孫浩

（太原市第二熱力有限責(zé)任公司，山西 太原 030000）

機(jī)械頂管施工法是不同于傳統(tǒng)開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)，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(shù)所產(chǎn)生的大量土方，節(jié)約施工用地。簡(jiǎn)單來說，其主要施工就是在地下工作坑內(nèi)，借助頂進(jìn)設(shè)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(jìn)的土壤，從管內(nèi)用人工或機(jī)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(biāo)管道。目前，頂管施工主要包括對(duì)頂法、對(duì)拉法、中繼法、后頂法、牽引法、深覆土減摩頂進(jìn)法等。

頂管法施工屬于暗挖工程屬于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，在施工過程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，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(zhǎng)約60m，在頂管沿線設(shè)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(nèi)徑10*8m，壁厚下層1000mm、中層900mm、上層500mm，刃腳1.8m；接收井：方形，內(nèi)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(diào)查及危險(xiǎn)源識(shí)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(dòng)路面基礎(chǔ)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(xiǎn)源是在生產(chǎn)過程中可能對(duì)生命財(cái)產(chǎn)造成損失的不安定因?yàn)?，在施工過程中的危險(xiǎn)源種類繁多，也非常復(fù)雜，它們?cè)谑┕み^程中造成的危害程度不同，根據(jù)危害因素、可能導(dǎo)致的危害以及危險(xiǎn)源等級(jí)。對(duì)危害源種類進(jìn)行了劃分，見表1。

表1 危險(xiǎn)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(guó)家相關(guān)的安全生產(chǎn)的法律法規(guī)，在施工過程中做好施工現(xiàn)場(chǎng)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(duì)參建職工進(jìn)行崗前安全培訓(xùn)，合格后持證上崗，并在施工過程中堅(jiān)持定期進(jìn)行安全技術(shù)教育，每日由班長(zhǎng)或安全員進(jìn)行班前交底，詳細(xì)介紹生產(chǎn)過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)和具體操作要求，確保生產(chǎn)過程的安全。

實(shí)行安全生產(chǎn)崗位責(zé)任制和逐級(jí)負(fù)責(zé)制，明確責(zé)任，層層負(fù)責(zé)，把安全工作落實(shí)到每個(gè)人。

施工現(xiàn)場(chǎng)做到布局合理，場(chǎng)地平整，機(jī)械設(shè)備安置牢固，材料堆放整齊，用電設(shè)備安裝出點(diǎn)保護(hù)，為安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好的環(huán)境。施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置醒目的安全標(biāo)語和安全警示標(biāo)識(shí)。施工便道穩(wěn)定，并設(shè)置必要防護(hù)。

3.2 安全技術(shù)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(nèi)，沉井下沉完畢后，對(duì)沉井井壁采用磚砌墻砌高，高出地面30cm，并及時(shí)對(duì)井壁四周進(jìn)行回填。四周設(shè)置擋水壩，采用編織袋裝土進(jìn)行堆碼：寬50cm、高50cm，長(zhǎng)度按現(xiàn)場(chǎng)工程量確定。在井兩側(cè)和施工便道兩側(cè)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(shè)置一個(gè)100*100*100cm集水坑，豎井內(nèi)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(hù)和爬梯

防護(hù)欄由上、下兩道欄桿、欄桿柱和防護(hù)網(wǎng)構(gòu)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(nèi)設(shè)爬梯、井四周做臨邊防護(hù)，爬梯采用20@500mm鋼筋。

3.3 管材堆放場(chǎng)地、吊車支腿、施工便道地基處理

為防止頂管設(shè)備及管材存放導(dǎo)致井周邊路面下沉，需將工作井外側(cè)周邊4m寬度范圍內(nèi)進(jìn)行硬化處理：鋪設(shè)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(chǔ)，20cm砼處理，以防止吊車工作時(shí)造成基礎(chǔ)破壞，形成安全隱患，確保吊裝順利進(jìn)行；進(jìn)管材、機(jī)械設(shè)備的施工便道采用30cm（寬6m）碎石基礎(chǔ)；待施工完成后恢復(fù)原貌。

3.4 西干渠圍堰、截流、抽水施工

西干渠內(nèi)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(nèi)積水、流沙涌入管道內(nèi)，導(dǎo)致西干渠渠底沉降、塌陷，確保頂管施工和質(zhì)量，需在頂管區(qū)域西干渠上游、下游進(jìn)行圍堰、截留，并對(duì)頂管區(qū)域西干渠內(nèi)積水進(jìn)行抽排。

3.5 頂管照明、通風(fēng)

管內(nèi)施工采用帶網(wǎng)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(qiáng)電、弱電的線纜應(yīng)固定懸掛在管道內(nèi)，嚴(yán)禁隨意敷設(shè)。

在管道內(nèi)施工時(shí)，應(yīng)保持良好的空氣質(zhì)量，在施工過程中需通過機(jī)械排風(fēng)把混濁的空氣從管道內(nèi)排出，再把新鮮空氣送入管道內(nèi)在管內(nèi)設(shè)置200PVC通風(fēng)管道，隨著管段的頂管面逐增風(fēng)管，向管內(nèi)輸送新鮮空氣，保證管道內(nèi)有足夠的新鮮空氣。通風(fēng)目的是排除有害氣體，送入氧氣，保持一個(gè)良好的通風(fēng)環(huán)境。

同時(shí)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(cè)儀器，檢測(cè)各種可能的有害氣體含量和氧氣含量，當(dāng)不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，儀器報(bào)警，停止施工，加大通風(fēng)量，當(dāng)空氣質(zhì)量滿足施工時(shí)再繼續(xù)施工作業(yè)。

