供热管道顶管穿越高速公路安全性分析及控制措施

郭 华 筝

(山西省交通规划勘察设计院，山西 太原　030012)



供热管道顶管穿越高速公路安全性分析及控制措施

郭 华 筝

(山西省交通规划勘察设计院，山西 太原030012)

以太原市集中供热顶管穿越东环高速公路工程为例，根据各规范及技术标准，介绍了管道下穿现状高速公路的技术措施，并确定了工程的安全风险等级，提出了一系列安全风险的控制措施。

供热管道，顶管，高速公路，安全风险

近些年来,供热管道与公路交叉穿(跨)越的需求日渐增加，国内以顶管下穿高速公路的工程项目不断增多,那么如何在保证不影响既有线路通车的情况下,安全地进行管道施工,就成为不得不面对的技术难题。2011年《公路安全保护条例》正式出台，以法规的形式保障公路、公路附属设施的质量和安全。

下面以太原市集中供热联网工程南内环街支干线顶管穿越太原东环高速公路的项目为实例进行分析，分别从公路路基设计、公路桥涵设计、供热管道设计等方面综合论述穿越高速公路的安全性。

1　项目概况

设计供热管位位于路中心线以南11.5 m，套管顶管敷设，混凝土套管内径1 000 mm，壁厚100 mm。顶管两侧设工作坑，工作坑深约10 m，离高速东侧护坡坡脚处20 m，西侧护坡坡脚处22 m。顶进工作坑尺寸为7 m×7 m，南、北、西三侧均采用钢板桩进行支护，东侧采用放坡施工，放坡系数1∶0.5，并采用钢筋网片喷射混凝土加固护壁；接收坑尺寸为3.5 m×7 m，南、北、东三侧均采用钢板桩进行支护，西侧采用放坡施工，放坡系数1∶0.5，并采用钢筋网片喷射混凝土加固护壁。顶管与高速公路关系图见图1。

图1　顶管与高速公路连接线关系图(单位：cm)

穿越处位于新建南内环互通范围内，南内环互通与规划的太原市南内环东街十字交叉，南内环东街下穿东环高速。互通立交范围内新建1座36 m+56 m+36 m预应力混凝土现浇连续箱梁跨线桥(主线上跨南内环东街)。根据实地查看，本穿越项目先于南内环互通的施工。

地质情况由上至下依次为：杂填土、湿陷性粉土、粉土。顶进管道位于湿陷性粉土层。

2　技术分析

1)JTG B01—2014公路工程技术标准第9.5.1条规定：“电信线、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和人员安全，并不得损害公路的构造和设施[1]。”

本项目工作坑距高速公路东侧护坡坡脚处20 m，距高速公路西侧护坡坡脚处22 m，均未侵入公路建筑限界，满足《公路工程技术标准》要求。

2)JTG B01—2014公路工程技术标准第9.5.3条规定：“原油管道、天然气输送管道与公路相交叉时，宜为正交；必须斜交时，交叉角度应大于30°[1]。”

本项目供热管道与高速公路的交叉角度为87.6°，满足《公路工程技术标准》要求。

“三新”统计是一项新的内容，也是新时期国家提出的加快经济社会发展的一项新理念，随着“三新”经济的出现和深入发展，“三新”经济统计工作也在逐渐发生变化。只有结合实际，从健全制度、加强组织管理和人才队伍建设等多方面入手，不断完善，才能逐渐突破难点，夯实基础，切实提高统计效能。

3)JTG B01—2014公路工程技术标准第9.5.4条规定：“管道与各级公路相交叉且采用下穿方式时，应设置地下通道(涵)或套管。通道或套管应按相应公路等级的汽车荷载等级进行验算[1]。”

本项目供热管道下穿太原东环高速公路处设置了保护套管，满足《公路工程技术标准》要求。

4)JTG D20—2006公路路线设计规范第12.5.6条规定：“穿越公路的保护套管其顶面距路面底基层的底面应不小于1.0 m[2]。”

