xxx输水管线顶管施工方案.docx

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xxx输水管线顶管施工方案

顶管施工专项方案

项目名称：

xxxxx矿矿井水处理输水管线项目

方案名称：

xxx煤矿水矿井处理输水管线工程顶管施工方案

编制人：

审核人：

审批人:

编制日期：

2018年3月29日

4.1施工组织机构…………………………………………………………4

4.2施工工期安排……………………………………………4

4.3施工顺序………………………………………………………………4

4.4施工人员安排……………………………………………4

4.5施工工艺……………………………………………………5

5.施工进度计划……………………………………………………………

1.编制范围及依据

1.1编制目的

为了保证xxx煤矿矿井水处理输水管线工程顶管施工顺利完工，保证施工工期要求和施工过程中的工程质量要求；保证施工过程中不发生任何安全事故，特制定本方案。

1.2编制依据

1.2.1xxx煤矿矿井水处理输水管线工程合同。

1.2.2xxxx煤矿矿井水处理输水管线工程施工图纸。

1.2.3规范及验收标准

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011年版）

《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

《建设工程项目管理规范》GB/T50326-2006

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013

《城镇道路工程施工与质量验收规范》JJC1-2008

1.2.4榆林市公路局关于主要交通道路管理有关规定

2.工程概况

2.1、xxxxx煤矿矿井水处理输水管线顶管工程，涉及跨越构筑物顶管的施工工程有两处，分别为古城墙遗址和包茂高速。

根据设计及相关规范要求，该工程需采用180mm厚，长2000mm工程内径为1500mmⅡ级混凝土管做套管，套管采用顶管施工工艺方法施工。

管道顶部埋置最深距地面5.11米以上，顶管长度最长99.85米。

其中包茂高速是途径榆林市的国家高速公路及主要道路之一，车流量较密集，顶管长80.26m,顶管埋置平均深度4.68m，埋置深度较浅，容易引起道路塌陷施工质量事故。

同时，穿越古城墙处顶管施工，顶管长度为99.85m，管顶距离地面平均高度仅为3m，埋深较浅，因此，此次两处顶管作业施工难度较大，是施工质量控制的重点，本工程必须制定切实可行的应急预案，做到未雨绸缪，有备无患，圆满完成本次施工任务，兑现我公司给予建设单位和公路部门的承诺。

根据现场目测和挖探坑探测，包茂高速顶管作业水位最高，所以该处顶管作业的降水难度最大，也是控制工期的关键环节。

作业开工前要对排降水施工做好充分的准备，以便保质保量安控制工期完成施工任务。

2.2、顶管工程施工具体作业地点为：

穿越构筑物名称

中心里程

穿越顶管起点坐标

穿越顶管终点坐标

顶管长度

交角

X

Y

X

Y

古城墙

K55+240

4228417.3

494016.759

4228343.067

494083.735

99.85m

103°

包茂高速

K50+686.093

4229862.56

490122.778

4229750.573

490209.392

80.26M

71°

3.施工准备

3.1.2顶进设备及辅助设施和各种材料准备齐全，穿越套管和工作管自检合格后，报监理工程师认可。

3.1.3制定质量和安全生产交底程序，编写各分部分项及各工种技术﹑质量和安全生产交底书。

3.1.4收集与本项目施工有关的公路路基原回填和地质资料、标准、规范及图集，若原回填路基有石块，则施工前应准备风镐等破碎设备。

3.1.5对施工需要的检验、测量和试验仪器仪表设备进行计量检定。

3.2.1组织准备

项目经理部按照项目进度计划要求进行人、材料、机机具配置并按照工程进展将进行计划调整，确保工期、安全、质量、成本等管理目标的实现，并建立质量管理、工期管理、职业健康、安全管理和环境文明管理小组，分工负责责任到人，确保各项管理目标的实现。

