1、石济铁路DK17+600-DK17+900三处管道改线工程安全评价汇报,邢台华腾公路设计咨询有限公司二零一五年九月,一、项目背景,四、安全评价,二、设计方案,三、施工方案,五、结论建议,新建石家庄至济南高铁客运专线与在役的河北省天然气利用一期工程输气管线、中国航煤公司正定机场航空煤油管线、中石化石家庄炼化厂液氨化工管线在石家庄市南五女村东南约500m 处产生交叉，交叉处位于G307 和S101（东三环）交叉口西侧约300m。交叉处高铁和新建进站铁路占压了上述三处管道，为了保障铁路的顺利建设和管道的安全运行，需对天然气管线、液氨管线、航空煤油管线三处管线进行改线，改线后管道从高铁桥墩之间通过，天
2、然气管线改线长度535.4m，航空煤油管线改线长度540.5m，液氨管线改线长度576.1m。,一、项目背景,根据现场踏勘和结合三条管道运营单位意见，三条管道改线处村庄将进行整体拆迁，为减小三条管道单独阴极保护之间相互干扰，推荐三条管道并行间距为10m。本工程三条管道改线后，由西向东先后穿越新建进站铁路和石济高铁，顶进钢筋混凝土套管穿越国道307，穿越G307主线后与石环匝道、辅道并行敷设，并行敷设一段距离后，管道通过顶进钢筋混凝土套管穿越石环匝道（长江大道方向）24m、20m跨径桥梁（桥下净空6m）后，天然气管道、液氨管道与既有线路连接；航空煤油管道继续向东穿越长江大道辅道及主线后，与既有管
3、道连接。,二、设计方案,管线平面位置示意图,F4辅道、Z6匝道,G307主线,Z8匝道、待建辅道,Z9匝道,长江大道,实施方案汇总表,三、施工方案,管线与现有道路、桥梁交叉处采用顶进钢筋混凝土管施工；本施工方案中对顶管选择采用土压平衡法施工，为了有效的控制施工质量和减小顶管周围的空隙，采用土压平衡顶管施工技术，并利用触变泥浆减少管道外壁与其周围土层的摩擦系数以降低顶力。施工中采取勤测量、严监控、及时注浆以及道路恢复预案等多项措施保证施工质量和减小对公路的影响。顶管施工段的工作井和接收井，均采用土钉支护锚喷混凝土的支护结构形式，基坑周围设置了围挡及安全警示标志，施工过程中随时对基坑稳定情况进行检
4、测，保障了施工的安全。,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,1、交叉方式,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,2、交叉角度,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,3、管道埋深,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,4、路面沉降,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,5、穿越桥梁,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,5、穿越桥梁,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,5、并行段,天然气管线与东三环南匝道及辅道（待建）并行段，距辅道（待建）的公路绿化带外侧最小距离25米，采用开挖加钢筋混凝土盖板的形式敷设，并行长度398米。液氨管线与东三环匝道及辅道（待建）并行段，距辅道（待建
5、）的公路绿化带外侧最小距离14.8米。采用开挖加钢筋混凝土盖板的形式敷设，并行长度399米。航空煤油管线与东三环匝道及辅道（待建）并行段，距辅道（待建）的公路绿化带外侧最小距离3.3米。采用开挖加钢筋混凝土盖板涵的形式敷设，并行长度354米。,四、安全评价,（一）设计方案符合性评价,5、并行段,本工程三条管线与东三环南匝道并行段，航空煤油管线位于公路用地范围内，采用开挖加钢筋混凝土盖板涵的形式敷设。液氨、天然气管线位于公路用地范围外，采用开挖加钢筋混凝土盖板的形式敷设。本工程三条管线部分管道位于公路用地范围内，项目建设单位应按照法律规定的程序逐级审批，以保证建设程序、产权等问题的合法。,四、安
