壓力管道下穿干線公路施工方案安全評估技術研究

孫璟珂

摘 要：在壓力管道下穿干線公路施工方案實施過程中，為了避免對周邊設施和車輛日常運行造成一定的影響，需要加強對安全評估的了解和認識，結合實際施工工藝和施工流程，明確安全評估的主要內容。文章論述了壓力管道下穿干線公路施工方案安全評估的主要內容，分析了強度驗算方面的注意事項，進而為后續工作奠定基礎。

關鍵詞：壓力管道;穿干線;公路施工;安全評估

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）02-102-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.02.047

1 壓力管道下穿干線公路施工方案安全評估實施背景

在壓力管道下穿干線公路施工方案安全管理工作和評估工作中，需要明確主要的基礎要點，從而為后續實施奠定堅實的基礎。對于壓力管道的定性標準來 說，需要嚴格遵循《特種設備安全監察條例》的規定，對壓力管道進行有效的分析及研究，了解壓力管道的類型及其主要的工作環境，為實際安全評估工作提供重要的信息支撐。根據《特種設備安全監察條例》中對特種設備的規定，需要加強對壓力管道設計和安全管理的重視程度[1]。

近年來，隨著我國《公路安全保護條例》的貫徹實施，穿越公路修建橋梁和埋設管道工程的數量逐漸增多，為了避免對周邊設施造成影響，需要實施科學完善的安全評估技術方案。因此，實際工作中需要全面分析現場施工概況，完成安全評估報告，并且對壓力管道定向鉆下線干線公路施工方案進行安全性評估，尤其是對承載力和壓力的研究，進而為后續壓力管道穿越和施工提供數據支撐。

2 壓力管道下穿安全評估的工作重點

在對壓力管道下穿干線公路施工方案進行安全評估時，要做好前期資料收集工作，立足客觀和公正的角度，按照安全性和經濟性的原則，更加科學有序地開展常規工作，明確評估要點，使評估方案體現科學性和完整性的特征。首先，對管道埋設位置和出入土的角度來說，要滿足相關規范及要求，加強對埋深度和線性的認識和了解，在確認無誤之后才能開始后續的施工。其次，要全方位檢查工程地質情況，加強穿越干線公路核載力的驗算力度，在施工方案和安全措施方面滿足相關的標準及要求。

值得注意的是，在實際施工時，要嚴格按照我國的相關法律法規和技術規范進行嚴格性檢查，并根據工程的特點進行壓力的有效性驗算，提升實際安全評估效果和水平。

2.1 建立模型方案

安全評估工作中，除了搜集項目資料，還要建立有效的安全模型，運用數值模擬方法計算對工程周邊壓力的影響。實際應用時，要通過有限元的方案，考慮邊界效應的值，模擬邊界條件提升實際工作效果和工作水平。具體建模時，經常會由于切向方向不約束，在方案表面上存在自由邊界的問題，因此，需要將土體理想彈塑性方案貫穿于強度較強的加層中，使管道的承載能力滿足相關標準及要求，與道路承載力相互協調，且不低于道路承載力。

另外，在實際工作中要進行對精準性的計算，最終得出安全結果，之后再進行建模，并且要充分考慮道路的縱斷面，使安全評估內容具備豐富性和針對性的特征。計算方案壓力時，要充分考慮汽車的壓力和公路的壓力，根據路面設計和汽車壓力的標準化要求，以承臺長度的最終值為主進行有效計算，保證實際計算結果的精準性[2]。

計算公路路基路面的基本表面鋪設值，在建模時要和公路路面的地基表面保持一致。要通過評價防撞墻的方式了解公路兩側的情況，根據公路變形的影響確定汽車行駛與公路走向，從而確定相關數值。要了解并分析建模的有效性，通過融入相關計算公式，對現場的地質情況進行有效建模。

2.2 施工壓力建模

在施工壓力建模時，要以整條道路的情況為依據，并詳細分析施工方案的不同階段。在施工前期，要計算并分析原場地的應力平衡，模擬初始的應力值和壓力應力達到平衡后的狀態進行有效建模。建模完成后，全面計算相關數值，預判施工之后所存在的壓力問題。道路兩側要設置有關應力狀況，再導入應用階段全面了解路面壓力，模擬場地應力情況。在場地初始應力場平衡時，要進行運營階段有效性模擬，并根據不同的施工概況，建立有限元的模型，使安全評估內容能夠更加符合實際工作需求和工作要求。