3.2.2临时用电

施工现场电源，根据工程施工中投入的机具设备计算所需用电量采用柴油发电机供电。

3.3主要施工机械设施计划表

序号

机具名称

规格

单位

数量

用途

1

挖掘机

1m³

台

1

工作坑

2

翻斗车

8t

台

2

运土

3

吊车

25t

台

1

吊管、顶进设施、出土

4

人力小车

0.2m³

个

5

顶管出土

5

真空泵

台

4

轻型井点

6

油压千斤顶

110t

台

6

顶管

7

顶管附件

滑轨、顶座

套

3

同上

8

螺旋千斤顶

15t

个

6

施工纠偏

9

发电机

50KW

台

4

施工供电其中一台备用

10

轴流风机

台

3

通风备用

11

潜水泵

2″

台

4

施工排水

12

搅拌机

500L

台

1

13

注浆机

L150

单位

台

施工减阻注浆

14

全站仪

台

1

15

水准仪

DS3

台

1

16

铁锹

把

15

其中平锹6把

17

雨鞋

双

40

18

对讲机

部

6

3.3.3材料准备

本工程所需材料全部统一招标采购，优选质量合格、价格相对低廉的供货商，确保不出现少购、漏购、错购现象。

4.施工方案

4.1、管理层组织机构：

见附录Ⅰ

4.2、工期安排

现已进入年末，剩下的时间只有40天。

按建设单位的要求，顶管工程今年必须完工。

所以组织施工时要认真计划，分析可能出现的各种对施工不利的因素，并对各种不利情况提前做好准备，以应对可能出现的各种不利局面，确保完成建设单位给我们下达的今年节点施工任务。

鉴于此，顶管工程计划工期只有40天，2015年11月20日开工，12月30日完工。

4.3、施工顺序

本次顶管施工共有两处，各施工点地理位置相距比较远，地貌、地质结构情况，地下水位高低，都相差很大。

根据施工前对现场的勘察，古城墙处地势较低，顶管难度最大，其中古城墙处水位最高。

现已进入春季，考虑到天气气温越来越暖，地表水位上升，给降水作业带来诸多困难，所以先进行古城墙处顶管施工，再施工包茂高速顶管施工。

4.4施工人员安排

在施工组织上，作业队采用综合作业队管理形式，一个作业组中既有顶管专业人员，也有排降水专业人员，还有电工、机械操作人员。

各专业人员相互配合，发挥一岗多职作用，即一岗多职，既能发挥专业施工队施工的高效性、高质量的优点，又能便于劳动组织、劳动管理。

现场管理上，还配备了专职技术员1名，安全员1名，施工员1名，电工1名，测量员1名、助理测量员1名、材料员1名。

在施工管理上，采用24小时3班连续作业方式，组织3个施工小组，每小组12人，共36人。

施工小组与施工小组之间，小组各成员之间，既有明确的分工，又互相协作，整个顶管作业队是确保施工质量、施工进度和施工安全的整体，全天候施工，只要已开工，就不再停工，直到顶管完成设计进深。

4.5、工艺流程

顶管施工，是以顶管工作坑内安装千斤顶，千斤顶通过背墙（坑壁垫H型钢并加铺10mm钢板，采用三脚架支撑）反作用力，采用高压油泵供油，提供水平推力，将待顶的套管，一节一节由工作坑（起点端）顶推至接收坑（终点端）。

在顶进过程中：

排土人员，连续从管道内挖土，用人力车往外运土，吊车吊装出土到地面，通过翻斗车运弃到堆土场；测量人员按计划不间断的测量；施工人员适时地进行纠偏，保证套管按设计方向顶进，从而达到非大开挖而暗敷管道之目的。

