孫浩

（太原市第二熱力有限責任公司，山西 太原 030000）

機械頂管施工法是不同于傳統(tǒng)開挖的管道埋設施工技術，在施工過程中，盡量去減少開挖，所以此種方法的使用，能有效較少傳統(tǒng)開挖技術所產生的大量土方，節(jié)約施工用地。簡單來說，其主要施工就是在地下工作坑內，借助頂進設備的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管子逐漸頂入土中，并將阻擋管道向前頂進的土壤，從管內用人工或機械挖出。完成一節(jié)管子頂入土層之后，再放置第二根管子，如此依次形成目標管道。目前，頂管施工主要包括對頂法、對拉法、中繼法、后頂法、牽引法、深覆土減摩頂進法等。

頂管法施工屬于暗挖工程屬于危險性較大的分部分項工程，在施工過程中存在一定的風險，如何保證頂管施工的安全是擺在施工面前的一道難題。

1 工程概況

供熱管道沉井頂管工程穿越西干渠、濱河西路，東西走向，頂管管徑為D2000mm，頂管為兩道，每道長約60m，在頂管沿線設工作井、接收井各1座，工作井深為7.35m，接收井深為8.8m。工作井、接收井采用鋼筋混凝土沉井，工作井：方形，內徑10*8m，壁厚下層1000mm、中層900mm、上層500mm，刃腳1.8m；接收井：方形，內徑10*6m，壁厚下層1000mm、中層900mm、上層500mm，刃腳1.8m。頂管施工工藝，頂管采用泥水平衡頂管工藝，DN2000mm砼管，每節(jié)2m。

2 周邊環(huán)境調查及危險源識別

頂管穿越西干渠、濱河西路，濱河西路為南北走向，濱河西路車輛較多，為防止擾動路面基礎沉降、塌陷，管頂埋深需和路面保證足夠安全距離，管徑的2.5倍 （6m），管頂距西干渠渠底為2m。頂管平面、剖面圖見圖1。

圖1 頂管平面、剖面圖

頂管施工危險源是在生產過程中可能對生命財產造成損失的不安定因為，在施工過程中的危險源種類繁多，也非常復雜，它們在施工過程中造成的危害程度不同，根據危害因素、可能導致的危害以及危險源等級。對危害源種類進行了劃分，見表1。

表1 危險源種類劃分

3 施工安全保證措施

3.1 組織保證措施

遵守國家相關的安全生產的法律法規(guī)，在施工過程中做好施工現場的安全施工操作和防范，制定安全可行的施工方案，避免施工的發(fā)生。

抓好安全教育，對參建職工進行崗前安全培訓，合格后持證上崗，并在施工過程中堅持定期進行安全技術教育，每日由班長或安全員進行班前交底，詳細介紹生產過程中應該注意的事項和具體操作要求，確保生產過程的安全。

實行安全生產崗位責任制和逐級負責制，明確責任，層層負責，把安全工作落實到每個人。

施工現場做到布局合理，場地平整，機械設備安置牢固，材料堆放整齊，用電設備安裝出點保護，為安全生產創(chuàng)造良好的環(huán)境。施工現場設置醒目的安全標語和安全警示標識。施工便道穩(wěn)定，并設置必要防護。

3.2 安全技術措施

3.2.1 井周回填及雨季排水

為避免施工期間，因降水地表水倒流入沉井內，沉井下沉完畢后，對沉井井壁采用磚砌墻砌高，高出地面30cm，并及時對井壁四周進行回填。四周設置擋水壩，采用編織袋裝土進行堆碼：寬50cm、高50cm，長度按現場工程量確定。在井兩側和施工便道兩側修筑排水渠，排水渠寬70cm、深50cm，積水沿排水渠流出。

