1、南京浦口自來水總公司自來水工程管道穿越X202盤汪線 安全評估報告第一章 概述1.1 工程概況本工程自來水管道穿越X202盤汪線，采用水平定向鉆進施工，穿越處位于X202盤汪線胡橋二路東側，對應樁號約為K21+380，穿越管道為單孔DN420PE管，穿越長度為100m。自來水管道穿越X202盤汪線位置圖為規范基礎設施建設之間的關系，減少涉路工程對現有公路安全的影響，為公眾出行提供安全保障，保證道路運營效率，受南京浦口自來水總公司委托，本公司對其自來水工程管道穿越X202盤汪線進行安全性評估。1.2 評估依據1、中華人民共和國公路法（2004年修正）；2、中華人民共和國公路管理條例（2008年修

2、正）；3、公路安全保護條例（2011年7月1日施行）；4、路政管理規定（交通部 2003年）；5、江蘇省公路條例（2011年）；6、公路工程技術標準（JTG B01-2003）；7、公路路線設計規范（JTG D20-2006）；8、公路路基設計規范（JTG D30-2004）；9、城鎮給水排水技術規范（GB 50788-2012）；10、室外給水設計規范（GB 500132006）；11、管線定向鉆進技術規范（DG/TJ08-2075-2010）；12、定向鉆進管線穿越鋪設技術規范（非開挖技術協會，2010）；13、委托方提供的資料。1.3 工作內容本次評估主要包含以下內容：1、管道穿越位置、

3、埋深及與道路交叉角度等是否滿足規范、是否合理；2、穿越處路面沉降驗算和孔壁穩定性驗算；3、施工方案、安全措施及應急預案是否滿足要求。第二章 涉及的相關法規、標準及規定為加強涉路工程建設和管理，保障公路工程可靠、運營安全，國家、交通運輸部及相關行業部門頒布了一系列法律、法規、標準、規范，其中與本項目安全性評估相關的主要要求如下：1、中華人民共和國公路法（2004年修正）有關規定：第四十五條 跨越、穿越公路修建橋梁、渡槽或者架設、埋設管線等設施的，以及在公路用地范圍內架設、埋設管線、電纜等設施的，應當事先經有關交通主管部門同意，影響交通安全的，還須征得有關公安機關的同意；所修建、架設或者埋設的設施

4、應當符合公路工程技術標準的要求。對公路造成損壞的，應當按照損壞程度給予補償。2、公路安全保護條例（2011年7月1日施行）有關規定：第二十七條 進行下列涉路施工活動，建設單位應當向公路管理機構提出申請：（一）因修建鐵路、機場、供電、水利、通信等建設工程需要占用、挖掘公路、公路用地或者使公路改線；（二）跨越、穿越公路修建橋梁、渡槽或者架設、埋設管道、電纜等設施；（三）在公路用地范圍內架設、埋設管道、電纜等設施；（四）利用公路橋梁、公路隧道、涵洞鋪設電纜等設施；（五）利用跨越公路的設施懸掛非公路標志；（六）在公路上增設或者改造平面交叉道口；（七）在公路建筑控制區內埋設管道、電纜等設施。第二十八條申

5、請進行涉路施工活動的建設單位應當向公路管理機構提交下列材料：（一）符合有關技術標準、規范要求的設計和施工方案；（二）保障公路、公路附屬設施質量和安全的技術評價報告；（三）處置施工險情和意外事故的應急方案。公路管理機構應當自受審申請之日起20日內作出許可或者不予許可的決定；影響交通安全的，應當征得公安機關交通管理部門的同意；涉及經營性公路的，應當征求公路經營企業的意見；不予許可的，公路管理機構應當書面通知申請人并說明理由。3、路政管理規定（2003年）有關規定：第十條 跨越、穿越公路，修建橋梁、渡槽或者架設、埋設管線等設施，以及在公路用地范圍內架設、埋設管（桿）線、電纜等設施，應當按照公路法第四