工艺流程图如下：

4.6施工方法

4.6.1工作坑的布置

工作坑设置在图纸给定的套管长度的外侧。

工作坑选择在公路旁场地较宽阔的一侧，且位于地面标高较低一侧，接收坑布置在穿越带对面。

由人工配合反铲式挖掘机挖土。

工作坑的尺寸由每一节顶管的长度、顶管设备及附件的尺寸而定。

4.2.2现场平面布置

顶管现场场地平面布置见下图：

4.6.3工作坑施工

由于地下水位较高，开挖工作面附近来往车辆较多，防止工作坑塌方，采取侧面放坡，坡度为1:

1，公路一侧根据情况加挡板支护护。

4.6.4工作坑基础加固

工作坑基底采用级配碎石基础，当工作坑底土质松软，有地下水时,应采用强度为C25混凝土封底,厚度为15cm。

封底前降低水位在基底面50cm以下。

坑内设一个集水井，平面尺寸为100cm×100cm，深70cm，用砖砌筑，水泥砂浆抹面，用潜水泵将水排出地面。

4.6.5工作坑导轨及背墙设置

在离后背墙顶管方向0.2m处垂直安放第一根H型钢，接着按间距1.4m平行铺设共5根H型钢，长度为3m，H型钢上面铺一张10mm厚钢板，作为靠背板，其后用100×100×10角钢三脚架支撑牢固。

本工程采用H300*200型钢作导轨。

在砼套管顶进方向两侧的钢板平面上，用300mm长的H300*200型钢焊接固定砼套管卡槽。

千斤顶下边要求布设3根H型钢铺且设必须在一个平面上，砼套管下要求2根H型型钢导轨铺设必须在一个平面上，千斤顶所在H型钢平面高于砼套管所在H型钢平面。

4.6.6顶进设备

4.6.6.1主要顶进设备

顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁等。

千斤顶

千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程每个施工点拟采用2台110t液压千斤顶。

高压油泵

由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62MPa的ZB－500柱塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。

顶铁

顶铁是传递和分散顶力的设备。

要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动，本工程顶铁选用为顺顶铁与U形顶铁组合。

a.顺顶铁（纵向顶铁）放置在面铁与被顶的管子之间，使用时与顶力方向平行，起柱的作用。

在顶管过程中起调节间距的垫铁，因此顶铁的长度取决于千斤顶的行程、管节长度、出土设备等而定,通常有100、200、300、400、600等几种长度。

横截面为250×300mm，两端面用厚25mm钢焊平。

顺顶铁的两顶端面加工应平整且平行。

防止作业时顶铁发生外弹。

b.U形顶铁安放在管子端面，顺顶铁作用其上。

它的内、外径尺寸与管子端面尺寸相适应。

其作用是使用顺顶铁传递的顶力较均匀地分布的到顶管端断面上，以免管端局部顶力过大，使钢管变形。

大口径管口采用环形。

4.6.7管节安装

4.6.7.1接口

施工员必须督促检查施工人员在对接管材时安装橡胶止水带，且位置、方向正确。

接管施工前做好准备工作，选用20厚橡胶板制成内径Φ1500，外径Φ1650的橡胶圈，用M12膨胀螺栓和环形压铁固定在洞口，要求中心偏差小于3mm，压实不漏水，同时在洞口内侧增加一道橡胶止水圈，确保洞口内的水不外漏。

在对接顶进时，要边顶边观察止水带的位置，发现偏差要及时纠正。

严格按图纸及施工规范的要求操作。

4.6.7.2管体材料型号

每节长度不大于6m，壁厚150mm，内径1500mm的高强度混凝土管。

4.6.8出土与顶进

工作坑内设备安装完毕，经检查各部处于良好状态，即可进行出土和顶进。

首先将机头、混凝土套管吊运到钢板平面卡槽内，就位以后连接好机头与混凝土套管（机头与混凝土管连接，是通过在第一节混凝土套管预制时，在其管前顶端圆环面中心圈，按与混凝土套管中心每隔15°预埋的24个Φ22高强螺丝进行连接），装好顶铁，校测混凝土套管中心和混凝土套管底标高及接口处使其符合设计要求。