豎井井底設置一個100*100*100cm集水坑，豎井內水由工作面流向豎井井集水坑，再用潛水泵排出地面。

3.2.2 井周臨邊防護和爬梯

防護欄由上、下兩道欄桿、欄桿柱和防護網構成，上、下兩道欄桿離地距離分別為1.2m和0.6m，欄桿柱間距1.5～2.0m。

為保證沉井、頂管施工安全，需在井內設爬梯、井四周做臨邊防護，爬梯采用20@500mm鋼筋。

3.3 管材堆放場地、吊車支腿、施工便道地基處理

為防止頂管設備及管材存放導致井周邊路面下沉，需將工作井外側周邊4m寬度范圍內進行硬化處理：鋪設30cm碎石加20cmC20砼；吊車站位處 （距沉井外壁15m范圍即15m*15m范圍）采用30cm碎石基礎，20cm砼處理，以防止吊車工作時造成基礎破壞，形成安全隱患，確保吊裝順利進行；進管材、機械設備的施工便道采用30cm（寬6m）碎石基礎；待施工完成后恢復原貌。

3.4 西干渠圍堰、截流、抽水施工

西干渠內有大量積水，且頂管區(qū)域地層為砂層，頂管管頂距西干渠底為2m，為防止西干渠內積水、流沙涌入管道內，導致西干渠渠底沉降、塌陷，確保頂管施工和質量，需在頂管區(qū)域西干渠上游、下游進行圍堰、截留，并對頂管區(qū)域西干渠內積水進行抽排。

3.5 頂管照明、通風

管內施工采用帶網罩的36V安全電壓的照明燈。照明線要采用絕緣膠線。所用的強電、弱電的線纜應固定懸掛在管道內，嚴禁隨意敷設。

在管道內施工時，應保持良好的空氣質量，在施工過程中需通過機械排風把混濁的空氣從管道內排出，再把新鮮空氣送入管道內在管內設置200PVC通風管道，隨著管段的頂管面逐增風管，向管內輸送新鮮空氣，保證管道內有足夠的新鮮空氣。通風目的是排除有害氣體，送入氧氣，保持一個良好的通風環(huán)境。

同時為保證空氣環(huán)境滿足人員操作的需要，施工人員都佩帶氣體檢測儀器，檢測各種可能的有害氣體含量和氧氣含量，當不達標準時，儀器報警，停止施工，加大通風量，當空氣質量滿足施工時再繼續(xù)施工作業(yè)。

為防止有毒氣體進入造成人員損傷，必須保證管內的通風順暢，做到專人值班和守護。保持管內和管外的聯系，必要時配備相應的通訊設備。

3.6 減阻措施

本段工程頂管施工采用注漿和在管材外壁涂刷工業(yè)石蠟工藝進行減阻，同時在工作井洞口設有黃油出口容器，使混凝土管在進入土層時外表面覆蓋一層黃油，進一步減少管節(jié)與土體的摩擦阻力。

3.7 漿液置換

頂管完成后，砼管外壁和土體存有空隙，為防止路面基礎不均勻沉降引起管道變形、脫節(jié)，施工完畢后進行漿液置換，通過套管頂部預留的注漿孔，利用高壓注漿泵把膨潤土泥漿用水泥漿液置換，確保套管周邊土壤的密實。

3.8 監(jiān)控監(jiān)測措施

監(jiān)測內容包括沉井、路面沉降等。頂管上方地表類別為二級：地面最大沉降量≤0.006H，且≤50mm。工作坑監(jiān)測等級為二級，沉井執(zhí)行基坑圍護結構設計標準值：地面最大沉降量≤0.003H，且≤2.5mm。

3.8.1 監(jiān)測點布置

1）沉井監(jiān)測點布置。工作坑的每個角處布點，每個工作坑設置四個監(jiān)測點；2）路面監(jiān)測點布置。頂管下穿路面，每間距5m對稱布設觀測點。觀測點采用道釘埋設，以便每天能觀察到沉降點的沉降情況，控制在-30mm～+10mm的沉降量，見圖2。

