压力管道下穿干线公路施工方案安全评估技术研究

孙璟珂

摘 要：在压力管道下穿干线公路施工方案实施过程中，为了避免对周边设施和车辆日常运行造成一定的影响，需要加强对安全评估的了解和认识，结合实际施工工艺和施工流程，明确安全评估的主要内容。文章论述了压力管道下穿干线公路施工方案安全评估的主要内容，分析了强度验算方面的注意事项，进而为后续工作奠定基础。

关键词：压力管道;穿干线;公路施工;安全評估

中图分类号：U412 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）02-102-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.02.047

1 压力管道下穿干线公路施工方案安全评估实施背景

在压力管道下穿干线公路施工方案安全管理工作和评估工作中，需要明确主要的基础要点，从而为后续实施奠定坚实的基础。对于压力管道的定性标准来 说，需要严格遵循《特种设备安全监察条例》的规定，对压力管道进行有效的分析及研究，了解压力管道的类型及其主要的工作环境，为实际安全评估工作提供重要的信息支撑。根据《特种设备安全监察条例》中对特种设备的规定，需要加强对压力管道设计和安全管理的重视程度[1]。

近年来，随着我国《公路安全保护条例》的贯彻实施，穿越公路修建桥梁和埋设管道工程的数量逐渐增多，为了避免对周边设施造成影响，需要实施科学完善的安全评估技术方案。因此，实际工作中需要全面分析现场施工概况，完成安全评估报告，并且对压力管道定向钻下线干线公路施工方案进行安全性评估，尤其是对承载力和压力的研究，进而为后续压力管道穿越和施工提供数据支撑。

2 压力管道下穿安全评估的工作重点

在对压力管道下穿干线公路施工方案进行安全评估时，要做好前期资料收集工作，立足客观和公正的角度，按照安全性和经济性的原则，更加科学有序地开展常规工作，明确评估要点，使评估方案体现科学性和完整性的特征。首先，对管道埋设位置和出入土的角度来说，要满足相关规范及要求，加强对埋深度和线性的认识和了解，在确认无误之后才能开始后续的施工。其次，要全方位检查工程地质情况，加强穿越干线公路核载力的验算力度，在施工方案和安全措施方面满足相关的标准及要求。

值得注意的是，在实际施工时，要严格按照我国的相关法律法规和技术规范进行严格性检查，并根据工程的特点进行压力的有效性验算，提升实际安全评估效果和水平。

2.1 建立模型方案

安全评估工作中，除了搜集项目资料，还要建立有效的安全模型，运用数值模拟方法计算对工程周边压力的影响。实际应用时，要通过有限元的方案，考虑边界效应的值，模拟边界条件提升实际工作效果和工作水平。具体建模时，经常会由于切向方向不约束，在方案表面上存在自由边界的问题，因此，需要将土体理想弹塑性方案贯穿于强度较强的加层中，使管道的承载能力满足相关标准及要求，与道路承载力相互协调，且不低于道路承载力。

另外，在实际工作中要进行对精准性的计算，最终得出安全结果，之后再进行建模，并且要充分考虑道路的纵断面，使安全评估内容具备丰富性和针对性的特征。计算方案压力时，要充分考虑汽车的压力和公路的压力，根据路面设计和汽车压力的标准化要求，以承台长度的最终值为主进行有效计算，保证实际计算结果的精准性[2]。

计算公路路基路面的基本表面铺设值，在建模时要和公路路面的地基表面保持一致。要通过评价防撞墙的方式了解公路两侧的情况，根据公路变形的影响确定汽车行驶与公路走向，从而确定相关数值。要了解并分析建模的有效性，通过融入相关计算公式，对现场的地质情况进行有效建模。

2.2 施工压力建模

在施工压力建模时，要以整条道路的情况为依据，并详细分析施工方案的不同阶段。在施工前期，要计算并分析原场地的应力平衡，模拟初始的应力值和压力应力达到平衡后的状态进行有效建模。建模完成后，全面计算相关数值，预判施工之后所存在的压力问题。道路两侧要设置有关应力状况，再导入应用阶段全面了解路面压力，模拟场地应力情况。在场地初始应力场平衡时，要进行运营阶段有效性模拟，并根据不同的施工概况，建立有限元的模型，使安全评估内容能够更加符合实际工作需求和工作要求。

