淺談頂管施工技術(shù)要點及施工中安全管理

【摘 要】目前，城市城下建設項目日益越多，頂管施工技術(shù)也不斷創(chuàng)新，在市政管網(wǎng)建設中，由于頂管技術(shù)有效地降低對附近城市構(gòu)筑物和道路、管網(wǎng)的影響，同時也具有安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟的效果，所以在市政工程建設中得到了廣泛的應用。正是因為頂管施工在城市建設中越來越普遍，而頂管施工中的安全管理與常規(guī)施工的安全管理存在明顯的區(qū)別，控制不到位就有可能造成重大事故，甚至是災難性的事故。本文主要介紹了頂管施工的特點，從而針對頂管技術(shù)在施工過程中的安全管理進行了分析和探討，通過提高危險源的辨識、評價來達到控制風險，保證施工安全的目的。

【關(guān)鍵詞】頂管；施工技術(shù)要點；安全管理

一、以實例做介紹

本工程為馬鋼港務原料廠料場中路主排涵管工程，該涵管工程的管道材料為鋼筋混凝土，管道內(nèi)徑為2米、壁厚0.2米，管線總長度約500米，設有15個鋼筋混凝土雨水檢查井、混凝土帶形基礎、鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口。鋼筋混凝土雨水檢查井上設有φ800預制混凝土井筒（單踏步）、井筒上部設有φ800鑄鐵支座及玻璃鋼子蓋、頂部設有φ800鑄鐵支座及井蓋。

該工程位于馬鋼港務原料廠內(nèi)，處于長江流域地帶，地下有大量的流砂。周圍道路暢通、就近可接施工用電及施工用水，但工期僅有20天；施工難度很大。我們必須運用合理的施工網(wǎng)絡計劃及精良的技術(shù)和裝備，科學的組織施工，最大限度地縮短工期，保證絕對工期20天。

（一）施工部署：

1、流水段劃分：本工程施工場地狹窄、工期 緊、計劃采用分段流水組織施工作業(yè)。即以檢查井YA35為起點、以檢查井YA47為終點、以中間11個檢查井為分界點、共劃分為12個施工組織流水作業(yè)。

2、各段施工順序：踏勘現(xiàn)場定位、放線地面清理管溝開挖管道基礎墊層施工管道基礎混凝土施工（第一層）管道安裝檢查井施工管道基礎混凝土（第二層）管道接口施工土方回填。

二、主要項目施工方法和施工措施

（一）機械挖土施工方法和施工措施

1、作業(yè)條件

（1）土方開挖前，應根據(jù)施工方案的要求，將施工區(qū)域內(nèi)的地下、地上障礙物清除和生產(chǎn)設施保護等事項處理完畢。

（2）構(gòu)筑物的位置定位控制線（樁）、標準水平樁及開槽的灰線尺寸，必須經(jīng)過檢驗合格，并辦完預檢手續(xù)。

（3）施工機械進入現(xiàn)場所經(jīng)過的道路及生產(chǎn)設施處，應事先經(jīng)過檢查，必要時要進行加固處理。

（4）熟悉圖紙，做好技術(shù)交底。

2、工藝流程：確定開挖的順序和坡度土方分段開挖 降水、排水槽壁支護修邊和清底。

3、開挖順序及放坡坡度

（1）基坑開挖放坡采取的措施：本工程土方開挖全部采用放坡分段開挖的方法，管槽的土層絕大部分為粉質(zhì)粘土、淤泥土、流砂等為確保邊坡穩(wěn)定和開挖安全，放坡系數(shù)初步先用1:1.0.開挖順序計劃為由東向西進行。

4、土方開挖

（1）開挖管溝時，應合理確定各段的開挖順序、路線及開挖深度。

（2）土方開挖宜從上向下一次進行。隨時作成一定坡勢，以利泄水。

（3）在開挖過程中，應隨時檢查槽壁和邊坡的狀態(tài)。深度大于1.5m時，根據(jù)土質(zhì)變化情況，應做好管溝的支撐準備，以防塌陷。

（4）開挖管溝，不得挖至設計標高以下，如不能準確地挖至設計標高時，可在設計標高以上暫留一層土不挖，以便在抄平后，由人工挖出。暫留土層為：20cm。

（5）在機械施工挖不到的土方，應配合人工隨時進行挖掘，并用手推車把土運到機械能挖到的地方，以便及時用機械挖走。

（6）開挖槽的土方，在場地有條件堆放時，一定留足回填需用的好土；多余的土方應一次運走，避免二次搬運。

5、降水、排水措施：本工程場地地下水位較高，地下水位在自然地表下1.0m左右，且含水層的透水性與富水性較好，厚度較大，普遍分布。針對以下特點，為確保開挖施工的質(zhì)量與槽邊的安全，在土方開挖過程中和開挖后在基坑內(nèi)布設明溝及集水井排水。

