管線下穿鐵路橋梁頂管施工的安全影響及控制研究

劉芳

摘要：本文旨在研究管線下穿鐵路橋梁頂管施工的安全影響及控制。首先介紹了該研究的背景和意義。接著分析了鐵路橋梁下穿管線的安全問題，包括相關法規和規范，為后續施工方案設計和安全控制提供了依據。然后介紹了頂管施工方案的設計原則與目標、設計流程和技術要點，詳細闡述了頂管施工的關鍵技術和方法，為施工現場提供了具體的操作指導。最后提出了施工安全風險評估、安全控制措施設計和施工現場監控與管理等措施，強調了安全控制在整個施工過程中的重要性和必要性。

關鍵詞：頂管；施工；設計；安全管理；控制

DOI：10.12433/zgkjtz.20232734

管線下穿鐵路橋梁頂管施工是一項涉及鐵路運輸安全、管道工程安全和人員生命安全的高風險工程。在工程中，若未能采取有效的安全控制措施，可能會對鐵路橋梁的結構完整性、列車的行駛安全以及施工人員的人身安全等方面造成嚴重影響，甚至引發重大事故。因此，對于管線下穿鐵路橋梁頂管施工的安全影響及控制研究，已成為當前工程建設領域的熱點問題。

一、鐵路橋梁下穿管線的安全問題分析

（一）相關法規和規范

在鐵路橋梁下穿管線的施工中，必須遵守一系列的法規和規范，以確保施工的安全和順利進行。其中，基本法規是《鐵路安全管理條例》，自2014年1月1日起施行，是我國鐵路領域的一項重要法規。該《條例》中規定了鐵路運輸安全管理的基本要求，明確了鐵路企業和從業人員的職責和義務，同時規定了施工單位和必須遵守的安全要求和操作規程。此外，鐵路橋梁下穿管線的設計和施工需要參考《鐵路橋涵設計規范》《鐵路橋涵混凝土結構設計規范》和《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》等。這些規范包含鐵路橋涵工程的各項技術要求和標準，對保障工程施工的安全和質量至關重要。此外，國鐵集團還發布了《國鐵集團鐵路營業線施工管理辦法》的通知，該《通知》針對鐵路營業線施工的各項管理制度和操作規程進行規定和要求。最后，對于鐵路橋梁下穿管線的頂管施工，還需要參考相關的技術規程和標準，如《鐵路頂管通用圖》《給水排水工程頂管技術規程》和《建筑基坑支護技術規程》等。這些規程和標準對于保障施工的技術安全和施工質量均具有重要意義。

（二）安全隱患

1.施工過程中的安全隱患

在鐵路橋梁下穿管線的頂管施工過程中，存在著一些安全隱患。首先，施工現場的環境復雜，施工現場狹小，地下管線密布，容易引起施工設備與管線的沖突，甚至損壞管線，造成事故。其次，由于地下管線位置、數量、種類、管徑等因素的不同，施工難度也會因此而不同，增加施工的風險。

2.管線施工完成后的安全隱患

鐵路橋梁下穿管線的施工完成后，仍然存在著安全隱患。首先，如果管線施工過程中未能有效控制施工質量，導致管道老化、管道破損、漏水等問題。其次，如果管道鋪設不合理，管道承受過重的負荷，導致管道變形、破損，甚至坍塌，嚴重威脅鐵路橋梁的安全。

3.其他安全隱患

除了施工過程中和管線施工完成后的安全隱患外，還存在其他安全隱患。例如，地下水位變化導致管道被淹沒，造成嚴重的漏水。此外，地震、洪水等自然災害也可能會對鐵路橋梁下穿管線的安全構成威脅。