在实际计算时，要严格按照管道穿越工程设计标准及规范详细计算压力管道的定向值，通过层次性的计算方式，了解钢管道之间的轴向应力、弯曲拉应力等，通过压力的组合性计算，了解各个单元应力之和与钢管的使用应力，提升最终的效果和水平。在进行无套钢管穿越段结构计算时，要综合分析实际情况以及可能发生的情况，加强对土压力产生管道应力的有效性计算，保障计算结果具备精准性的特征。实际施工时，则要充分考虑穿越管道外径和土压力挖掘系数，选择正确的值，确定这一项目的安全评估效果，根据土壤的反作用和管道的壁厚程度确定土压力所产生的管道环向应力。实际施工采取钻孔施工方法，需要确定高速性和黏性土的比例及比值，并加强对现场的有效性分析和了解。对于土压力埋深系数来说，要结合土壤分类和管线埋深进行有效控制，进一步分析这些地区的土壤状态。

在计算和分析公路车辆压力时，需要确定车辆荷载所产生的管道环向循环压力。公路车辆产生的管道循环压力包括车辆所产生的压力以及环向循环应力产生的管道轴向力，在实际计算时明确车辆荷载产生的管道轴向循环应力和刚度系数，以公路路面类型为主，明确公路车辆本身的系数类型，根据冲击系数了解车轮分布荷载力的标准值，从而为分析公路荷载产生的管道轴向循环应力提供重要的理论支撑。要从几何性因素了解公路环向循环应力中包含的内容，从而确定最终的系数值。在计算因车辆压力所产生的管道环向循环应力时可以发现，车辆核载所产生的管道循环硬力处于疲劳极限值的范畴内，满足相关的计算标准及要求。

2.3 公路行车安全评估

在施工完成之后，要进行公路行车安全方面的评估工作，防止出现较为严重的安全事故。实际建模时，要以层次性的分析法为主要目标层，结合安全性的形成因素，加强对周边交通设施和交通环境的有效了解及认识。要严格遵循公路行车各项安全性要求考虑行车的特征，通过数据的采集以及收集，评价指标的相关性和可操作性。通过独立性的指标，明确主要的工作原则，从而保证行车能够具备稳定性的特征。

实践中，要全面了解道路条件和管理水平，采取单一性的指标作出全方位描述，或者采取多指标综合评价方式，使得最终建立的模型能够具备准确性特征。首先，要采取评价对象的计算权重方法，并在此基础上将各种权重按照某种方法进行综合性调配，根据平均权重的方法进行独立性观察，通过增加一致性的因素达到增加观察次数的目的，得出主权评价的最终结论。

在低阶层次结构中，可以按照不同元素的特征建立相关联的元素类型，之后再通过比较，建立完善的判断矩阵，并根据标度方向进行有效地改正和调整，通过正反型和互补型两种类型进行精准性的计算。在实际施工时要开展一致性的实验，对于出现的一些反常的问题，可以通过查找平均随机的一致性指标为主进行精准性计算。计算时要体现在个体权重向量的基础上，从统计学的角度确定模糊聚类的类型，从而使数据能够具备标准化的特征，并得出各个对象之间的相似系数，提升安全评估的效果和水平。在进行聚类划分时，要依次求平方，使其具备传递性的特征，得出最精准性的数据。

以此为基础，要通过层次性的模式进行组合判断开展后期的检验性实验，通过层次单排的一致性指标，确定最终的比率，判断是否需要调整因素取值，进而通过以上的思路，使评估方案中的内容更加完善。

3 结语

在压力管道下穿干线公路施工时，要立足安全性角度评估其充分性，严格遵循公路管理的法律法规及相关规章，编制完成安全评估报告，并充分考虑压力管道本身的特殊性，从公路本身的安全性入手进行压力的有效性验算，在保证管道穿越公路安全性的同时，做好定期维护和保养工作，切实提升施工的效果和水平。

参考文献

[1] 吴晶晶，任俊伟.压力管道下穿干线公路施工方案安全评估技術[J].山西建筑，2014，40（10）：157-159.

[2] 薛文海.输水管道穿越公路泥水平衡顶管施工方法[J].山西水土保持科技，2015（2）：47-48.