為防止有毒氣體進(jìn)入造成人員損傷，必須保證管內(nèi)的通風(fēng)順暢，做到專人值班和守護(hù)。保持管內(nèi)和管外的聯(lián)系，必要時(shí)配備相應(yīng)的通訊設(shè)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(jìn)行減阻，同時(shí)在工作井洞口設(shè)有黃油出口容器，使混凝土管在進(jìn)入土層時(shí)外表面覆蓋一層黃油，進(jìn)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(chǔ)不均勻沉降引起管道變形、脫節(jié)，施工完畢后進(jìn)行漿液置換，通過套管頂部預(yù)留的注漿孔，利用高壓注漿泵把膨潤(rùn)土泥漿用水泥漿液置換，確保套管周邊土壤的密實(shí)。

3.8 監(jiān)控監(jiān)測(cè)措施

監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括沉井、路面沉降等。頂管上方地表類別為二級(jí)：地面最大沉降量≤0.006H，且≤50mm。工作坑監(jiān)測(cè)等級(jí)為二級(jí)，沉井執(zhí)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值：地面最大沉降量≤0.003H，且≤2.5mm。

3.8.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

1）沉井監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置。工作坑的每個(gè)角處布點(diǎn)，每個(gè)工作坑設(shè)置四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；2）路面監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置。頂管下穿路面，每間距5m對(duì)稱布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)采用道釘埋設(shè)，以便每天能觀察到沉降點(diǎn)的沉降情況，控制在-30mm～+10mm的沉降量，見圖2。

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖

3.8.2 監(jiān)測(cè)手段 （見表2）

表2 監(jiān)測(cè)手段

3.8.3 監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)記錄 （見表3）

表3 監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)記錄

3.9 用電安全技術(shù)措施

現(xiàn)場(chǎng)沒有施工用電，且施工標(biāo)段跨距較遠(yuǎn)，電纜敷設(shè)費(fèi)用比使用發(fā)電機(jī)費(fèi)用較高，故使用發(fā)電機(jī)供電，50KW生活沉井施工用電，200KW頂管施工用電。

1）施工暫設(shè)的輸電線路必須按規(guī)定架設(shè)，不得在架空輸電線路下立支架，在特殊環(huán)境下敷設(shè)強(qiáng)電線纜時(shí)，需征得供電部門的同意，架設(shè)的高度應(yīng)按照相關(guān)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(yīng)具備防雨防潮的功能，總配電箱必須加上靈敏的漏電保護(hù)功能，并做好接地保護(hù)，保護(hù)零線和工作零線應(yīng)分開設(shè)置。

3）停止作業(yè)時(shí)，應(yīng)拉閘斷電、箱門加鎖、箱內(nèi)無雜物。

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

5）各種電器設(shè)備采用的線纜都不得采用金屬絲，應(yīng)采用絕緣線良好的材質(zhì)固定在金屬體上，導(dǎo)線應(yīng)無破損、老化等現(xiàn)象。

6）頂管操作機(jī)動(dòng)平臺(tái)的人員應(yīng)培訓(xùn)后固定專人作業(yè)，嚴(yán)禁非機(jī)電人員擅自動(dòng)用機(jī)電設(shè)備。

7）長(zhǎng)距離頂管作業(yè)，管內(nèi)設(shè)備的電源必須用完好無損的橡套纜線，同時(shí)，要有可靠的防觸電安全措施；纜線的敷設(shè)每節(jié)管均應(yīng)固定牢固，有防止電纜脫落和人、機(jī)碰傷的措施，電纜接頭處應(yīng)絕緣良好，有保護(hù)措施；機(jī)頭部分和中繼間電器設(shè)備的照明電壓應(yīng)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(shí)及施工過程中都應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的檢查及保養(yǎng)，機(jī)電設(shè)備的檢查及保養(yǎng)應(yīng)由專業(yè)人員操作，特別注意用電安全，防止電負(fù)荷超載。

9）頂管井的電器設(shè)備拆除后，要及時(shí)進(jìn)行維修，新的頂管工作井，電器設(shè)備安裝前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查和搖測(cè)絕緣等工作，確認(rèn)良好好，方可安裝使用，嚴(yán)禁安裝使用不符合安全規(guī)定的電器設(shè)備。

3.10 起重機(jī)吊裝構(gòu)件安全技術(shù)措施

1）起重機(jī)設(shè)備的操作需要持有相關(guān)證件的專業(yè)人員上崗操作，嚴(yán)禁疲勞操作和無證操作。

2）施工現(xiàn)場(chǎng)必須佩戴安全帽，同時(shí)正確使用相關(guān)的勞動(dòng)保護(hù)用品。

3）吊裝前，做好安全技術(shù)交底工作。

4）起重機(jī)嚴(yán)禁超過本機(jī)額定起重量工作。

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

6）起重機(jī)指揮人員工作要求：①指揮手勢(shì)要清晰，信號(hào)要明確；②起吊作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意檢查捆綁是否牢固，起吊重心要精準(zhǔn)、起吊要平穩(wěn)，起吊過程中不許起吊物品產(chǎn)生扭、彎、曲、斜等現(xiàn)象。

7）吊裝作業(yè)范圍內(nèi)，拉設(shè)警示繩，掛設(shè)警示牌，專職安全員進(jìn)行監(jiān)管，無關(guān)人員嚴(yán)禁入內(nèi)。

8）裝卸車應(yīng)選擇平坦、堅(jiān)實(shí)的路面為裝卸地點(diǎn)。

4 結(jié)語

頂管施工是非開挖施工的一種，屬于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，具有多種危險(xiǎn)源的存在，容易造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。為了加強(qiáng)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(gè)良好的條件，保障人身和財(cái)產(chǎn)的安全，針對(duì)不同的危險(xiǎn)源給出了解決問題的相應(yīng)措施，確保頂管施工安全。