6、全评价,（二）施工阶段安全评价,1、施工方案,（1）管线与现有道路、桥梁交叉处采用顶管套管施工；本施工方案中对顶管选择采用土压平衡法施工，并利用触变泥浆减少管道外壁与其周围土层的摩擦力。顶管施工完毕后，为防止顶面沉降，采用水泥浆进行触变泥浆置换。（2）公路侧顶管施工段的工作井和接收井，均采用土钉支护锚喷混凝土的支护结构形式，基坑周围设置了围挡及安全警示标志，施工过程中随时对基坑稳定情况进行检测，保障了施工的安全。（3）顶管下穿国道307时，管道在三环匝道挡墙基础下穿越，为保证挡墙的安全，顶进前在顶管上部大于套管外径50cm范围采用1088mm超前大管棚注浆支护辅助施工。,四、安全评价,（二）施
7、工阶段安全评价,（4）顶进施工前在硬路肩上顶管范围及周边6m范围内布置监测点，观测路面沉降，同时观察记录路面的裂缝情况。监测时间从顶进施工开始至结束后六个月。（5）顶管施工前后按照公路养护安全作业规程相关要求在公路上设置安全设施。在顶管中心轴线1000m、400m前方双向来车方向，或在互通区匝道起点位置设置施工安全标志牌，提醒来往行驶车辆减速慢行，注意安全，并在顶管中心轴线前30m处设置安全警示灯。在顶管中心轴线正上方路面放置长20m，厚20mm钢板。路面来车方向设置7道减速标线。,1、施工方案,四、安全评价,（二）施工阶段安全评价,评价结论：施工方案采用触变泥浆的土压平衡顶管、工作井及接收井
8、均采用土钉支护锚喷混凝土的施工方案可行。下穿挡墙段采用大管棚注浆支护，减小了顶管对挡墙基础的影响。公路沉降监测方案可行。安全设施设置符合公路养护安全作业规程相关要求。,1、施工方案,四、安全评价,（二）施工阶段安全评价,2、安全、质量施工措施,（1）为了保证施工过程中公路稳定和施工安全，施工期间制订了详细观测方案，分别对路面沉降、掌子面、基坑制定了相应的安全监控措施。一旦出现异常情况，能够及时发现并快速启动应急预案。（2）为了保证施工过程中公路稳定和施工安全，分别对管道轴线偏差过大、顶力忽然增大、地面沉降与隆起、管道接口渗漏、钢筋混凝土管节裂缝、顶管前端正面土体坍塌等施工期间的重点工序制定了相
9、应的安全及预防措施，大大降低了施工中的风险。（3）为了保证施工过程中顶管的施工质量，分别对顶管施工质量的检测、控制、保证制定了详细措施，从而保证了顶管的施工质量，减小了顶管过程中对公路的影响。,四、安全评价,（二）施工阶段安全评价,2、安全、质量施工措施,评价结论：施工中分别对重要部位和重点工序制订了安全监测方案、安全预防措施及施工质量保证措施，保证了施工安全，减小了施工对公路的影响。,四、安全评价,（二）施工阶段安全评价,3、应急预案,针对本工程可能出现的突发事件，掌子面坍塌和公路路基发生沉陷。分别制订了应急措施和抢修预案。（1）掌子面开挖施工时坚持“吃土顶进”的原则，当掌子面出现坍塌时应立
10、即停止开挖工作，在掌子面中插入钢管，钢管插入的密度根据坍塌的程度确定，坡脚用沙袋填压，必要时挂钢筋网喷射混凝土暂时封闭掌子面。,四、安全评价,（二）施工阶段安全评价,3、应急预案,（2）在顶管进入路面范围，观测到地面沉降大于1cm或沉降速率达到5mm/24h时，准备紧急交通预案。两侧交通标识牌处值班人员加紧瞭望，提醒过往车辆减速慢行。现场发生沉降处道路分为两幅，半幅封闭，对另外半幅进行修复操作。评价结论：紧急预案可行，能够保障公路运营安全。建议在应急预案中完善关于突发事故影响交通运营及交通拥堵的应急措施及与公路、交管部门的联动内容。,四、安全评价,（三）运营阶段安全评价,1.管道强度天然气管线
11、线路改线段直管段、热煨弯管均采用D50812.5 L360M 直缝埋弧焊钢管，采用0.4的设计系数。液氨管线线路改线段直管段、热煨弯管均采用D1335 20# 无缝钢管，采用0.4的设计系数。航空煤油管线线路改线段直管段、热煨弯管均采用D1595 20# 无缝钢管，采用0.6 的设计系数。管道强度设计系数可以满足油气输送管道穿越工程设计规范（GB50423-2013）第3.2.2条。,四、安全评价,（三）运营阶段安全评价,2.防泄漏改线段全部环向焊缝进行100%射线探伤检验和100%超声波探伤检验，进一步保证改线段施工质量。满足油气输送管道穿越工程设计规范（GB50423-2013）第8.1.