在實際計算時，要嚴格按照管道穿越工程設計標準及規范詳細計算壓力管道的定向值，通過層次性的計算方式，了解鋼管道之間的軸向應力、彎曲拉應力等，通過壓力的組合性計算，了解各個單元應力之和與鋼管的使用應力，提升最終的效果和水平。在進行無套鋼管穿越段結構計算時，要綜合分析實際情況以及可能發生的情況，加強對土壓力產生管道應力的有效性計算，保障計算結果具備精準性的特征。實際施工時，則要充分考慮穿越管道外徑和土壓力挖掘系數，選擇正確的值，確定這一項目的安全評估效果，根據土壤的反作用和管道的壁厚程度確定土壓力所產生的管道環向應力。實際施工采取鉆孔施工方法，需要確定高速性和黏性土的比例及比值，并加強對現場的有效性分析和了解。對于土壓力埋深系數來說，要結合土壤分類和管線埋深進行有效控制，進一步分析這些地區的土壤狀態。

在計算和分析公路車輛壓力時，需要確定車輛荷載所產生的管道環向循環壓力。公路車輛產生的管道循環壓力包括車輛所產生的壓力以及環向循環應力產生的管道軸向力，在實際計算時明確車輛荷載產生的管道軸向循環應力和剛度系數，以公路路面類型為主，明確公路車輛本身的系數類型，根據沖擊系數了解車輪分布荷載力的標準值，從而為分析公路荷載產生的管道軸向循環應力提供重要的理論支撐。要從幾何性因素了解公路環向循環應力中包含的內容，從而確定最終的系數值。在計算因車輛壓力所產生的管道環向循環應力時可以發現，車輛核載所產生的管道循環硬力處于疲勞極限值的范疇內，滿足相關的計算標準及要求。

2.3 公路行車安全評估

在施工完成之后，要進行公路行車安全方面的評估工作，防止出現較為嚴重的安全事故。實際建模時，要以層次性的分析法為主要目標層，結合安全性的形成因素，加強對周邊交通設施和交通環境的有效了解及認識。要嚴格遵循公路行車各項安全性要求考慮行車的特征，通過數據的采集以及收集，評價指標的相關性和可操作性。通過獨立性的指標，明確主要的工作原則，從而保證行車能夠具備穩定性的特征。

實踐中，要全面了解道路條件和管理水平，采取單一性的指標作出全方位描述，或者采取多指標綜合評價方式，使得最終建立的模型能夠具備準確性特征。首先，要采取評價對象的計算權重方法，并在此基礎上將各種權重按照某種方法進行綜合性調配，根據平均權重的方法進行獨立性觀察，通過增加一致性的因素達到增加觀察次數的目的，得出主權評價的最終結論。

在低階層次結構中，可以按照不同元素的特征建立相關聯的元素類型，之后再通過比較，建立完善的判斷矩陣，并根據標度方向進行有效地改正和調整，通過正反型和互補型兩種類型進行精準性的計算。在實際施工時要開展一致性的實驗，對于出現的一些反常的問題，可以通過查找平均隨機的一致性指標為主進行精準性計算。計算時要體現在個體權重向量的基礎上，從統計學的角度確定模糊聚類的類型，從而使數據能夠具備標準化的特征，并得出各個對象之間的相似系數，提升安全評估的效果和水平。在進行聚類劃分時，要依次求平方，使其具備傳遞性的特征，得出最精準性的數據。

以此為基礎，要通過層次性的模式進行組合判斷開展后期的檢驗性實驗，通過層次單排的一致性指標，確定最終的比率，判斷是否需要調整因素取值，進而通過以上的思路，使評估方案中的內容更加完善。

3 結語

在壓力管道下穿干線公路施工時，要立足安全性角度評估其充分性，嚴格遵循公路管理的法律法規及相關規章，編制完成安全評估報告，并充分考慮壓力管道本身的特殊性，從公路本身的安全性入手進行壓力的有效性驗算，在保證管道穿越公路安全性的同時，做好定期維護和保養工作，切實提升施工的效果和水平。

參考文獻

[1] 吳晶晶，任俊偉.壓力管道下穿干線公路施工方案安全評估技術[J].山西建筑，2014，40（10）：157-159.

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