因此，在鐵路橋梁下穿管線頂管施工時，必須對安全隱患全面分析和評估，并采取有效的措施控制，確保施工過程中和管線施工完成后的安全。

二、鐵路橋梁下穿管線頂管施工方案設計

（一）施工方案設計的原則與目標

在鐵路橋梁下穿管線的頂管施工方案設計中，施工方案設計的原則是確保工程施工的安全性、經濟性、適用性、可行性和先進性。安全性是最為基礎的原則，必須優先考慮。施工方案的經濟性要考慮到施工成本、工期、施工質量等多個因素，以達到最優的經濟效益。適用性是指施工方案必須符合法律法規、技術規范、施工標準和設計要求等多個方面的規定，確保工程質量。可行性則是指施工方案必須符合實際工程情況和施工環境，同時充分考慮施工機械和設備的技術水平、施工人員的技能水平和現場管理的難易程度等實際情況。先進性是指采用最新、最先進的施工技術和管理方法，以提高工程施工的質量和效益。

鐵路橋梁下穿管線頂管施工方案設計的目標是規范施工行為、提高施工質量和效率，保障工程安全。具體主要包括以下三個方面：第一，制定合理、可行的施工方案，保證工程施工符合設計要求和相關標準；第二，確保施工過程中的安全，避免施工中出現意外事故；第三，提高施工效率，縮短工期，減少施工成本。這些目標的實現，需要充分考慮工程的實際情況、現場的環境和施工條件，采用合適的技術和方法，加強管理和監督，確保施工方案的質量和安全性。

（二）頂管施工方案的設計流程

頂管施工方案的設計流程應遵循以下步驟：第一步，了解管線及鐵路橋梁情況。在設計頂管施工方案前，必須詳細了解下穿鐵路橋梁和管線的具體情況，包括橋梁和管線的跨度、深度、寬度、材質、荷載特征等。同時，還需獲取現場地形地貌、地下管線走向、埋深及壓力等信息。第二步，確定頂管施工方式。根據地質環境、管線材質、鐵路橋梁結構、施工時間等因素，選擇合適的頂管施工方式。例如，可采用機械掘進、人工推進、盾構法等不同的方式施工。第三步，設計頂管施工工藝。在確定施工方式的基礎上，需要對具體施工工藝進行設計。例如，對于機械掘進方式，需要確定掘進的軌跡、進出口的位置、施工進度等。對于盾構法，需要設計盾構機的結構和參數、盾構掘進的速度和方向等。第四步，制定施工方案。根據前三步的設計結果，綜合考慮安全性、施工效率、成本等因素，制定出詳細的施工方案。施工方案中應包括頂管施工的具體流程、施工工藝、設備使用要求、安全防范措施等內容。第五步，審核和批準。制定完成的頂管施工方案需要經過相關部門的審核和批準后方可實施。在審核和批準過程中，應注意考慮安全、環保、交通等因素。同時，還需要與鐵路部門協商，確定頂管施工時間，避免影響鐵路正常運行。

（三）頂管施工方案的技術要點

頂管施工方案的設計是頂管施工質量和安全的重要保障。在設計頂管施工方案時，需要注意以下五個技術要點。

1.頂管材料的選擇：頂管所選材料應根據實際情況，考慮到頂管的符合和管道的流量要求，同時要考慮到頂管的耐腐蝕性和使用壽命等因素。

2.頂管的直線度和坡度：頂管的直線度和坡度是保證管道正常運行的重要因素。設計時，需要根據實際地形和地貌情況，合理確定頂管的直線度和坡度，保證管道暢通無阻。

3.頂管施工的排水和固結：頂管施工過程中需要對工作面排水和固結。在設計頂管施工方案時，根據地質條件、水文情況和季節因素等因素，合理選擇排水和固結方案，保證施工安全和工程質量。

4.頂管施工的控制點設置：控制點設置是保證頂管施工質量和精度的關鍵因素。在設計頂管施工方案時，確定合理的控制點設置方案，保證施工的精度和質量。

5.頂管施工的隧道進口和出口：頂管施工的隧道進口和出口是保證施工質量和安全的關鍵環節。在設計頂管施工方案時，合理設計隧道進口和出口，保證施工安全和順利進行。

三、鐵路橋梁下穿管線頂管施工安全控制

（一）施工安全風險評估

鐵路橋梁下穿管線頂管施工是一項高風險的工程，為確保施工期間的安全性，施工前需要進行安全風險評估。安全風險評估主要包括以下五個方面。

1.確認施工地點：在選定施工地點時，首先需要對現場環境評估，包括周邊設施、交通狀況等因素。同時，還需要考慮到管線布局、地質條件、氣象等因素，評估現場是否布局合理。