6、十五條的規定，事先向交通主管部門或者其設置的公路管理機構提交申請書和設計圖。本條前款規定的申請書包括以下主要內容：（一）主要理由；（二）地點（公路名稱、樁號及與公路邊坡外緣或者公路界樁的距離）；（三）安全保障措施；（四）施工期限；（五）修復、改建公路的措施或者補償數額。4、江蘇省公路條例（2011年）有關規定：第三十四條 從公路用地外緣起，國道不少于二十米、省道不少于十五米、縣道不少于十米、鄉道不少于五米的區域為公路建筑控制區范圍。在上述范圍內，除公路防護、養護需要和必要的農田水利設施建設外，禁止修建建筑物和構造物：需要埋設管線、電纜等設施的，應當事先經公路管理機構批準。5、公路工程技術標準（

7、JTGB01-2003）有關規定：第8.6.1電訊線、電力線、電纜、管道等均不得侵入公路建筑限界，不得妨害公路交通安全，并得損害公路的構造和設施。第8.6.3原油管道、天然氣等管道與公路相交叉時，應為正交；必須斜交時應大于45。第8.6.4 管道與高速公路、一級公路相交且采取下穿方式時，應埋置地下通道；管道與二級公路及二級以下公路相交叉時，應埋置套管。通道與套管應按相應公路等級的汽車荷載等級進行驗算。6、公路路線設計規范（JTGD20-2006）有關規定：第12.5.4 公路與原油、天然氣等管道相交，以垂直交叉為宜。必須斜交時，其交叉的銳角應不小于60；受地形條件或其他特殊情況限制時，應不小于

8、45。第12.5.6 穿越公路的地下專用通道的埋置深度，應符合石油天然氣行業標準的荷載相關規定。還應符合公路橋涵設計通用規范（JTG D60）的有關規定，并按所穿越公路的車輛荷載等級進行驗算。穿越公路的保護套管其頂面距離路面底基層的底面應不小于1.0m。7、室外給水設計規范（GB 500132006）有關規定：7.3.4 給水管道與其他管線交叉時的最小垂直凈距，可按本規范附錄B規定確定。表B.0.1 給水管與其他管線最小垂直凈距（m）序號管線名稱與給水管線的最小垂直凈距（m）1給水管線0.152污、雨水排水管線0.403熱力管線0.154燃氣管線0.155電信管線直埋0.50管塊0.156電力

9、管線0.157溝渠（基礎底）0.508涵洞（基礎底）0.159電車（軌底）1.0010鐵路（軌底）1.008、管線定向鉆進技術規范（DG/TJ08-2075-2010）有關規定：第4.1 管線定向穿越前應進行工程勘察，工程勘察應包括工程地質、水文地質、地形、地貌、地物的勘察及現有地下管線的探測、新建管線路徑勘察。第5.1.2穿越公路、鐵路、河流敷設管線的最小覆土厚度應符合相關行業標準的規定；當無標準規定時, 管線敷設最小覆土深度應大于鉆孔的最終回擴直徑的6倍, 并應符合表5.1.2的規定。表5.1.2 管線敷設最小覆土深度被穿越對象最小覆土深度城市道路與路面垂直凈距1.5m公路與路面垂直凈距1

10、.8m；路基坡腳地面以下1.2m高速公路與路面垂直凈距2.5m；路基坡腳地面以下1.5m鐵路路基坡腳處地表下5m；路塹地形軌頂下3m；O點斷面軌頂下6m河流一級主河道百年一遇最大沖刷深度線以下3m；二級河道底設計標高以下3m，最大沖刷深度線以下2m地面建筑根據基礎結構類型和穿越方式，經計算后確定第5.1.3 與既有地下管線平行敷設時，200mm以上的管線水平凈距不得小于最終擴孔直徑的2倍，200mm以下的管線水平凈距不得小于0.6m。第5.3.5 出土角應根據敷設管線類型、材質、管徑確定，地面始鉆式的出土角: 鋼管08、塑料管020。第5.3.6 定向鉆進敷設的管線采用PE管進行穿越時，管道的

11、最小允許曲率半徑按下式計算：RminED/其中：Rmin：最小曲率半徑（mm）； E：彈性模量（MPa）； D：管道外徑（mm）； ：彎曲應力（MPa）。第5.5 管線回拖力估算，管線回拖力計算如下：其中：F拉：計算拉力（t）； L2：穿越管道長度（m）； F：摩擦系數，取0.10.3； D：管徑（m）； ：泥漿密度（t/m3）； ：管子壁厚（m）；K：粘滯系數，0.010.03。第三章 工程概況3.1 主要方案1、X202盤汪線穿越段X202盤汪線道路等級為公路二級，路基寬寬為26.5m，公路用地寬度為29.5m。自來水管道穿越處X202盤汪線現狀2、管道敷設方案本工程自來水管道穿越X202

