頂管施工安全風(fēng)險(xiǎn)及管理措施

何自敬

（中交二航局成都城市建設(shè)工程有限公司，四川 成都 610000）

1 頂管施工原理及類型

在頂管施工的過程中，需要利用人工或者機(jī)械相配合的方式進(jìn)行管材前端的土體挖掘作業(yè)，根據(jù)實(shí)際管材的口徑和形狀進(jìn)行空腔挖掘，再通過頂進(jìn)裝置將管材推進(jìn)空腔內(nèi)。該作業(yè)形式不斷循環(huán)，直至全部將管材推進(jìn)設(shè)計(jì)的區(qū)域內(nèi)。

從類型上看，可以根據(jù)頂管施工的掘進(jìn)方式將其分為人工頂管及機(jī)械頂管兩種類型,如圖1、圖2所示。人工頂管主要利用人工鑿除的方式進(jìn)行土體挖掘，而機(jī)械頂管則完全依賴機(jī)械機(jī)頭。另外，在機(jī)械頂管施工領(lǐng)域又可以根據(jù)不同的頂進(jìn)機(jī)械工作原理將其劃分為氣壓平衡式、土壓平衡式及泥水平衡式三種類型。施工方法和施工機(jī)械的選擇需要根據(jù)不同的施工環(huán)境、地質(zhì)條件、水文因素、施工成本、施工工期以及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等多種因素進(jìn)行綜合考慮。整體頂管的施工流程分為前期的工作井施工以及后期的頂管施工，接收井的施工需要將施工工程劃分為不同的施工段，施工段主要的作用是便于挖掘機(jī)械、頂進(jìn)設(shè)備、頂管以及人員等進(jìn)行安排布置。而在頂管施工過程中，又分為土體開挖、運(yùn)輸以及頂進(jìn)作業(yè)。

圖1 人工頂管

2 頂管施工工程案例

圖2 機(jī)械頂管

為了進(jìn)一步強(qiáng)化文章論述的重點(diǎn)內(nèi)容，使其具備科學(xué)性，文章以成都市雁棲湖生態(tài)示范段項(xiàng)目、梓州大道南延線項(xiàng)目文創(chuàng)10路截污干管頂管工程作為工程案例展開分析。該項(xiàng)目呈東西走向，標(biāo)準(zhǔn)路幅為25.0m，截污干管中心線距離道路中心線9.0m，埋深6.824～20.243m，管內(nèi)底高程一般介于443.625～444.899m，坡度為1.5‰，由東向西接入規(guī)劃污水管。管道總長1083m，管徑為1000～1400mm，埋深為6.824～20.243m，管道覆土超過6m，采用頂管施工工藝，頂管井基坑深度為8.802～22.215m。

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，該工程頂管工作井基坑深度超過5m，屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，采用逆作法施工，安全等級(jí)為一級(jí)。

3 頂管施工過程中常見的安全風(fēng)險(xiǎn)

3.1 水文、地質(zhì)條件影響

根據(jù)鉆探資料，該工程施工范圍內(nèi)地下水主要為孔隙水、基巖裂隙水兩大類。地下水主要由大氣降水、周邊地表水及部分地下水補(bǔ)給。水位埋深位于現(xiàn)狀地面以下0.40～12.10m，高程450.74～458.70m，水位埋深變化差7.96m，地下水位年變幅約為2.0～3.0m。該工程管道主要處于基巖中，巖性為泥巖、砂巖，以中風(fēng)化為主，部分地段為強(qiáng)風(fēng)化，富水性弱～中等，施工中局部會(huì)存在較大的滲漏水，需加強(qiáng)止水和防排水措施。工作井需穿過人工填土層、沖洪積層及坡殘積層，卵石分布地段地下水較豐富，可能產(chǎn)生較大的滲漏水；強(qiáng)風(fēng)化及部分中風(fēng)化泥巖、砂巖地段，因風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙及層理較發(fā)育，可能產(chǎn)生較大的滲漏水。