2.識別施工風險：通過對可能出現的危險因素分析和識別，進一步確定各種危險因素的等級和影響因素，如地質災害、管道泄漏、交通事故等。

3.分析風險影響：根據不同的風險等級及其概率，結合施工現場環境和其他因素分析，確定各項風險對施工的影響程度，并提出防范措施。

4.制定施工方案：根據以上評估結果，對施工方案進行制定，明確風險控制措施和應急預案，確保施工過程中的安全。

5.實時監測與跟蹤：嚴格監測與跟蹤，及時發現和解決出現的問題。同時，還需要督導和檢查安全管理、防護措施等方面。

（二）安全控制措施設計

在鐵路橋梁下穿管線頂管施工中，為確保安全施工，必須制定有效的安全控制措施，需要考慮諸多因素，如施工方法、現場環境、人員素質等。具體控制措施包括但不限于：確定專人負責施工現場管理和協調，施工現場設置明顯的標志和安全警示標識，對施工現場進行劃分和隔離，對施工場地、材料和設備檢查、檢測、試驗，嚴格執行作業規程和安全操作規程，開展教育培訓，保證所有參與施工的人員都有足夠的安全知識，確保施工現場秩序井然，防止發生各類安全事故。此外，還需要根據不同的施工階段和情況，針對性地制定安全措施。例如，在頂管穿越橋墩時，注意頂管與橋墩之間的距離，以及頂管的下沉量；在頂管穿越管道時，保證管道的完整性和穩定性；在施工現場熱作業時，應嚴格遵守消防安全規定等。通過制定科學、合理的安全控制措施，可以有效降低施工風險，保障鐵路橋梁下穿管線頂管施工的順利進行。

（三）施工現場監控與管理

在鐵路橋梁下穿管線的頂管施工過程中，施工現場監控與管理是保證施工安全的重要環節。

首先，施工現場（見圖1）應設置相應的管理人員，包括監理、安全主管、現場負責人等，全程參與施工，并負責制定和實施安全管理制度，確保施工安全的可控性。

其次，在施工前，應對施工區域詳細的勘察和測量，了解地質、地形等情況，制定針對性的安全措施。同時，劃分施工區域，明確各個區域的職責、權限，防止不同作業單位之間的工作干擾和安全事故。

再次，施工現場應配備必要的施工設備和安全設施，如照明、通風、防護網、防滑設備等，確保符合安全規范和標準，為施工人員提供安全保障。此外，24小時實時監控，及時發現和處理安全隱患。

最后，應建立健全的安全管理制度，不定期地進行安全演練和培訓，增強施工人員的安全意識和應急處置能力。總之，施工現場監控與管理是保障頂管施工安全的必要手段，必須加強現場管理，嚴格執行安全制度，確保施工安全。

四、結論

綜上所述，在鐵路橋梁下穿管線的頂管施工過程中，必須高度重視施工安全，采取有效的措施保障工人和施工現場的安全。制定具體的施工方案并按照要求執行，建立健全的安全管理制度和現場監控與管理機制，采取有效的安全措施和技術措施，加強現場安全教育和培訓，增強工作人員的安全意識和技術水平。同時，施工單位應充分考慮施工環境和管線特點，合理選擇施工方法和設備，避免破壞管線和影響環境，確保施工質量和工期。鐵路部門應加強對施工單位的管理和監督，加強與相關部門的溝通和協調，加強安全宣傳和管理，形成多方合作、共同參與的良好氛圍，共同推動鐵路橋梁下穿管線的安全施工，確保人民群眾的生命財產安全和鐵路運輸的安全暢通。

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