12、盤汪線1處，采用水平定向鉆進敷設，穿越時單孔DN420PE管道穿越。穿越處位于X202盤汪線胡橋二路東側，對應樁號約為K21+380，管道自北向南穿越X202盤汪線，管道與道路交叉角度90，入土點位于X202盤汪線北側路基邊緣外36.5m，用地范圍外35m，出土點位于X202盤汪線南側路基邊緣外36m，用地范圍外34.5m，用地范圍內管道長度29.5m。穿越段平面布置圖穿越段入土點現狀穿越段出土點現狀穿越段入土側非機動車道現狀圖3.2 施工要點1、水平定向鉆進施工工藝為：施工準備穿越曲線設計測量磁方位角鉆機就位鉆導向孔擴孔回拖環境保護地貌恢復退場。2、本次施工管道采用單孔管道穿越，擴孔孔徑50

13、0mm。3、為施工方便，出入土點管道管頂覆土深度不小于1.2m，穿越段最埋深按原路面以下7m，出入土工作坑34m。3、施工時在施工區周圍設置隔離設施，并設置警示牌、標示牌。4、竣工后，將殘留泥漿集中運走，并將施工涉及的部位按原狀恢復。3.3 地質概況本工程位于浦口區，地貌單元較簡單。地形起伏不大，基本不存在暗溝、暗塘等不良地質現象。沿線地區地下水類型屬上層滯水，其水位變化主要受地表水及大氣降水影響，呈季節性變化，地下水的初見水位埋深在1.0m左右。根據中國地震動參數區劃圖（GB183062001）規定，該地區地震基本烈度為VII度。根據電力設施抗震設計規范（GB50260-96）規定，不需采取

14、特別抗震措施。區內表層以粘土為主，-1層雜填土（Q4ml）：褐黃色、雜色，以粘性土為主，混碎磚石、砼塊及植物根系等，不均勻，濕，松散稍密。厚度：0.603.80m，平均1.84m；層底埋深：0.603.80m，平均1.84m。-1層粘土（Q4al）：黃灰色、黃褐色，局部混少量鐵錳質氧化物，切面光滑，干強度中等，韌性中等，中等壓縮性，可塑。厚度：3.203.30m，平均3.23m；層底埋深：5.807.00m，平均6.37m。-2層粉質粘土（Q4al）：青灰色，局部為粘土，夾粉土薄層，切面稍光滑，干強度中等，韌性中低等，中高壓縮性，軟塑。場區普遍分布，厚度：5.4010.20m，平均8.45m；

15、層底埋深：11.8016.10m，平均14.45m。第四章 安全評估分析4.1 總體評估本工程自來水管道穿X202盤汪線時采用定向鉆進施工，總體方案合理可行。4.2 分項評估本工程管道穿越道路1處，主要情況如下：序號管道總長（m）穿越道路交叉角度（）道路邊緣距離（m）入土坑出土坑1100X202盤汪線9036.5361、穿越位置本工程穿越入土坑與道路路基邊緣距離36.5m，與公路用地線邊緣距離35m，位于公路路建筑控制區外，位置選擇合理。本工程穿越出土坑與道路邊緣距離為36m，與公路用地線邊緣距離34.5m，位于公路路建筑控制區外，位置選擇合理。2、穿越角度參照公路路線設計規范（JTGD20-

16、2006）第12.5.4條，公路與原油、天然氣等管道相交，以垂直交叉為宜。必須斜交時，其交叉的銳角應不小于60；受地形條件或其他特殊情況限制時，應不小于45。本工程穿越段管道與道路的交叉角度為90滿足規范要求。3、管道埋深公路相關規范未對管道直接穿越公路的埋深提出明確要求，參考管線定向鉆進技術規范，管線敷設最小覆土深度應大于鉆孔的最終回擴直徑的6倍，且管頂距公路路面不得小于1.8m，坡腳處不小于1.2m。本工程自來水管道穿越X202盤汪線時擴孔孔徑為500mm，根據規范要求，管道位于道路路面范圍內埋深應不小于3.0m。根據施工資料，管道位于路面范圍內最小埋深為7m，滿足規范要求。4、穿越方式根