凿开用红砖封堵好的预留顶管洞口进洞施工，当第一节混凝土套管进洞后，不要急于顶进，首先要封堵好洞口内侧处混凝土套管外壁与土体之间的缝隙，保证管体外壁泥水不会渗漏入工作坑内，以免影响工作坑内施工人员操作作业。

顶管顶进过程中，针对该地段地质特点，本次顶管应始终坚持“先顶后掏”的原则。

首先将液压千斤顶启动后机头先插入土中，而后采用人工挖掘机头处土，人工将机头前端管中心部位的土向前挖掘约30cm，形成“锅底”形，机头管四周留有足够（不小于10cm）的余量，顶进时由混凝土套管前端的机头管口将多余的土量切去，这样在顶进过程中混凝土套管外壁与土层间不会产生间隙。

为保证顶进过程中的施工安全和道路安全，须严格控制掘进长度，采用“小进尺，多频次”的方式，在土质条件较好的情况下，每次掘进长度控制在30cm，若土质条件较差，应将每次掘进长度控制在10～20cm之内。

4.6.9顶进施工

顶进利用千斤顶出，靠在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进，其操作过程如下:

4.6.9.1安装好顶铁挤牢，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管推向一定距离后，人工将机头前端管中心部位的土向前掏挖一定长度后（视土质情况而定最长不得大于30㎝）。

4.6.9.2停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。

4.6.9.3添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。

4.6.9.4卸下顶铁，下管，接下一节管。

4.6.9.5重复上一工艺流程，直至全段贯通。

在顶通前应做好出洞前的准备工作，在机头出洞后及时将机头和连接的管道分离，机头及时吊出井外，在第一时间抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水，保证洞内土体和水量不流失，管道沉降得到控制。

机头构造，为减少混凝土套管正面入土阻力，套管前端上设一机头。

液压千斤顶启动后机头先插入土中，而后采用人工挖掘机处头土，机头再次起动入土，如此循环，直至混凝土套管就位。

机头要保证足够的刚度以承受周围土的压力，机头采用钢制漏斗型式（一顶端内径为1600mm,另一顶端内径为1000mm），用20mm厚钢板及200mm×20mm角钢焊接而成，安装机头必须牢固稳定，机头长度1500mm。

