南湖引水工程下穿高速公路桥梁涉路项目安全性技术评价报告.doc
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1、湟水河乐都主城区段生态综合治理工程南湖引水工程管线下穿G6京藏高速公路兰西段K1736+400处岗子沟桥 【涉路项目安全性评估报告】目 录第一章 概述11.1、工程概况11.2、评估主要依据21.3、委托评估主要内容3第二章 工程主要风险分析和防范对策42.1、项目概述42.2、本工程主要风险分析52.3、主要风险防范对策6第三章 管道穿越工程方案概述103.1、穿越位置及场地环境103.2、被穿越公路基本情况113.3、自然条件及气象条件123.4、工程地质及水文地质概况133.5、穿越工程主要方案14第四章 本工程相关法规、标准、规范符合性检查194.1、工程相关规定194.2、与相关法规
2、、规范符合性检查和评估23第五章 工程安全性评价分析255.1、施工方法255.2、节点分析255.3、穿越工程主要技术方案安全性评价26第六章 综合分析及评价结论、建议336.1、综合分析336.2、评价结论336.3、问题与建议33 第一章 概述1.1、工程概况南湖工程为新开挖人工湖,湖中设有湖心岛,通过交通栈道将湖心岛与湖岸相连。南湖工程主要设计内容包括湖区开挖和回填、湖岸及湖心岛岸防护、湖区防渗、湖区引水管等。湖区引水,在岗子沟设置取水设施向南侧湖区供水。取水口设置在兰新线铁路北侧约 180m,岗子沟左岸部位,取水口处河床高程 1981.25m。在此处设置溢流堰,壅水高度 0.5m 左
3、右。管道从取水口引水后,向西横穿岗子沟西侧的沿岸公路,至沉泥井,然后经沉泥井沿公路西侧向北铺设(岗子沟下游方向),穿过 109 国道后,管道转向西北方向铺设,引水至南湖湖岸。为了利于湖水的循环,沿湖岸设置三个入水口进行供水。该引水工程规模为0.596万m3/d,设计流速0.35m/s,供水方式为长流水重力自流供水,无需配电,主管线采 de630(PE)管,除穿越道路段采用钢管外,其余均采用聚乙烯管 (PE100,SDR11),管线总长 1.76km;三个入水口采用 de355(PE)管,三根管线总长 53m。同时在南湖东部设一排水管涵,采用自然出流方式,管道采用 DN800 钢管,管线长 32
4、.87m。另工程配有应急引水管,设计流量0.596万m3/d,设计流速0.244m/s,留待以后跟河道工程一起实施。引水工程K0+460-K0+505段下穿既有G6京藏高速公路兰西段K1736+400处岗子沟桥,具体涉路位置为海东市乐都县碾伯镇主城区文化街东侧。工程位置平面图现状地形北高南低,本涉路工程供水管自北向南沿现状水泥路铺设,并与G6京藏高速公路兰西段K1736+400处下穿岗子沟桥后由北向南重力自流至南侧湖区。引水管道下穿G6京藏高速段利用岗子沟桥桥墩间距明挖开槽直埋敷设,穿越段供水管道采用DN500聚乙烯管 (PE100,SDR11),管道平均埋深2.0m,管顶覆土厚度1.4m左右
5、。1.2、评估主要依据(1)主要技术规程、规范:1)中华人民共和国公路法(2004年修改);2)中华人民共和国公路管理条例(2008年修改);3)公路安全保护条例(2011年7月1日施行);4)公路工程技术标准(JTGB01-2014);5)公路路线设计规范(JTGD20-2006);6)公路路基设计规范(JTGD30-2015);7)公路项目安全性评价规范(JTG B05-2015);8)青海省公路路政管理条例(2011年);9)钢管制法兰 类型与参数(GB/T 9112-2010);10)法兰接头安装技术规程(GB/T 38343-2019);11)城镇给水排水技术规范(GB 50788-
6、2012);12)给水供水管道工程施工及验收规范(GB 50268-2008);13)城镇供水管道检测与评估技术规程(CJJ181-2012);14)城市工程管线综合规划规范(GB 50289-1998);15)市政供水管道工程机附属设施(国家建筑标准设计图集06MS201);16)城镇供水长距离输水管道工程技术规程(CECS 193:2005);17)给水排水构筑物工程施工及验收规范(GB50141-2008);18)劳动防护用品监督管理规定(国家安监总局令第1号);19)安全生产事故隐患排查治理暂行规定(国家安监总局令第16号);20)生产安全事故应急预案管理办法(国家安监总局令第16号)