17、據公路工程技術標準（JTGB01-2003）第8.6.4 管道與二級公路及二級一下安公路交叉時，應埋置套管。埋置套管目的為不至于因為管道檢修、養護等而影響公路的運營及安全。本項目自來水管道穿越X202盤汪線，根據規范應埋置套管。本次未埋置套管，而采用管道直接水平定向鉆進施工，主要基于以下考慮：（1）本工程管道管徑小，擴孔直徑500mm，對道路安全影響小；（2）PE管道的結構性能較好，可直接穿越。（3）套管若采取大尺寸頂進施工，施工周期長、空間要求高且大尺寸頂進施工對道路安全影響更大。本工程直接采用單孔DN420PE管穿越公路，本次評估在對管道的安全穩定性的基礎上（詳見下文）判斷本工程可以采用單

18、孔PE管直接穿越施工而不需埋置套管。5、管道安全驗算采取管道直接穿越還需按公路車輛荷載等級對管道穩定性進行驗算。埋地塑料管在外壓作用下，管壁截面的環向穩定性計算應符合下列要求：-管道失穩的臨界壓力標準值（kN/m）-管頂在各種豎向壓力下的標準值（kN/m）-管道的環向穩定抗力系數（不得低于2）式中：S為管材的環剛度，常用管道環壁剛度為8級，為管側土的綜合彈性模量（查土木工程手冊為6000），為PE的泊松比，取0.4。計算得： （H=6.55m） （H=7m）根據計算，當管道埋深在6.55m和7m時，管道的環向穩定抗力系數均大于2，采用PE管直接穿越，能滿足管道穩定要求。6、管道間距經現場查看，

19、本次工程穿越段入土側非機動車道設有強電檢查井，施工前務必取得管道埋置深度和位置，并核實是否存在其他管線，自來水管道穿越時，管道之間的最小豎直間距應滿足規范要求。給水管與其他管線最小垂直凈距（m）序號管線名稱與給水管線的最小垂直凈距（m）1給水管線0.152污、雨水排水管線0.403熱力管線0.154燃氣管線0.155電信管線直埋0.50管塊0.156電力管線0.157溝渠（基礎底）0.508涵洞（基礎底）0.159電車（軌底）1.0010鐵路（軌底）1.007、定向鉆進施工（1）定向穿越適宜的地質條件通常為粘土、亞粘土、粉土、粉砂、細砂層，在砂礫，巖層中穿越困難，且不宜跨層穿越。本工程穿越位置

20、淺層以粘土為主，可作為穿越土層，但施工前應對沿線地質情況進行核查。（2）定向鉆進施工方案中應包含如下內容：8、導向孔軌跡設計一般形式的導向孔軌跡可按下圖進行：一般形式的導向孔軌跡設計圖圖中：1：入土角（） 2：出土角（） A：入土點 D：出土點 B：第一曲線段和直線段軌跡變化點 C：直線段和第二曲線段軌跡變化點R1、R2：出入土造斜段管道彎曲半徑 H：軌跡（鋪管）深度H1、H2：路肩邊緣處軌跡（鋪管）深度,當軌跡變化點位于路面范圍內時，有H1H,H2H L1、L2、L3：定向穿越管水平長度施工前，應詳細勘察現場情況，做好導向孔軌跡設計，將可能影響穿越的構筑物等在導向孔軌跡圖中標出，確保管段能順

21、利穿越。根據軌跡擬合，管道位于路面范圍內管道最小埋深為6.55m，滿足規范的要求。曲率半徑和出入土角度鉆進時管道穿越曲率半徑要掌握好，雖然材料的彎曲度遠遠大于鉆進最大彎曲度，但如果彎曲度過大，在拖拽管道時管道的一側受壓過大，造成管道被拽壞，影響管路通過能力。本工程穿越段管道曲率半徑均滿足要求。管道穿越的入土角應滿足機具性能、造斜長度和敷設深度及管材曲率半徑要求，選取合適的出入土角度能減小管線回拖阻力，便于施工。本工程穿越出入土角為13出土角度為13，滿足要求。回拖力的計算水平定向鉆回拖力按如下公式計算：其中：F拉：計算拉力（t） L2：穿越管道長度（m） f：摩擦系數，取0.10.3 D：管徑