3.2 深基坑影響

由于頂管施工的埋深通常較大，因此大部分的工作井以深基坑為主，這就要求在工作井施工的過程中必須及時(shí)有效落實(shí)支護(hù)措施，避免基坑出現(xiàn)坍塌情況。另外，在工作井施工完成之后，還需要嚴(yán)格控制工作井口臨邊防護(hù)設(shè)施的質(zhì)量和井口材料、土方的堆放管理，并且確保人員上下爬梯穩(wěn)固。一旦相關(guān)防護(hù)設(shè)施設(shè)置不規(guī)范，就有可能出現(xiàn)高空墜物等安全事故。

3.3 既有建構(gòu)筑物、管線影響

施工前要調(diào)查清楚施工范圍內(nèi)既有建筑和管線的分布情況，并根據(jù)建筑設(shè)施的結(jié)構(gòu)形式、位置等相關(guān)參數(shù)來制訂針對(duì)性的加固方案。若未能探明周邊既有構(gòu)筑物或管線的實(shí)際情況，未能有效落實(shí)相關(guān)施工措施，則在施工過程中一旦出現(xiàn)頂進(jìn)方向與構(gòu)筑物相互影響的情況，就有可能出現(xiàn)構(gòu)筑物開裂、垮塌或管線破壞等問題。

3.4 有毒有害氣體影響

由于頂管施工區(qū)域受不同地層的影響，因此頂管施工過程中可能會(huì)穿越腐殖質(zhì)層、淤泥層等，而這些常年存在于地下結(jié)構(gòu)中的腐殖質(zhì)層極有可能存在大量的有毒氣體，若在施工過程中未能結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行有毒有害氣體檢測，未能有效落實(shí)受限空間作業(yè)各項(xiàng)管控要求，作業(yè)環(huán)境的通風(fēng)效果不佳，則極有可能發(fā)生中毒或窒息問題。

3.5 主觀因素影響

主觀因素主要是由作業(yè)人員導(dǎo)致的。當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施不完善，施工隊(duì)伍的水平和素質(zhì)參差不齊，大部分施工人員可能對(duì)安全生產(chǎn)工作不重視或認(rèn)識(shí)不準(zhǔn)確，施工企業(yè)又未能及時(shí)開展安全意識(shí)培訓(xùn)以及施工技術(shù)交底工作，在實(shí)際的施工中很容易出現(xiàn)違章操作或者安全防護(hù)措施落實(shí)不到位的問題，進(jìn)而進(jìn)一步導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。

4 頂管施工過程中的安全管控措施

4.1 構(gòu)建安全保障體系

成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，設(shè)立專職安全管理組織機(jī)構(gòu)，逐級(jí)明確各崗位安全生產(chǎn)責(zé)任制。頂管施工前必須制訂專項(xiàng)施工方案，并組織召開專家論證會(huì)對(duì)專項(xiàng)方案進(jìn)行論證。開展安全教育培訓(xùn)和安全技術(shù)交底工作，讓施工人員熟練掌握本工種的安全技術(shù)措施、操作規(guī)程和應(yīng)急措施。

表1 主要技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策表

4.2 制訂完善的安全技術(shù)措施

根據(jù)上文論述可知，在頂管施工的過程中可能會(huì)受到客觀地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及多種因素的影響，為了進(jìn)一步完善技術(shù)安全保障體系，要在既有施工風(fēng)險(xiǎn)因素基礎(chǔ)上進(jìn)行針對(duì)性的分析。該工程率先通過施工現(xiàn)場地質(zhì)勘測及施工環(huán)境既有風(fēng)險(xiǎn)因素分析，將主要技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策進(jìn)行整合，如表1所示，并針對(duì)性地制定了解決措施。

5 結(jié)束語

綜上所述，頂管施工本身會(huì)受到客觀地理環(huán)境的影響，加之施工主體的質(zhì)量無法集中管控，在實(shí)際的施工中便可能存在較多的安全隱患，為此要在技術(shù)安全保障體系的基礎(chǔ)上進(jìn)行安全防控，并堅(jiān)持將安全管理工作做到位，利用安全教育進(jìn)行主觀意識(shí)培訓(xùn)，通過人員組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整來提升施工安全質(zhì)量，如此才能使頂管施工得到基礎(chǔ)保障，同時(shí)為整體工程的開展和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。