（1）管槽開挖后，管槽內(nèi)明溝和集水井相連，保證管槽內(nèi)不積水和地下水位低于槽底200mm以下。

（2）管槽內(nèi)明溝排水施工要點：土方開挖之后，早槽底的兩邊隔一定的距離設置1m深的集水井、集水井直徑為800mm。

設置好集水井后，在坡底邊開挖500寬、400深的排水溝。

6、槽壁支護措施

（1）為預防邊坡塌方，禁止在距離邊坡上邊緣1.5m以內(nèi)堆土及移動施工機械。

（2）提前準備好編織袋、草袋、木樁、鋼管、竹笆、木板等物，若邊坡局部塌方，則可將坡腳塌方清除，用草袋或編織袋裝土擋土墻，用木樁打樁加固。

（3）若邊坡經(jīng)上述措施之后，仍有失穩(wěn)現(xiàn)象，則應征得設計單位與建設單位同意，采用加大邊坡坡度以確保基坑施工的安全。

（4）陰雨天氣，在各段流程段分界的邊坡上加蓋彩條布，以防止邊坡上的土體流失，導致土方滑坡。

7、修幫和清底

（1）在距槽底設計標高50cm槽幫處，抄出水平線，釘上小木撅，然后用人工將暫留土層挖走。同時由兩端軸線（中心線）引樁拉通線(用小線或鉛絲)，檢查距槽邊尺寸，確定槽寬標準，以此修整槽邊。最后清除槽底土方。

（2）槽底修理鏟平后，進行質(zhì)量檢查驗收。

（二）YA36—YA37之間（即通廊下部）的管道施工

此段長度約40米，因上部有通廊、施工空間狹窄，按照原設計施工難度大。因此建議將此段改為壁厚為12mm、直徑為2.0m的焊接鋼管。做加強防腐處理：刷富鋅防銹漆兩道、環(huán)氧煤瀝青漆玻璃布防腐層（5布6油）。鋼管兩頭增設雨水檢查井。

（三）帶形混凝土基礎施工

1、混凝土基礎分兩次施工、第一次將混凝土澆筑施工到管道底部、第二次等待管道安裝后澆筑施工。采用泵送商品混凝土。

2、基礎施工時在管道所設柔性接口的相應位置設伸縮縫。

3、基礎施工的具體詳見設計要求。

（四）管道安裝

1、管道安裝時采用1臺50T汽車吊全線進行吊裝作業(yè)、其各作業(yè)參數(shù)均能滿足安裝施工的要求。

2、管道鋼網(wǎng)片水泥砂漿抹帶接口施工的具體設計要求。

3、現(xiàn)澆鋼筋混凝土套環(huán)柔性接口施工具體見設計要求。

（五）雨水檢查井施工

1、矩形直線混凝土雨水檢查井施工具體詳見設計要求。

2、扇形直線混凝土雨水檢查井施工具體詳見設計要求。

（六）道路及排水溝

現(xiàn)有的道路及排水溝在管槽開挖前均可破除、在土方回填后按照原樣恢復。

二、頂管法的施工技術(shù)要點

（一）頂管法施工的原理：頂管法施工原理是在管道的沿線按設計的方案設置工作井和接收井，工作井內(nèi)設置堅固的后座，吊進油壓千斤頂以及要頂進的鋼管或混凝土管，接好照明，泥漿管，油管等管線， 然后用油壓千斤頂緩慢頂進，通過壓漿系統(tǒng)使管節(jié)周圍形成泥漿套，管道在泥漿套中滑行， 在頂進的過程中通過激光經(jīng)緯儀測量頂管的方向，邊頂進邊排土邊調(diào)整，直至將鋼管或混凝土管頂至接收井內(nèi)。

（二）頂管法施工工序：

1、工作井及接收井、檢查井施工，根據(jù)地質(zhì)情況及現(xiàn)場條件，采用合適的支護方式開挖，然后盡快做好底板及壁板混凝土，并進行頂管所需的后靠背混凝土以及土體的強度復核，確定混凝土以及鋼板墊塊的厚度。這是管節(jié)能否順利頂進的關(guān)鍵。

2、油壓千斤頂?shù)醴啪臀唬壍腊惭b。

3、管節(jié)的選用、安裝：管節(jié)必須全面檢驗，發(fā)現(xiàn)外觀有缺陷的一律禁止使用。管道吊放前上好橡膠止水圈。將管節(jié)吊放在軌道上，安放環(huán)形頂鐵，緩慢推進，讓接頭平順對接。

