导则 （GB12158-2006） 8）危险化学品重大危险源辨识 （GB18218-2009） 9）公路路线设计规范 （JTG D20-2006） 10）石油天然气安全规程 （AQ2012-2007） 11）油气输送管道线路工程抗震技术规范 （GB50470- 2008） 12）石油天然气工程总图设计规范 （SY/T0048- 2009） 13）油气输送管道穿越工程设计规范（GB50423-2007） 14）油气管道穿越工程施工规范（GB50424-2007） 15）顶进施工法用钢筋混凝土排水管（JCT640-2010） 16）石油天然气管道穿越工程施工及验收规范SY/T4079-95 17）输油输气管道线路工程施工及验收规范SY0401-98 18）生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则（AQ/T9002- 2006） 19）关于开展重大危险源管理工作的指导意见（安监管协调字 200456 号） 20）河南省建设工程重大危险源安全监控管理暂行办法（豫建建 200627 号） 1.4.4 其他资料文件其他资料文件 1） 河南省发展和改革委员会关于*成品油管道*分输支线核 10 准的批复 ，批复文号豫发改能源（*）*号，*年 9 月 8 日 2）*城乡规划局关于*成品油管道*分输支线规划的函 （驻规文（*）41 号） 3）河南省安全生产监督管理局危险化学品建设项目安全许可意见 书 （豫安监危化项目设立审字（*）00205 号） 。 4）施工单位提供的施工方案、保通方案等 5）安全预评价委托书 6）安全预评价技术服务合同 7）委托方提供的其他资料 1.5 安全预评价工作程序安全预评价工作程序 安全评价程序一般包括以下几个阶段，即：准备阶段、辨识与分析危 险、有害因素、划分评价单元、定性和定量的评价、提出相应的安全对策 措施建议、做出安全评价结论、编制安全预评价报告。 1）准备阶段：明确评价对象和评价范围；组建评价组；收集国内相 关法律法规、标准、规章、规范；收集并分析评价对象的基础资料、相关 事故案例；对类比工程进行实地调查等内容。 2）辨识与分析危险、有害因素：辨识和分析评价对象可能存在的各 种危险、有害因素；分析危险、有害因素发生作用的途径及其变化规律。 3）评价单元划分应考虑安全预评价的特点，以自然条件、基本工艺 条件、危险、有害因素分布及状况、便于实施评价为原则进行。 4）定性和定量评价：根据评价的目的、要求和评价对象的特点、工 艺、功能或活动分布，选择科学、合理、适用的定性、定量评价方法对危 11 险、有害因素导致事故发生可能性及其严重程度进行评价。对于不同的评 价单元，可根据评价的需要和单元特征选择不同的评价方法。 5）安全对策措施建议：根据定性、定量的评价结果提出消除或减弱 危险、有害因素的技术措施和管理措施。 6）评价结论：概括评价结果，给出评价对象在评价时的条件下与国 家有关法律法规、标准、规章、规范的符合性结论，给出危险、有害因素 引发各类事故的可能性及其严重程度的预测性结论，明确评价对象建成或 实施后能否安全运行的结论。 7）编制评价报告：按照安全预评价导则的要求，在报告的内容、 结构、语言、文字等诸方面规范地编制评价报告。 该项目安全预评价的程序详见图 1-1。 12 图 1-1 安全预评价程序图 辨识与分析危险、有害因素 前期准备 划分评价单元 编制安全预评价报告 做出评价结论 提出安全评价对策措施建议 定性、定量评价 选择评价方法 Comment x2: 继续核实，没有 这样的划分，参照压力容 器压力管道设计许可规则 附件 B 13 2 建设项目概述建设项目概述 2.1 建设单位建设单位、设计单位、施工单位、设计单位、施工单位简介简介 2.1.1 建设单位 中国石油天然气股份有限公司河南销售分公司是本项目的建设单位和 委托单位，主要负责河南地区的燃料油，润滑油，沥青，石油焦，溶剂油， 石脑油等化工产品的销售。成立于 1998 年，注册资本人民币 50000 万元， 属于国有企业。 