7、;(2)参考文献及相关案例:1)公路与城市道路设计手册(中国建筑工业出版社);2)道路设计资料集(人民交通出版社);3)涉路工程安全评价技术指南与案例分析 ;1.3、委托评估主要内容根据委托方(海东市水务局)提供和实地勘察的资料,秉持公正、客观、科学的立场,按照 “安全、经济”的原则综合考虑本工程实施难易程度和对公路的安全性影响,经过“风险识别预评估甄选方案再评估修改方案评价报告”等过程循环,完成了湟水河乐都主城区段生态综合治理工程南湖引水工程管道下穿G6京藏高速公路兰西段K1736+400处岗子沟桥涉路项目安全性评价报告,报告涵盖以下内容:1)穿越工程主要风险分析和防范对策;2)穿越工程方案
8、概述;3)穿越工程相关法规、标准、规范符合检查;4)穿越工程对公路及附属设施可能造成的影响验算、评估分析;5)穿越工程对公路安全运营产生的影响评估分析;6)穿越工程专项施工方案、安全措施及应急预案的安全性、完善性、可行性、可靠性评估;7)评估意见与建议。第二章 工程主要风险分析和防范对策2.1、项目概述本评价报告是湟水河乐都主城区段生态综合治理工程南湖引水工程管道下穿G6京藏高速兰西段K1736+400处岗子沟桥,明挖开槽埋设供水管线工程,主要内容如下:项目区引水管线K0+460-K0+505段下穿既有G6京藏高速兰西段K1736+400处岗子沟桥,交叉角度为正交90,管道穿越利用岗子沟桥3#
9、桥墩与2#桥台间跨径,并采用明挖开槽法直埋铺设安装,管道采用DN500聚乙烯管 (PE100,SDR11),穿越长度86m(两侧建筑控制区各30m2+高速公路桥面宽26m),共计设置管道接头9余处,穿越高速公路处管道平均埋深2.0m,管顶覆土厚度1.4m左右。引水管道下穿京藏高速公路岗子沟桥示意图其中:供水管线A-B段位于高速公路建筑控制区、用地范围内(高速公路为用地界两侧不小于30m),管线采用DN500PE 管,设置管线接口3处;B-C段正交穿越既有G6京藏高速公路岗子沟桥桥底,管线采用DN500PE 管,设置管线接口3处;C-D段位于高速公路建筑控制区,管线采用DN500PE 管,设置管
10、线接口3处。本引水工程管道接头处理:本次下穿高速公路管材均采用DN500 PE管,管件连接采用热熔连接。2.2、本工程主要风险分析本项目管道输送的是低压液体(供水),非有毒害化工业、液体、非爆炸性、放射性物资,其特点是影响程度和影响范围相对较小,对行车和交通产生不会造成直接影响,风险主要存在于工程实施过程中对京藏高速公路岗子沟桥的稳定性及其附属设施可能造成的破坏、工程施工中对相关人员可能造成的伤害、工程施工对周围环境的影响,以及远期公路或管道改建、迁移可能产生的产权、工程纠纷的影响。(1)工程实施对京藏高速公路岗子沟桥的稳定性影响本引水工程在京藏高速K1736+400处横穿岗子沟桥边跨桥台与桥
11、墩之间,桥梁边跨跨径30m,桥下净高5.0m,管道位置距桥台21m,距桥墩5m,偏右侧桥墩处,为明挖开槽法施工,下穿岗子沟桥26m,施工采用铲运机+装载机先施工,后进入小型挖掘机开挖管道沟槽。本桥基础为柱式桥台+桩基础及双柱式桥墩+桩基础,桥梁主要依靠基础的承载力获得支撑,同时区域内地下水位较高,若桥底埋设管道设计方案存在缺陷或施工保护措施不到位、施工组织不合理、沟槽开挖过程中对管线保护不当、区域内降水不及时以及沟槽两侧长时间堆放开挖土方等会引起周围地基土的沉降,造成灌注桩桩身摩阻力减小,影响桥梁基础的承载力及稳定性,使桥梁墩台基础产生较大的纵向或竖向沉降,进而对京藏高速公路产生较大影响。基础
12、纵向不均匀沉降不仅会影响简支梁桥的内力,还会破坏桥面构造及桥面防水层和伸缩装置,影响桥梁的使用功能。基础沉降会影响桥面纵横坡,致使桥面铺装和防水层被破坏,会对行车舒适度、桥面排水及耐久性造成不利影响。研究表明,基坑开挖导致坑外土体产生竖向沉降和横向水平位移,其位移将导致基坑周边的既有建筑物发生变形,甚至造成破坏。基坑开挖引起的地表竖向沉降会引起附近的桥梁结构出现弯曲和剪切变形,横向水平位移的差异使得桥梁结构同时承受抗压变形,在这些综合变形的作用下桥梁结构发生开裂性破坏,而地表沉降和横向水平位移均随着同基坑距离的增大而逐渐减小。供水管投入运营后,风险始终伴随着项目运营的全周期,穿越处往往容易成为