4.6.10降排水

（1）施工降水

顶管施工降水全部采用轻型井点降水方法降水，由于补嘎公路跨越顶管处水位高，当降水困难时，采用双排井管降水法降低水位，轻型井管间距1m。

其他顶管施工采用单排井点降水法降水。

（2）顶管工作面排水

地下水由工作面流向工作坑集水井，再用潜水泵从集水井排出地面50m远，确保排水不再渗入工作坑。

4.6.11顶管工作面照明

管内施工属于潮湿环境，顶管内照明必须采用安全低压照明，管内沿线间距5m，在管体右角上安装一盏36V、60W的防爆灯。

夜间作业，工作坑及附近的光照度应满足施工要求，确保施工安全。

4.6.12顶管工作面通风

顶管作业暗挖超过十米深时，必须用轴流式风机通过1.5英寸风管向工作面送风，风管随顶管进度向前延伸。

在施工人员进入工作面前必须先通风，并利用有害气体检测设备对工作面内气体进行检测，通风量每人不少于30m³/min。

4.6.13顶进偏差的控制

4.6.13.1在工作井内设置砼套管轴线基桩和临时水准点，作为操作时的测量标志。

砼套管轴线基桩和临时水准点应在工作井一侧并牢固埋入工作坑内，防止碰撞，如有异常，及时用地面的基准点核对，核对使用全站仪和水准仪。

施工过程中对每节套管的管顶标高都要进行监测。

检测工作要求测量人员跟班作业，每一接管检测不少于两次。

测量结果一旦发现有异常立即通知带班负责人，对套管立即采取纠偏措施，确保顶施工管偏差在设计允许范围内。

4.6.13.2套管顶进长距离后，要用水准仪、全站仪监测套管顶进的水平和纵向偏差。

顶进过程中应每顶进2m检查不少于一次，发现偏差要及时矫正纠偏。

当套管向下扎头时使用螺旋千斤顶和枕木进行纠偏。

具体方法为在套管的前方管底挖开空隙，将枕木嵌入空隙中，逐渐垫高，直至找平为止，校正后撤出千斤顶和枕木，再进行顶进。

当发现套管出现向上错位时，在顶进过程中将套管底稍微挖深即可（向下调整每次纠偏不能过多，易造成套管接缝处出现缝隙）。

当发现套管偏差较大时，不能一次纠偏到位，要多次纠偏，每一次纠偏更接近设计位置，直到偏差符合设计及施工规范要求。

4.6.14减阻润滑

触变泥浆通过制造、储存、压浆系统，从第一节管注浆孔处压入触变泥浆，每节管顶进需注浆，以管节外壁为基准点用短尺控制形成一定厚度（15mm左右）的泥浆套，间距6～8m设一道补浆孔，使顶管在泥浆套中向前滑行，减少摩阻力，根据压力表和流量表，计量桶控制注浆量，压力应控制在地下水位的1.1—1.2倍。

材料为膨润土：

烧碱：

水=1：

0.05：

4.5配比，由实验室出配比报告，确保泥浆性能良好。

为使泥浆能及时将管壁空隙灌满，灌浆速度要与顶进速度相适应，注意观察，防止跑冒，并保证泥浆达到量。

4.6.15排土和泥土外运

顶管土体在管内用人力手推车运输到工作坑，由提升设备吊车将泥土吊运至地面临时堆土区，然后再用翻斗车运输车运至弃土场。

4.6.16正常顶进施工

顶进速度应根据出土情况确定，要即顶即挖，防止塌方。

顶进过程中，若摩擦力过大时，采取边压触变泥浆边顶进，以减少管体的阻力。

顶进一节后，回缩千斤顶，拆开通风、照明等管线，吊入下一管段，校直对中，接好接头，安装顶铁，接通各管线，开动油泵顶进一千斤顶行程，回缩千斤顶，测量、加顶铁，重复顶进至一节管体后，又重复上述流程。

5.施工进度计划

见附录Ⅱ

6、质量目标及保证措施

6.1质量目标

工程质量合格，达到强制性标准要求。

6.2施工质量标准

顶管施工质量控制

项目

允许偏差

管线轴线偏差

L≤100m

50mm

标高偏差

L≤100m

+30~-40

相邻管节接口符合：

《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268－2008）要求

顶进过程中地面沉降控制范围

项目

允许变化范围（mm）

地面隆起的最大极限

+10

地面沉降的最大极限

-10

顶管在纠偏过程中，应勤测量，多微调，每项纠偏角度应保持10-20＂不得大于1°。

6.3质量保证措施

5.3.1顶管施工前编制顶管专项施工方案，上报工程处审批合格后，提交监理和业主审批后才能进行施工。

6.3.2顶管前，技术员向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，以确保工程质量。

6.3.3摸清施工沿线的地下管线的详细情况，并制定详细的技术措施。

6.3.4做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片），及时完成竣工资料。

6.3.5认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地控制质量，保证工程质量。

6.3.6顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有足够的安全系数。

6.3.7顶管控制在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发现方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可以继续顶进。

6.3.8加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。

6.3.9顶管过程中通过测量仪器控制管道高程和中心偏差，并做好记录。

发现偏差应立即纠正。

7.职业健康安全管理目标及保证措施

7.1职业健康安全管理目标

杜绝轻伤以上事故，杜绝重大机械伤害事故、火灾事故；无职业卫生伤害事故。

7.2重大危险源辨识及监控

7.2.1重大危险源辨识

根据建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质＜2009＞87号〕文件规定、公司《中煤建安集团公司重大危险源管理办法》（中煤建安科技＜2014＞144号）文件规定，结合本顶管工程施工范围和特点判定顶管施工为重大危险源。