2.1.2 设计单位 本工程设计单位为中国石油天然气管道工程有限公司，以长输管道工 程、油气田地面工程、大型油气库工程、滩海油气田开发工程、海洋油气 开发陆上终端工程、公用工程、市政工程等领域的咨询、勘察、设计、监 理及工程总承包为主营业务的跨国经营的工程公司。持有工程设计综合甲 级证书，编号：A，勘察证书编号：-kj，压力管道设计许可证编号：TS- 2014，有效期至 2014 年 8 月 15 日，具有 GA(1)(2)、GA2 级管道设计资质。 2.1.3 施工单位 本工程施工单位为中油管道机械制造有限责任公司，位于河北省廊坊 市广阳区和平路 17 号，法人代表穆铎，注册资本 9800 万元，具有压力管 道安装改造维修许可证，证书编号：TS-2014，范围 GB1，GC1 级，有效 期 2014 年 9 月 9 日，安全生产许可证（冀）JZ 安许证字（2007） ，有效期 至 2013 年 7 月 23 日。 2.1.4 设计施工单位资质符合性 Comment x3: 不对，应该是 8MPa 吧？ 14 设计施工单位的资质均能满足该项工程的要求，施工单位的安全生产 许可证 7 月份到期，注意施工期间，施工单位的证照必须在有效期内。 2.2 建设项目建设项目简介简介 2.2.1 项目概况 *成品油管道工程是一条长距离多种油品顺序输送管道。*成 品油管道干线全长 2134.4 km，输送的油品主要为 90#汽油、93#汽油和 0# 柴油，采用常温密闭顺序输送方式。管道全线设计压力 0.8MPa。 本工程为*成品油管道的分输支线工程，分输支线起自*成品油管 道干线 49#阀室上游 6km 处（*分输阀室）止于*油库，采用双管 同沟敷设。 *油库库容为 5.5104 m3，是全市储存能力最大的成品油库。油 库占地 83 亩，建筑面积 1600m2，是*市主要的成品油中转枢纽，油 品销售辐射半径约 100 km，可辐射整个*地区。 该工程全线主要建设内容： 1、首站：*分输阀室（*成品油管道干线开口） ； 2、末站：*油库调压计量站； 3、线路工程，*分输站与*油库之间修建 2 条长约 6.0 km、 管径为 219.1 mm 的输油管道。 该工程首站*分输阀室的供电依托当地供电部门，末站*调压 计量站所需供电、采暖、给排水、消防等公用工程依托*油库。 该工程管理机构依托*成品油管道郑州管理分公司；维修机构依托 *成品油管道郑州维抢修队；控制运行机构依托北京调控中心。本工程 15 站场定员 8 人，其中现场操作人员 5 名，巡线员 3 名。 2.2.2 管道走径 输油管道大致走向为：管道出*分输阀室，转向西北，伴行废弃 铁路北 11m 处敷设约 2km，穿越*高速公路。管道向西继续伴行废弃 铁路北 11m 处敷设约 3km，穿越中原大道到*村。然后管道继续向西穿 越*大道（*）及废弃铁路，并沿废弃铁路南侧向西北敷设约 120m 到 终点-*石油公司油库，线路长约 6.0km。管道线路走向图见附件二。 2.3 顶管顶管穿越工程穿越工程 2.3.1 项目基本情况 *成品油管道工程在 J21-J20 处（J20 桩坐标为 X=，Y=；J21 桩 坐标为 X=，Y=） ，成品油管道顶管越*高速公路（K871+400） ，穿越 长度 80 米，穿越处路面高程为 79.5 米，管顶高程 66.5 米，套管顶部距离 高速公路路面 13 米，与高速公路夹角为 90 度，穿越处高速公路路基现宽 27 米，高速公路即将扩建，东西两侧各扩建 7 米，建成 41 米宽的 8 车道 高速，操作坑位于高速公路的西边，坑边与扩建后高速公路边沟外边沿距 离为 2 米。穿越处为粉质粘土层，套管穿越后在管道内并排铺设两根输油 管道。 2.3.2 套管的选用 根据 GB/T11836-2009 标准，按照外压荷载分级，其中钢筋混凝土管 分为、三级，在相同内径的情况下，级管的壁厚、外压载荷和 内水压力都是最大的，本工程管道输送的是易燃易爆的危险品，从安全角 16 度出发，我们选用等级最高的级管来进行顶管穿越。 套管中需要同时穿过两条 D219.16.4 的钢管，在保证能够正常施工 的情况下，设计选用了内径为 1200mm,壁厚为 120mm,长度为 2000mm 的 级管。 