13、安全薄弱和易发部位,将对公路设施形成长期、潜在的安全威胁。主要风险事件:管道破裂、接口密封性不达标,出现爆管、漏水、渗水,造成桥墩、桥台周围地基土的沉降,影响桥梁基础承载力及稳定性、影响桥面铺装、防水层及桥梁附属设施,进而影响行车安全。管道一旦发生爆管,短时间内会大量冒水至路基周围,除造成周围地基土的沉降外,还会影响桥梁墩台的稳定性、锥坡处路基沉降等,进而影响京藏高速公路行车安全及正常运营。其间接损失-封闭交通,往往时间长、社会影响大。因此本项目安全风险对交通的影响,除公路、车辆和人员损失外,还会造成长时间的交通中断,造成经济损失甚至深远的社会影响。(2)工程实施对交通的影响该项目施工期间采取
14、不中断交通,既有京藏高速公路正常运营。管道施工对既有高速公路交通安全影响较小,主要为施工过程中,施工人员、施工设备、设施等可能成为高速公路安全的不稳定因素,特别是施工设备,如吊车、挖机等工作时,因指挥不当或安全意识较差,造成墩、台及桥面扰动进而影响桥梁的稳定,造成交通中断。(3)对周围环境影响建设施工中由于管沟的开挖、施工便道的修建等,会对地表植被的破坏和对土壤的扰动,以及由此所引起的次级效应;造成建设区域范围内水土流失、生态破坏等环境影响。同时石料、管道的运输;水泥的拌合,会产生大量尘埃,加之施工机械燃烧的柴、汽油所产生的废气会给周围空气环境造成不利影响。污染物主要有一氧化碳、氮氧化物、总悬
15、浮颗粒物等。(4)对后期管理、运营、改扩建的影响本穿越工程易对公路后期运营管理产生外来干扰,因改扩建会带来部门间行政纠纷。调查以往供水管线穿越高速公路涉路项目案例,常发生的风险事件有:公路、铁路或管道设施业主双方的维护、检修、改建等活动,会对另一方的正常运营造成影响,严重时会中断交通或中断供水管道;发生公路、铁路或城市公用设施方案、扩建时,谁迁出,谁补偿的问题;出现权利(用地权等)和责任(如一方发生事故引起另一方损失)纠纷的问题;第三方破坏责任的问题等等。2.3、主要风险防范对策安全评价工作作为一个必须的重要环节,经过风险识别-预评估-甄选方案-再评估-修改方案-评价报告等循环过程,从以下几个
16、方面,制定风险对策,做好风险管理,做到防患于未然。(1)设计追求本质安全从设计源头上追求本质安全,采用更安全的技术手段、更先进可靠的施工工艺,从材料选用、设备选型、控制手段等多方面进行严格筛选,并贯穿到从管道设计、设备材料选用、施工、检验、生产、维护到更新改造的全过程。本项目设计阶段采取的具体风险防范对策:1)、供水管道的正确选线,合理的位置及走向确定,综合考虑,确定管线穿越角度及详细位置;2)管道材质,管道构造,管道基础,管道接口,应根据水质、水温情况、断面尺寸、管内外所受压力、土质、地下水位、地下水侵蚀性、施工条件及对养护工具的适应性等因素进行选择。3)穿越处管道衔接方式的正确选择、提高接
17、口的密封性,保证管道不出现渗漏或爆管情况,从而对穿越处道路提供安全保证。4)管道埋设后确保闭水试验满足验收要求;回填材料的压实度、粒径要求等满足规范,路面结构恢复时防止形成通缝等均可以减轻安全隐患。(2)执行安全保护距离。主要是通过控制管道埋设与岗子沟桥墩台基础留有足够的安全距离,以此保证桥梁墩台基础的安全及其周围地基土的沉降变形。这种模式为各种条例、规章和标准、规范广泛采用,依次处理各种基础设施建设间相互关系就会有章可循,减少纠纷,实际操作也简单方便。目前国家各部位或行业领布的有关各种设施交叉的安全保护距离的规定,已经比较系统、完善,为我们本次评价项目提供了基本依据,实施中确有特殊情况的,应