22、（m） ：泥漿密度（t/m3） ：管子壁厚（m） K：粘滯系數，0.010.03為防止突發狀況并保證管道順利回拖，水平定向鉆進機器宜根據回拖力計算值的1.53倍選擇。本次穿越段回拖力計算如下表：穿越段位置管道規格管長（m）總回拖力（t）X202盤汪線K21+380DN420PE管1005.1擴孔導向孔完成后，必須擴大至適合成品管鋪設的直徑。根據導向孔與適合成品管鋪設孔的直徑差異大小和地層情況，擴孔可一次或分為多次進行。一般最終擴孔孔徑為管道外徑的1.21.5倍。本工程穿越管道為單孔DN420PE管，本次施工擴孔孔徑為500mm，基本滿足要求。泥漿的配置與管道保護定向穿越施工中使用的泥漿應根據土

23、質和施工階段選用：鉆導向孔階段要求要求泥漿將孔內物質攜帶出孔并維持孔壁穩定，減小阻力；預擴孔階段要求泥漿具有較強的攜帶能力和良好的流動性；回拖階段則要求泥漿具有良好的護壁、攜帶能力，并具有很好的潤滑能力，減小回拖管摩阻力。本工程為給水管道，施工時應注意對管道的保護。管道的拖拉管道定向穿越敷設拉管時，回拖力不得大于管道最大拖拉力且需富余一定安全系數。本工程采用的PE管最大容許拖拉力為144kN，管道最大回拖力計算為51kN，管材選擇合理，能滿足管道回拖要求，但回拖管道時應注意監控，以免拖壞管道。場地恢復本次施工穿越完成后對現場泥漿處理及場地恢復主要措施如下：（1）現場泥漿處理 出、入土兩側泥漿池

24、殘留的泥漿用泵抽到專用泥漿回收車里外運處理。 對地表被泥漿沾染的部分，人工用鐵鍬鏟掉，裝在泥漿回收罐里，就地深埋。（2）地貌恢復將工作坑周圍隔離物、井場內外警示牌、標識牌裝車運走；井場內施工及生活廢棄物拉運至垃圾場；恢復原有地貌。場地恢復方案較為合理。9、地面沉降驗算穿越施工引起的地面沉降計算方法主要有經驗法和解析法。目前工程界常采用Peck提出的地面沉降橫向分布估算公式：式中S(x)為地面沉降量(m)；x為離頂管軸線的水平距離(m)；Smax為管道軸線上方的最大地面沉降量(m)；i為地面沉降槽寬度系數(m)；Vl為管道單位長度的土體損失量(m3/m)，通常采用挖掘面面積的百分率來估算土體損失

25、的大小，令為土體損失百分率，則Vl=r2。取值范圍根據管道所處層位的土體性質確定，自穩性差、易流失的土取大值。i的經驗公式為：式中：H為頂管埋置深度（m） 為土的內摩擦角。本工程采用單孔DN420PE管道穿越，擴孔孔徑500mm，管道穿越土層失土率取10%，穿越處路面沉降計算結果如下表：路面沉降量計算結果孔徑（m）埋深（m）計算沉降（mm）備注0.56.5590.56.5890.579參考給水排水工程頂管技術規程（CECS246：2008）規定“穿越施工造成的公路路面沉降量應小于或等于20mm”，本工程穿越處路面沉降均能滿足要求。10、孔壁穩定性驗算定向鉆成孔時，孔壁及其附近的力學平衡受到破壞

26、，如不采取防護措施，在地層中極易發生孔壁的垮塌、流失、縮徑，即非開挖水平孔失穩破壞，這將嚴重影響非開挖施工的進行（如鋪管受阻等），甚至可能造成嚴重的安全事故（如路面塌陷等）。孔壁穩定平面應力問題示意圖而孔壁巖土的失穩破壞是由于成孔后孔壁地層內部應力狀態發生變化超過了其強度極限所導致的，因此將井壁單元體的應力狀態與強度指標比較可得出孔壁巖土是否發生失穩破壞的結論。管孔由于長度方向的尺寸通常比橫截面尺寸大得多，因此可將近孔壁某點應力問題作為平面應力問題（圖3-1）研究。根據基爾斯公式，鉆孔近孔壁某點單元體應力大小如下：由彈性力學理論，該點主應力大小為：式中：式中：P上覆土層垂直應力；鉆孔半徑；所求