2.3.3 选址及周边环境： 穿越场地位于*市东边的*区*村，在 J21 桩-J20 桩处穿越 *高速，穿越处高速公路的里程为 K871+400。穿越处*高速公路 目前为双向 4 车道，设计时速 120 米/小时，扩建后为双向 8 车道，路基宽 度 41 米，边沟紧邻护坡，穿越处位于涵洞和桥涵之间，从西向东单向顶 管穿越。穿越处断面示意图和平面示意图见下图： 北 17 穿越处平面示意图 周边环境现场实拍图： 穿越点东北方向 穿越点东侧 穿越点东南侧 穿越点东北侧 18 穿越点东北侧 穿越点西北侧 穿越点西侧 穿越点西南 穿越点西北侧 穿越处*高速公路呈南北方向，从高速公路的西边向东边单向顶 管穿越高速公路，在穿越处的西边是农田，向北 50 米有一个涵洞，向南 19 50 米是一个小铁路过高速公路桥洞，现铁路已经废弃，穿越处位于涵洞和 桥洞的中间。西边除了一条小铁路外，没有其他设施。东边路基边沟外有 一条便道，便道东边是一条电力线路，与高速公路平行，线杆位置在穿越 点南边约 20 米处，不对本次施工产生影响。穿越处周边 500 米范围内没 有化工厂、加油站、村庄等设施。从施工现场布置示意图显示，线杆不会 对本次施工产生影响。 2.3.3 工程地质水文条件 管道穿越地段地貌类型为冲积平原区。地形较平坦开阔，勘察期间地 表植被以农作物及林木为主。穿越场地位于平原地带，两侧地形较平坦， 管道沿着驻汝铁路北侧敷设，地表以耕地、树木为主. 勘测范围内揭露的地层为第四季冲击平原形成的粉质黏土，根据黏土 的物理力学性质。将场地岩自上至下细分为 4 层。 1 层，粉质黏土，黄褐色，可塑，土质不均，偶见铁锰质氧化物，表 层 0.5 米为耕填土，该层厚度为 7.2-7.8 米。 2 层粉质黏土，黄褐色夹灰色条纹，可塑，局部较硬。平均厚度 3.34 米。 3 层粉质黏土，黄褐色，局部灰色可塑，土质不均。该层平均厚度 3.7 米。 4 层粉质黏土，黄褐色夹灰色条纹，可塑，局部较硬，所有钻孔未揭 穿该层，最大揭示厚度 10.4 米。 穿越处地下水类型为潜水，靠大气降水及灌溉余水补给，主要排泄 方式蒸发、人工抽取为主。勘察期间地下水埋深为 3.03.5m，勘察时间 Comment x4: 对混凝土套管是 否有腐蚀性？采取什么措施 20 11 月份。所以地下水埋深高于穿越管底及作业坑。地下水对钢结构具弱腐 蚀性。 拟穿越场地内未见泥石流、滑坡、岩溶、新构造运动等不良地质现象， 场地稳定。 穿越处场地抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g， 场地特征周期值为 0.35s，设计地震分组为第一组。穿越处场地可不考虑砂 土地震液化问题。场地内未发现活动性断裂通过。 2.3.4 气候条件 *属南暖温带季风气候区，一般春季温暖、夏季炎热、秋季凉爽、 冬季较冷，四季分明。多年平均气温 14.8C，平均降水量 850-960mm，蒸 发量 1570.6mm，受季风气候影响，降水量年内分配不均，多集中在 7-9 月 份，占全年降水量的 45-50%，蒸发 6、7 两月最强，风向风速随季节变化 显著，3、4 月份风速最大，月平均风速可达 25m/s。 根据“GB50007-2002”附录 F中国季节性冻土标准冻深线图， *市最大冻结深度小于 60cm，一般为 20-30cm。 2.4 公路穿越工程施工方案公路穿越工程施工方案 2.4.1 施工方方法概述 本工程设计采用水泥套管以顶管方式穿越公路。 顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、高压液压站、工具管、顶铁及运 土设备等。 施工前开挖工作坑，将设备安装就位，吊装套管、安装顶环，利用液 压千斤顶顶推套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖 Comment x5: 前言中述及设计 压力为 0.8MPa 21 土外运，然后加入顶铁或套管继续顶进,循环作业，直至套管顶至对面接 收坑；拆除设备，清理套管内余土，进行主管穿越。 管道采用 219.16.4 L360MB 直缝电阻焊钢管。管道外防腐采用三 层聚乙烯加强级防腐，补口采用聚乙烯三层结构热收缩套补口。