12、2条天然气管道强度试验压力值为1.5倍的设计压力，稳压时间4h。严密性试验压力值为设计压力，稳压时间为24h。航空煤油管道和液氨管道强度试验压力值为1.5倍的设计压力，稳压时间4h。严密性试验压力值为1.1倍设计压力，稳压时间为24h。满足油气输送管道穿越工程设计规范（GB50423-2013）第8.2.6条。,四、安全评价,（三）运营阶段安全评价,3.防腐管道阴极保护利用原管道的阴极保护的基础上，加强采用常温型三层PE加强级防腐，进一步提高了防腐设计。满足油气输送管道穿越工程设计规范（GB50423-2013）第8.3.2条。4.管道封堵密封顶进套管完成后，套管与管道之间吹砂填充，套管端头封
13、堵密封防渗漏。综上所述，管道强度、焊接、试压、防腐措施均满足油气输送管道穿越工程设计规范（GB50423-2013）的要求。,四、安全评价,（四）安全性验算,本次安评对天然气、液氨及航空煤油三条管线下穿G307、三环Z9匝道桥、长江大道共7处顶管穿越分别进行了最小覆土深度、钢筋混凝土套管结构、地基承载力、工作井尺寸、套管许用顶力、后背墙抗力及穿越处路面沉降进行了验算，均满足要求。对并行段航空煤油盖板涵进行验算，可以满足1.3倍公路-荷载要求。,五、结论建议,（一）结论,依据项目业主单位所提供的资料，结合现行的相关技术规范、规程，本次评价认为石济铁路DK17+600-DK17+900三处管道改线
14、工程，在以下六个方面安全风险可控、满足公路运营各阶段安全要求、满足现行的国家有关规范、规程，具体如下：,五、结论建议,（一）结论,1.管道与公路交叉、并行方案满足现行公路工程技术标准、公路路线设计规范等相关规范、规程要求。2.钢筋混凝土保护套管承载能力可以满足1.3倍公路-级荷载等级要求。3.钢筋混凝土盖板涵承载能力可以满足1.3倍公路-级荷载等级要求。3.工作井、接收井方案合理，顶力及抗力验算满足要求。4.穿越处路面沉降验算满足要求。5.施工方案采用触变泥浆的土压平衡顶管可行，安全措施及应急预案能够保障公路运营安全。6.管道建成运营期对公路安全影响可控。,五、结论建议,（二）建议,1.本工程
15、根据中华人民共和国公路法、公路安全保护条例、河北省公路路政管理规定规定，本项目实施应先征求公路管理机构的同意。2.项目的实施侵入公路建筑控制区，项目建设单位应按照法律规定的程序逐级审批，以保证建设程序、产权等问题的合法性。3.建议施工前对各穿越点地下原有管线的位置、走向、深度进行详细探测，避免施工时损伤地下原有管线。4.套管下穿待建三环辅道段，考虑压路机碾压荷载350KN进行验算，不会影响套管结构安全。三环辅道施工时如需采用冲击压实或强夯等重型压实施工工艺，应考虑冲击力对套管的影响，保证压实施工时套管的最小覆土厚度。,五、结论建议,（二）建议,5.建议补充利用旧管线截断阀、检修等安全设施的相关说明。6.施工过程中应与交警和路政管理部门建立联动机制，施工过程由交警和路政部门现场监督指导，保证应急预案顺利、有效实施。7.互通区地表恢复应尽早征询公路管理部门意见，做到同期完工。,