圖2 監(jiān)測點平面布置圖

3.8.2 監(jiān)測手段 （見表2）

表2 監(jiān)測手段

3.8.3 監(jiān)測頻率和監(jiān)測記錄 （見表3）

表3 監(jiān)測頻率和監(jiān)測記錄

3.9 用電安全技術措施

現場沒有施工用電，且施工標段跨距較遠，電纜敷設費用比使用發(fā)電機費用較高，故使用發(fā)電機供電，50KW生活沉井施工用電，200KW頂管施工用電。

1）施工暫設的輸電線路必須按規(guī)定架設，不得在架空輸電線路下立支架，在特殊環(huán)境下敷設強電線纜時，需征得供電部門的同意，架設的高度應按照相關規(guī)定執(zhí)行。

2）不得使用不符合要求的線纜和閘箱，閘箱應具備防雨防潮的功能，總配電箱必須加上靈敏的漏電保護功能，并做好接地保護，保護零線和工作零線應分開設置。

3）停止作業(yè)時，應拉閘斷電、箱門加鎖、箱內無雜物。

4）存在安全隱患的燈具嚴禁用于井內，井內一般使用低電壓的安全燈具，其架設高度不低于2.5m，附近不準存放易燃物，燈具、線纜與支架之間應絕緣良好，并設置接地保護。通常井內照明安全電壓為36V，管內潮濕環(huán)境下，安全電壓不高于12V。

5）各種電器設備采用的線纜都不得采用金屬絲，應采用絕緣線良好的材質固定在金屬體上，導線應無破損、老化等現象。

6）頂管操作機動平臺的人員應培訓后固定專人作業(yè)，嚴禁非機電人員擅自動用機電設備。

7）長距離頂管作業(yè)，管內設備的電源必須用完好無損的橡套纜線，同時，要有可靠的防觸電安全措施；纜線的敷設每節(jié)管均應固定牢固，有防止電纜脫落和人、機碰傷的措施，電纜接頭處應絕緣良好，有保護措施；機頭部分和中繼間電器設備的照明電壓應采用不大于36V的安全電壓，配電箱按紐盒等必須有良好的密封性能。

8）平時及施工過程中都應加強機械設備的檢查及保養(yǎng)，機電設備的檢查及保養(yǎng)應由專業(yè)人員操作，特別注意用電安全，防止電負荷超載。

9）頂管井的電器設備拆除后，要及時進行維修，新的頂管工作井，電器設備安裝前，應對其進行檢查和搖測絕緣等工作，確認良好好，方可安裝使用，嚴禁安裝使用不符合安全規(guī)定的電器設備。

3.10 起重機吊裝構件安全技術措施

1）起重機設備的操作需要持有相關證件的專業(yè)人員上崗操作，嚴禁疲勞操作和無證操作。

2）施工現場必須佩戴安全帽，同時正確使用相關的勞動保護用品。

3）吊裝前，做好安全技術交底工作。

4）起重機嚴禁超過本機額定起重量工作。

5）起重機使用需要具備相應的使用環(huán)境，有以下情況發(fā)生時緊張起吊作業(yè)：①信號不清時；②重量不明時；③所吊重物離開吊點有一段距離需斜拉時；④所吊重物超過起重機的起重能力時；⑤重物捆綁不牢及起吊后不穩(wěn)時；⑥露天作業(yè)遇有六級以上大風及大霧等惡劣天氣時；⑦鋼絲繩嚴重磨損，出現斷股時。

6）起重機指揮人員工作要求：①指揮手勢要清晰，信號要明確；②起吊作業(yè)時，應注意檢查捆綁是否牢固，起吊重心要精準、起吊要平穩(wěn)，起吊過程中不許起吊物品產生扭、彎、曲、斜等現象。

7）吊裝作業(yè)范圍內，拉設警示繩，掛設警示牌，專職安全員進行監(jiān)管，無關人員嚴禁入內。

8）裝卸車應選擇平坦、堅實的路面為裝卸地點。

4 結語

頂管施工是非開挖施工的一種，屬于危險性較大的分部分項工程，具有多種危險源的存在，容易造成人員傷亡和經濟損失。為了加強本工程的安全管理，保證良好的安全環(huán)境，給工程施工創(chuàng)造出一個良好的條件，保障人身和財產的安全，針對不同的危險源給出了解決問題的相應措施，確保頂管施工安全。