顶管穿越 段管道应单独试压，以清水作为试压介质，先进行强度试压，试验压力 12.0Mpa（设计压力 8.0Mpa，试验压力是设计压力的 1.5 倍） ，稳压 4h， 合格后降到严密性试验压力 9.2Mpa（气密性压力是设计压力的 1.15 倍） ， 稳压 24h，压降不大于 1%试验压力值且不大于 0.1MPa 且管道无异常变形、 无渗漏为合格。 管道试压前必须采用清管器进行清管，确保将管道内的污物清除干净。 清管过程中，开口端不再排出杂物为清管合格，停止清管。 2.4.2 工作坑的尺寸确定 工作坑应有足够的空间和工作面，不仅要考虑管道的下放、各种设备 的进出、施工人员的上下以及坑内操作等必要的空间，还要考虑弃排土的 位置等，因此，其平面形状一般采用矩形。 2.4.2.1 工作坑的宽度 工作坑的宽度与管道的外径与坑深有关。工作坑的宽度计算公式 B =D+2b+2c 式中： B工作坑宽度； D顶进管节的外径尺寸； b工作坑内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧 1.5m； c护壁厚度，本工程采用 0.2m。 22 本工程的顶管外径为 1440mm， 因此，工作坑的宽度尺寸为 B=1440215002200=4840mm； 2.4.2.2 工作坑的长度 L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 式中 L 矩形工作坑的底部长度（m） L1 工具管长度当采用管道第一节管作为工具管时，一般可取 0.3 0.6m,本工程取 0.5m。 L2 管节长度（2.0m） L3 运土工作间长度（1.5m） L4千斤顶长度（2m） L5 后背墙的厚度（0.5m） L=0.5+2+1.5+2+0.5=6.5m 根据计算得出：1200 工作坑的长宽分别为：6.5m4.84m,实际工 程尺寸可取 6.5m5m。 2.4.2.3 工作坑的深度 工作坑的深度由设计管底高程及基础厚度而定，即管底高程加上轨道 及基础厚度，就是坑底标高。高速两侧路基有 1.5 米深的排水沟，为保证 水泥套管顶部离地面最低点距离不小于 1.2 米，本次穿越作业坑的深度不 小于 1.5+1.2+1.44+0.2=4.34 米，实际可取深度为 4.5 米。 接收坑在高速东侧，考虑施工安全，接收坑的长度为 5 米，宽度为 5 米，深度为 4.5 米，采用和工作坑同样的防护方式。 2.4.3 顶力计算 23 工程施工采用 12002000120钢筋混凝土管。 根据总顶力经验计算公式 F=nGL 其中 n土质粘住系数， G每米套管自重 L顶管长度 每米套管自重=材料密度每米套管体积 =2.45103kg/m31.350.12=1.248t，顶管长度 80m，土质为粉质粘 土，土质系数取 2.5。 总顶力= nGL =2.51.24880=249.6t 根据以上计算，结合标准设备情况，本次顶管穿越采用 2 台 200 吨电 动液压千斤顶进行施工。 2.4.4 施工工艺流程图 2.4.5 施工准备 1）组织施工人员熟悉施工图，进行技术交底，探讨施工质量保证措 施。 2） 开工前预先与公路主管部门联系，按照路政部门的要求办理穿越 施工手续，按照路政部门的要求设置相应的警示标志。 3） 应向路政等有关部门了解清楚穿越地段内地下是否有通讯线路， 管道等设施，对于此类设施应请主管部门的有关人员现场指定位置，人工 开挖，使之暴露，保护方案应得到主管部门认可。 施工准备测量放线 作业坑开挖作业坑处理 工作面挖土 挖土地 测量纠偏放 线 安装管节 轨道及设备安装 顶进顶进退程 加顶铁 管内运土土方提升 弃土 24 4） 顶管设备、配套设备及各种机具材料准备齐全。 2.4.6 场地平整、测量放线 1）根据现场情况，在工作坑一侧平整出一块宽 30m，长 30m 的施工场 地。 2）测量放线 a 根据设计给定的控制桩位，用全站仪放出穿越中心轴线，并定穿越 中心桩，施工带边线桩，撒上白灰线。 b 放线同时放出操作坑与接管坑的位置和开挖边线。 c 保护好公路两侧中心线上的标志木桩，以便按该桩测量、审核操作 坑开挖深度和穿越准确度。 