18、具体分析运用。依此规定,湟水河乐都主城区段生态综合治理工程南湖引水工程管道下穿G6京藏高速兰西段K1736+400处岗子沟桥,不能在公路用地界内开挖任何土建、管道工程,不能在公路建筑控制区修建永久性地面建筑。公路安全保护条例规定:属于高速公路的,公路建筑控制区的范围从公路用地外缘起向外的距离标准不少于30米。禁止在建筑控制区范围内修建永久性建筑物和地面构造物。埋地管线虽然不属于“永久性建筑物”或“地面构造物”,但管道埋设于桥梁底部,墩台之间会给桥梁的改扩建或管线日常巡检维修带来困难,因此尽量调整穿、跨越的角度接近直角,尽量保证管道与桥梁墩台之间的距离。有关公路安全保护距离条款的制定有较强的科学
19、性和强制性,本引水工程下穿高速公路桥底底部,应当遵守有关公路建筑控制区的要求,禁止占压公路建筑控制区。在本工程设计中严格执行有关安全保护距离的规定,除临时开挖事毕恢复的临时工程外,公路建筑控制区内部建设任何地面构造物,可以减少系统性风险。(3)技术、行政措施对本工程严格要求进行完善的、有针对性的专项设计和施工组织方案编写,确保管道穿越工程实施安全可靠;本工程实施前应签定有关协议,明确有关权利责任、改扩建迁出及补偿问题、第三方破坏的防范、日常管理维护的协调配合机制等等;公路管理部门建立相关资料档案,长期保存。如专项设计中增加钢套管、增大管径等,为日后爆管、漏水等检修及供水流量增加以致增大此段管径
20、留有余地,防止考虑不周、二次穿越等,也是一种降低下穿高速公路风险的综合措施。(4)基坑开挖保护措施本工程下穿G6京藏高速公路兰西段K1736+400处岗子沟桥桥底,供水管道平均埋深2.0m,管径为DN500聚乙烯PE管,敷设方式为明挖开槽法施工,依据设计图纸,管道开挖后,底宽1.5m,边坡坡度1:0.75,开挖后沟槽顶宽约为3.75m,管沟上口边缘距离桥台及桥墩分别为19.75m、3.75m,开挖线距离桥梁墩台基础及距湟水河河岸线较近,易造成河水倒灌,同时大量土体的开挖会引起钻孔灌注桩桩身摩阻力的下降,造成墩台竖向沉降,影响桥梁稳定性。因此,此穿越段,管沟的开挖、保护桥梁墩台基础减少沉降至关重
21、要,施工中可采取打入围堰式钢板桩支护结构、基坑开挖后设置必要的排水措施等减少因土体大开挖而引起的桥梁墩台基础及周边地基土的沉降。(5)管道衔接处防止漏水、渗水措施本工程引水管道涉路段采用DN500PE管,管道连接采用热熔对接连接。PE管与PE管连接示意为防止管道连接处出现漏水、爆管等安全隐患,施工时应采取如下措施:a、热熔连接前、后,清洁焊接表面和加热工具。焊接表面污物应用洁净棉布擦净,加热工具上的聚乙烯残留物只能用木质刮刀切除。b、检查对接焊机是否与管材直径和规定的对接焊周期匹配。c、热熔连接加热时间和加热温度应符合热熔连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定,对接焊温度通常在200235之间
22、,以两端熔融长度1-2mm为佳。d、热熔连接保压、冷却时间,应符合热熔连接工具生产厂和管材管件生产厂的规定,在保压、冷却时间不得移动连接件或在连接件上施加外力。e、在对接焊机上夹紧管材和管件的插口端,清洁插口端。f、移动可动夹具,将管材、管件连接面在铣刀上刨平,取下铣刀,检查管端连接面,使其间隙最不大于0.3mm。g、校直对接焊机上两对应的待接件,使其在同一轴线上,错边不宜大于壁厚的10%。h、将加热工具放在两连接面之间。使对接焊机上的管材靠近加热工具并施加一定的压力,直到融化形成沿管材整个外圆周平滑对称的翻边为止。i、加热完毕,待连接件应迅速脱离对接连接加热工具,并应用均匀外力使其完全接触,
23、形成均匀凸缘。(6)管道台背回填质量保证措施1)台背回填采用施工图纸要求并满足规范要求的材料,分层填筑,每侧松铺厚度不超过15m,对称回填压实。2)小型压实机具夯实不到的转角或死角,应用人工夯实设备夯实。3)台背回填区压实度均不小于96%,台背回填压实度每层每侧检测3处,检测点位为中间一点,左右幅各一点,检测点离台背的距离为0.51m或由监理理师指定。4)拆除施工临时设施,设施,按设计要求埋设标志桩并采取保护措施。第三章 管道穿越工程方案概述3.1、穿越位置及场地环境根据海东市水务局合同委托,本安全性评价项目位于海东市乐都县碾伯镇城区。工程项目为:湟水河乐都主城区段生态综合治理工程南湖引水工程
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