27、點半徑；所求點與圓心的連線與垂直軸的夾角；泊松比；采用彈力學中規定符號的反號為正。鉆孔孔壁發生破壞失穩的根本原因是孔壁某點單元體最大剪應力超過土的極限抗剪強度所致。根據莫爾-庫倫破壞準則，也稱土的極限平衡條件。可判斷鉆孔是否發生破壞坍塌。若：則孔壁破壞，反之則孔壁穩定。孔壁若破壞，將先從孔壁頂部開始破壞，因此本次對孔壁頂部點進行穩定性分析，則各參數取值計算如下：；c31kpa，計算結果如下：埋深p131f備注mkpakpakpakpa6.551313933934716.581323953954737140420420503根據計算結果，本工程穿越處鉆孔孔壁均穩定，能滿足公路路基穩定性要求。11

28、、安全措施本工程管道穿越段施工區均在道路范圍以外，施工對道路交通影響較小，但材料機械的運輸等仍會對交通帶來一定影響，存在安全隱患。施工時應注意安全，資料中主要安全生產措施如下：（1）對所有現場施工人員進行安全及文明生產教育，使每位員工認識到安全生產的重要性；（2）嚴格按照施工總平面布置圖設置各項臨時設施，堆放材料、成品、半成品和機具設備，不得侵占道路及安全防護等設施；（3）保證施工現場道路暢通，保持場容場貌的整潔，及時清理建筑垃圾；（4）施工區域及重要路口設置圍擋、夜間警示燈，保證交通安全。同時，資料中針對穿越過程中可能出現的施工危險也提出了應對措施：作業活動危險因素可能導致的事故涉及的相關方

29、具體控制措施施工管線測量不完善損壞其他管線管線單位及施工人員準確測量地下管線布置情況，作好記錄，施工人員清晰管線布置情況后方可施工。未經三級技術交底進行施工人員傷害施工人員未三級進行技術交底禁止施工，交底明確后方可施工焊機電源線破損殘舊，電源線與開關接觸不良觸電施工人員更新電源線電焊作業工作間斷時不切斷電源觸電施工人員工作間斷切斷電源雨中進行電焊觸電施工人員停止電焊或在有遮雨措施情況下進行工作無圖紙、無施工方案施工人員傷害施工人員禁止施工，加強圖紙的索取和方案的編制施工過程在工作坑內休息坍塌傷人施工人員禁止在坑內停留休息施工用電及接地不規范觸電施工人員嚴格執行一機一切閘制并有良好的接地施工現場

30、夜間未設危險警示燈傷人施工人員設置警示燈及其他危險標志施工范圍的圍蔽不規范傷人施工人員、群眾按規范要求進行圍蔽施工安全措施較為詳細，能指導安全施工。12、應急預案針對施工中可能發生的意外，施工方案還制定了對應應急預案。水平定向鉆進施工主要安全防范重點為：施工過程中的路面沉降、塌陷事故、地下管線破壞、交通事故等，對應應急預案如下：1）路面沉降、塌陷（1）選用優質管材，加強材料檢測，嚴格按規范施工，從源頭上把好質量關；（2）事先與交警、路政部門溝通，確定臨時應急路線，一旦發生事故可從應急道路繞行；（3）施工過程中，確實做好潤滑減阻，根據地面變化和地下水位情況等因素及時調整壓力和潤滑漿量；（4）施工時對所穿越的道路進行實時沉降監測，在保證公路的運行安全情況下進行，在施工前和施工時進行監測；監測點設置在路面邊緣和中分帶邊緣，監測點不少于3個，穿越時檢測頻率不超過兩小時。（5）如發現路面累計沉降超出預測值（9mm）時應立即通知現場施工技術人員，及時調整施工方案；如發現路面累計沉降超出預測值1.5倍（13.5mm）時應立即停止作業，找出原因，及時調整方案并采取相應措施，待沉降得到控制后才可繼續施工；（6）若路面沉降無法控制，立即停止作業進行注漿工作進行加固土體，地面注漿材料采用純水泥漿，注漿