（三）頂管施工過程中注意事項

1、注意防止地面的沉降或隆起：在頂管施工沿線按一定間距布設沉降觀測點，監(jiān)測頂管頂進施工期間的地面沉降量。

2、開挖端面的取土過多或過少，會造成地面的沉降或隆起。為避免這種不良影響，可采取以下措施：在壓漿時要控制好壓力，恰好能平衡泥漿套以上土體的壓力。嚴格控制管道接口的密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。

3、工具管糾偏后，刃腳后形成一個空隙，管道頂進周圍的土體會塌入空隙，造成地面沉降。為避免這種情況，在頂管頂進時，要及時測量，勤測勤糾，避免大角度糾偏。

三、頂管施工中的安全管理

（一）風險辨識

1、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)方面的因素。

2、施工方面的因素。

3、監(jiān)理、業(yè)主方面的因素。

（二）風險的評價

風險的辨識是明確存在的問題，進行風險評價的目的是明確風險的大小，找出管理的重點，有目的的降低不可容許風險的程度，為進行有效的風險控制提供依據(jù)。

1、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

沿管線土層變化頻繁，所以在頂管施工前必須了解土層的變化情況：此外對于要經(jīng)過回填土地段，需要提前加固處理，以防頂管施工后地表有過大的下沉。同時要控制好頂管時的高程變化，防止由于土城被突破造成河水涌入。

2、有毒氣體的檢測與防護

頂管施工的地層一般會通過淤泥層，腐爛動、植物體會在地下形成有毒氣體聚集體，危害施工人員的健康和生命；同時由于頂管深度和長度會造成內(nèi)部空氣含氧量降低，對人員造成窒息；所以有人員在頂管內(nèi)操作的情況下，需要定時監(jiān)測管內(nèi)有毒氣體含量，采用通風裝置予以解決。

3、人員設備方面的安全風險評價

各類人員的技術(shù)水平，安全操作能力都會影響到操作的安全性，必須要對人員進行評價。設備的安全性能是否具備，是否達到標準，對其存在的安全風險要進行評價。

4、對管理方面存在的安全風險的評價

規(guī)章制度、操作規(guī)程是否健全，安全教育培訓是否到位，會對安全管理產(chǎn)生影響，應對其進行評價，以便發(fā)現(xiàn)存在的不足和缺陷。

（三）風險控制

1、組織措施-建立健全工程項目的安全管理機構(gòu)

按照職業(yè)健康安全管理體系的要求運行，在現(xiàn)場建立安全組織機構(gòu)，由項目經(jīng)理對工程的安全工作負總責；根據(jù)工程的需要配備相應的專業(yè)管理人員；配備經(jīng)驗豐富的安全管理人員；建立各崗位的安全生產(chǎn)責任制明確職責，既分工負責有通力合作，形成清晰的安全管理網(wǎng)絡。從施工組織上為安全管理提供保證。

2、技術(shù)措施-針對安全評價的風險制訂預案

通過對風險的辨識和評價明確了安全管理的重點，針對不可接受風險制定有效的安全管理方案，消除風險或降低風險的程度，提高安全控制的能力。

3、經(jīng)濟措施-加大安全方面的獎懲力度

在施工生產(chǎn)過程中對安全技術(shù)措施落實不到位而形成重大安全事故隱患或造成事故的單位和有關(guān)責任人要進行嚴肅的處理，決不能在安全方面存在失控的現(xiàn)象。

4、教育措施-定期召開安全專題會議

工程施工過程中要針對不同時期、不同施工部位進行有針對性的安全教育，定期召開專題的安全會議，分析當前安全工作中存在的問題，研究解決問題的對策，對存在的事故隱患做到原因分析不清不放過；整改措施落實不到位不放過；全體人員未受到教育不放過。

5、檢查措施-加強安全檢查將隱患消滅在萌芽

通過危險辨識、評價等措施，明確了安全控制的重點，在安全管理中加強安全檢查。

四、結(jié)論

通過對頂管施工技術(shù)要點的分析，從社會效益和經(jīng)濟效益上來講更具有優(yōu)越性。隨著社會的發(fā)展，市政設施逐步配套完善，底下各種管道建設將會大量增加，管徑加大，長度加長，有直有曲，種類繁多，我們要扣緊時代脈搏，進一步完善和提高頂管施工技術(shù)，食指能夠滿足社會發(fā)展的需要。

同時，在整個施工過程中嚴格的遵守相關(guān)規(guī)定，通過采取嚴格的安全管理措施以及所有參建單位的努力，使工程零傷亡事故率順利完成。在頂管施工過程中，要嚴格按照安全管理工作標準進行操作，要找出安全管理事故的發(fā)生規(guī)律，切斷事故發(fā)生的鏈條，通過加強管理保證施工生產(chǎn)的安全。