根据本工程施工特点及复杂的地质情况，充分考虑到施工技术难度和困难、不利条件等，经多方讨论和分析，确定本项目的突发事件、风险或紧急情况如下：

顶管穿越主要安全防范重点为：

施工过程中的路面沉降、塌陷事故、地下管线破坏、触电事故、高处坠落、物体打击、机械伤害、起重伤害、交通事故等。

7.2.2重大危险源的监控

7.2.2.1项目部制定重大危险源的管理制度，明确具体管理责任人与工作职责，做好重大危险源的风险评估、信息报送、方案编制、措施控制、日常检查、施工验收以及应急处置等工作。

7.2.2.2编制专项施工方案中包括日常相应的安全技术措施，监控措施、应急方案以及紧急救护措施等内容。

7.2.2.3顶管施工前项目部单独编制顶管施工专项方案。

由生产、技术、质量、安全、设备、物质等部门审核会签后，生产、安全主管领导签署审核意见，由公司总工师签署审核意见，经审批后的专项施工方案报总监理工程师签字后实施。

7.2.2.4按专项施工方案严格进行技术交底，并由书面记录和签字，确认作业人员清楚掌握施工方案的技术要领。

7.3施工现场安全保证措施

7.3.1沿工作坑四周设置1.8m高的固定护栏，护栏上挂安全网，工作坑四周要挂相应的警示标语。

夜间应设置照明红灯警示。

7.3.2挖土施工时工作坑必须设置爬梯，供人员上下井用。

7.3.3挖出的土石方应及时运离工作坑，不得堆放在工作坑四周1m范围内。

7.3.4顶管作业人员必须戴安全帽。

7.3.5顶管施工区域沿线采用2m高钢制彩板围栏。

7.3.6严格遵循土方开挖顺序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。

7.3.7吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。

吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检查，防止发生倾翻事故。

吊管下工作井时，注意安全。

7.3.8加强机械设备维护、检查、保养。

机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。

7.3.9顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应，洞内用不大于36伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。

7.3.10采用潜水泵在工作坑设置的集水井内进行抽水，保持井内无积水，抽水时，施工作业人员不得站立在积水范围内。

7.3.11自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。

7.3.13工作坑上方的室外地面配备相应药品。

作业前要对施工人员进行紧急救援的培训，使全体人员懂得使用呼吸器和含氧量探测仪，懂得救人步骤，并进行实地现场考核合格后方准许施工。

7.3.14在人员进管前要用含氧量探测仪进行管道内氧气浓度的探测。

7.3.15施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规程进行操作，全部用电设施必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》。

7.3.16安全导行措施：

由于榆乌现况道路为通行干道且车流量较大，车辆吨位较大，因此在工程施工期间，积极与交管部门协调，严格执行以下交通安全措施：

应严格按照交通运输管理部门批复的方案实施导行，在导行施工时，对原有交通设施进行保护，保证其不被损坏。

施工作业范围严格控制在批准的区域内，并成立交通导行小组，强化管理。

对道路施工人员进行安全教育，全员考核。

顶管作业基坑需设置安全围挡，施工围挡采用统一刷红、白漆钢管和密目网作围挡，围挡所用钢管支撑牢固，保证施工中不出现倒塌现象。

施工围挡完成后，在机动车及行人经过地点设置醒目标牌作为路标，在围挡通道口设隔离栏杆，上涂红白相间颜色，提醒行人按指定路线通过。

夜间围挡上悬挂红色警示灯和黄色反光导向标志。

在施工起、终点来车方向，设置施工标志牌、交通导向牌及闪光警示灯。

施工现场配备安全员配合交管部门人员指挥交通，所有施工人员不得随意横穿公路，听从指挥并统一