2.4.7 作业坑开挖 1）根据设计要求，在穿越道路两端各开挖一个工作坑，一个作为作 业顶进工作坑，另一个为接收工作坑。 2）操作坑宽度为 5 米，长度为 6.5m。 3）工作坑的深度 4.5m，放坡比为 1:0.5，工作坑的开挖以机械为主， 人工配合进行。 *高速公路顶管穿越操作坑要加强支护，操作坑内沿坑的边线做竖 向槽钢结合横向木板支护，防止塌方造成人员和设备损坏，具体做法：沿 坑边线紧靠坑壁竖向每隔 200mm 打上一根 4.5 米长 35#槽钢的钢桩，结合 6m0.5m0.05m 的横向木板，均匀分布。其中坑的后部是作为千斤顶的 挡土墙，为了保证挡土墙能承受足够的强度，这一部分的钢桩要增大钢桩 的密度。坑壁四周的钢桩打完后，沿坑的边线焊接四根槽钢形成一个矩形 25 框架，此框架要焊接牢固，同时与四个角的槽钢焊接牢固，另外在这个框 架的中部再焊接一槽钢作为加强。 在作业坑外 1 米范围处设护身栏，护身栏的高度为 1.5 米，立杆间距 为 2 米，配合两条水平杆。夜间设置红色警示灯。 4） 在挖作业坑时，后背墙的原土层不得破坏，为避免由于顶进力量 大造成后背墙受力不均发生倾斜现象，在后靠背处用混凝土浇注厚度为 0.5m 的混凝土靠背墙，配筋为两层，采用 14mm 钢筋，间隔 200mm 布置。 作业坑开挖后，采用钢板桩围护操作坑四壁，并配合井点和明排水等措施 可有效的防止地下水的涌入和塌方对作业的影响。 2.4.8 施工场地建设平面图 26 现场施工作业布置（高速扩建前） 本工程采用两台 30kw 柴油发电机发电，一用一备，不采用外接电源； 采用空压机往地下送风，吊车和挖掘机在施工作业时，停靠位置距离作业 坑不小于 2 米。 2.4.9 顶管设备安装就位 1）设备下坑前，要对已挖好的坑基进行测量找平，符合技术要求。 2）作业坑处理完毕，用吊车安装后靠背钢挡板，支撑托架及推进轨 道等，测量校正导轨面，保证套管中心线与设计中心相吻合，保证施工精 确度。 3）安装管节 管节安装下坑前应先进行外观检查包括管端面的平直度，管壁表面的 光洁度及端面上有无纵向裂缝，检查合格的管子用吊车吊到顶管工作导轨 上，准备连接顶进。 详见顶管穿越示意简图. 27 4）千斤顶着力点被顶管端面上的部位是离管底 1/3 管径处。故千斤顶 下面需要搭台，千斤顶采用 2 只，但要按管中线对称布置。管道前端面安 装刃角，起切土的功能，减小顶进阻力，控制塌方。 管道顶进时所用顶铁包括环形顶铁，方顶铁和横铁。 环形顶铁安放在管端面处，它的内、外径尺寸要与管端面尺寸相适应， 厚度 300500 毫米。它的作用是使方顶铁传来的顶力较均匀地分布到被 顶管端面上，以免管端面顶坏。 方顶铁是在顶管过程中调节间距的垫铁，因此方顶铁的长度要根据千 斤顶的冲程、管节长度而确定。方顶铁的两顶端面严格要求平整与平行， 若达不到这一要求时不可使用。因为顶端间不平行，在作业时容易发生顶 铁外弹。 顶管横铁安在千斤顶与方顶铁之间，将两只千斤顶的顶推力传递到两 侧的方顶铁上。横铁断面尺寸 300300 毫米，长度为 1.8 米。制做时，要 求工作面要平行和平整。 28 1.边坡 2.套管 3.环向顶铁 4.纵向顶铁 5.横向顶铁 6.千斤顶 7.集水坑 8.钢靠背墙 9.基础 2.4.10 顶管作业 1）顶进操作要坚持“先顶后挖，随顶随挖”的施工原则。 千斤顶顶进一个冲程后，千斤顶复位，在横铁和环形顶铁间装进合适 的顶铁，然后继续顶进。 顶铁安装应平直，顶进时严防偏心，以免使顶铁崩出伤人。顶进时注 意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸展 长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。在整个顶进操作中应坚持连 续作业，若顶进间隔时间过长，土拱容易下塌，使顶力增大。 2） 挖土 顶进管节的方向和高程的控制，主要取决于挖土操作，对挖土严格要 求如下： Comment x6: 是否太疏？ 29 a 必须在规定的范围内开挖，不得超挖，管底土基弧度在 120 135范围内一定要保持管壁与原土层表面吻合，不得搅动管底下部的地 基土。 b 根据