本项目供热管道套管管顶位于现状高速公路路面以下11.08 m，满足《公路路线设计规范》的要求。

5)CJJ 34—2002城市热力网设计规范中第8.2.8条规定：“地下敷设热力网管道的管沟或检查室外缘，直埋敷设或地上敷设管道保温结构表面与建筑的最小水平净距，垂直净距应符合表1的规定[3]。”

表1　热力网管道与建筑物(构筑物)其他管线的最小距离[3]　m

由表1可知，供热管道距离桥墩边缘的最小水平净距为2.0 m。

JTG D63—2007公路桥涵地基与基础设计规范中第5.2.4条规定：“对于钻孔桩，桩的中距不应小于桩径的2.5倍[4]。”查阅山西省交通规划勘察设计院K265+353.137南内环互通跨线桥设计图纸可知，拟建南内环互通跨线桥下部采用钻孔灌注桩基础，2号桥墩桩基础桩径为1.5 m，则2.5倍桩径最大为3.75 m。

本项目供热管道穿越处距离拟建南内环互通跨线桥2号桥墩最近，且距其承台边缘净距为11.15 m，满足《城市热力网设计规范》及《公路桥涵地基与基础设计规范》要求。

3　安全风险控制措施

通过对管道下穿高速公路路基的自然条件主要危害、穿越施工工程主要危害、管理方面和人员设备方面主要风险、供热管道运营中的主要危害等风险源辨识、对风险源发生概率及损失进行分析和评估，安全风险等级评定为Ⅱ级，风险可控。

为避免或减少安全风险发生的可能性以及潜在损失，保障高速公路及其附属设施，现提出以下控制措施：

1)施工前应查清地面下是否存在既有管线，并确定其位置、走向和埋深，以免对管线造成破坏或发生安全事故。

2)施工期间应在高速公路中央隔离带及路肩处设置沉降观测点，当发生沉降时应采取相应的措施；穿越完成后，穿越点两侧应设置永久性警示标志。

3)本工程位于湿陷性粉土地段，见水软化，施工中注意排水，施工期间严禁工作坑内积水，开挖后要及时回填、碾压，以免造成地基下沉。

4)套管应满足相应公路桥涵设计规范的要求，其接头必须采用配套的钢承口。

5)施工完毕后必须对套管两端进行封堵，并对管壁外侧进行注浆处理。

6)路基范围内，顶管顶进应采用少挖勤顶的施工方法，每次顶进距离不大于15 cm。

7)在供热管道运营过程中，须注意对高速公路范围内管道的日常检查及维护，尤其是拟建南内环互通跨线桥及桥下施工过程中，发现有隐患或变化及时向有关部门汇报。

4　结语

本文根据各项规范标准，对管道下穿现状高速公路路基及拟建南内环互通跨线桥是否满足要求进行分析；确定安全风险等级为Ⅱ级，风险可控；并提出安全风险的控制措施。

太原市集中供热联网工程(华能东山)南内环支干线采用顶管的施工方法,成功完成了对太原东环高速公路K19+950处填方段路基的下穿，为供热管道顶管穿越高速公路的安全性分析提供了一些经验,对今后此类工程的设计和施工大有裨益。

[1]JTG B01—2014，公路工程技术标准[S].

[2]JTG D20—2006，公路路线设计规范[S].

[3]CJJ 34—2002，城市热力网设计规范[S].

[4]JTG D63—2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].

The safety analysis and control measures of heating pipe jacking pipe crossing highway

Guo Huazheng

(ShanxiTransportationPlanningSurveyandDesignInstitute,Taiyuan030012,China)

Taking the Taiyuan centralized heating supply jacking pipe crossing east central highway engineering as an example, according to each specification and technical standard, introduced the technical measures of pipeline status crossing highway, and determined the engineering safety risk grade, put forward a series of safety risk control measures.

heating pipe, jacking pipe, highway, safety risk

1009-6825(2016)21-0143-02

2016-05-13

郭华筝(1985- )，女，硕士，工程师

TU995

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