莫萬練

（中交機(jī)電工程局有限公司，北京 100088）

1 項(xiàng)目概況

本工程為成都市軌道交通某號(hào)線一期工程機(jī)電工程110 kV主變電所外部電源電力通道工程。電力通道里程約16.3 km，線路主要沿生態(tài)大道、萬春大道、物流大道、南北大道等市域快線敷設(shè)。設(shè)置頂管的地段共7段，每段頂管頂進(jìn)長(zhǎng)度從50～107 m不等，工作井直徑為5.5 m，管頂埋深3 m，工作井深度4.1 m。電纜通道處在城市區(qū)域，周邊環(huán)境復(fù)雜，地面道路交通設(shè)施非常多，不能開溝明挖，遂采用頂管法施工。

全線共設(shè)工作井14座，頂管管徑DN800 mm，全部處于砂卵石層地質(zhì)，頂管周邊各類市政管道管線復(fù)雜，屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，施工風(fēng)險(xiǎn)高，安全管控難度大。

2 頂管法施工基本方法

本工程頂管管道內(nèi)徑為800 mm鋼筋砼水泥管，管道穿越地層為砂卵石層。綜合考慮本工程施工特點(diǎn)和地質(zhì)條件，決定采用手掘式液壓頂管法。

采用該種施工方法時(shí)，需要在頂管一側(cè)設(shè)置工作坑和接收坑，方便設(shè)備安裝和頂升作業(yè)。

頂管動(dòng)力使用Φ800 mm液壓頂管機(jī)由2臺(tái)液壓千斤頂組成，每臺(tái)頂力400 t。頂管機(jī)背負(fù)擋墻，面頂砼管，砼管放置在軌道上面，砼管前端安裝切土工具管。通過用切土工具管切屑土體，接著人工利用小車在切土工具管內(nèi)取出土石方，當(dāng)人工挖取土?xí)r，每次挖取土的深度都不能超過頂鐵的長(zhǎng)度，以確保挖土?xí)r不會(huì)在套管周圍20 mm以外形成空洞或坍塌，每次頂入100～300 mm，每一次頂管后都要進(jìn)行測(cè)量，以防偏差過大后難以糾正。

3 頂管施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 復(fù)雜的地質(zhì)條件

地質(zhì)和水文條件對(duì)頂管施工影響較大，做好地勘是頂管施工作業(yè)的前提和基礎(chǔ)。施工前如果對(duì)地質(zhì)和水文條件掌握不準(zhǔn)確，輕則管道難以頂通，重則在管道頂進(jìn)過程中可能會(huì)引起涌沙涌泥涌水，嚴(yán)重時(shí)還容易造成淹溺等事故。

3.2 深基坑作業(yè)

頂管工作井一般是深基坑工程，如果開挖和支撐方法不符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可能導(dǎo)致地基沉降甚至發(fā)生坍塌。頂管工作完成后，如果沒有及時(shí)設(shè)置鄰邊防護(hù)或上下護(hù)籠爬梯搭設(shè)不達(dá)標(biāo)，易引發(fā)高處墜落事故。

3.3 下穿構(gòu)筑物

頂管處在地面構(gòu)筑物之下臨構(gòu)筑物基礎(chǔ)時(shí)，假如施工前沒有確定構(gòu)筑物基礎(chǔ)的位置、結(jié)構(gòu)和大小等相關(guān)參數(shù)，也沒有采取相應(yīng)的加固、支撐措施，頂進(jìn)過程中也沒有精準(zhǔn)控制頂進(jìn)力、方向和角度等參數(shù)，易造成構(gòu)筑物開裂甚至倒塌。

3.4 復(fù)雜的市政管線

在城區(qū)進(jìn)行頂管作業(yè)時(shí)，頂管管道一般被縱橫交錯(cuò)的市政管線包圍，如電力管道、通信管道、天然氣管道等。若破壞管道，尤其是天然氣管道或電力管道，輕則影響城市居民日常生活，重則引發(fā)人身傷亡事故。

3.5 有限空間作業(yè)

頂管施工中不可避免地會(huì)出現(xiàn)有限空間作業(yè)，在穿過深埋的淤泥層或腐爛的動(dòng)植物時(shí)，可能會(huì)釋放出有毒有害的氣體。在頂管施工中，如果管道工作空間內(nèi)沒有通風(fēng)，也沒有按要求檢測(cè)有毒有害氣體，容易發(fā)生中毒。

4 頂管施工安全風(fēng)險(xiǎn)管控措施

頂管施工中存在較多全風(fēng)險(xiǎn)，在多重危險(xiǎn)因素共同作用下，可能會(huì)導(dǎo)致安全事故，必須對(duì)風(fēng)險(xiǎn)加以控制，從組織措施、技術(shù)措施、安全教育措施、安全檢查措施和應(yīng)急處置措施等方面出發(fā)，防止發(fā)生安全事故。

4.1 組織措施

（1）成立頂管工作組。成立具有頂管施工經(jīng)驗(yàn)的頂管工作小組，專門負(fù)責(zé)頂管施工，招選專業(yè)的頂管施工單位。在施工現(xiàn)場(chǎng)成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，項(xiàng)目經(jīng)理親任組長(zhǎng)，對(duì)頂管施工安全負(fù)總責(zé)。依據(jù)工程規(guī)模和危險(xiǎn)性配備專業(yè)技術(shù)人員和專職安全管理人員，全程盯控。明確每個(gè)崗位的安全職責(zé)，形成“橫向到邊，縱向到底”無死角的安全管理架構(gòu)，為施工安全提供保障。

（2）優(yōu)化施工組織。實(shí)行7個(gè)專業(yè)作業(yè)班組白天同時(shí)作業(yè)的方式，在成都7月主汛期到來前完成施工。積極響應(yīng)綠色文明施工的要求，設(shè)置施工圍擋對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行全封閉管理。嚴(yán)格控制施工噪聲，夜晚不施工，避免施工擾民。

4.2 技術(shù)措施

（1）組織專家論證。嚴(yán)格按照《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》編制安全專項(xiàng)方案并組織了專家論證。細(xì)化頂管工程在砂卵石層中的頂進(jìn)施工工藝，嚴(yán)格控制頂管接頭姿態(tài)，保證接頭防水效果；控制超挖，工具管內(nèi)合理加設(shè)格柵裝置保證掌子面穩(wěn)定，做好頂進(jìn)施工的減阻糾偏等施工措施。

（2）探明地質(zhì)水文條件。開工前，技術(shù)人員對(duì)頂管路徑進(jìn)行了地毯式的地質(zhì)水文勘探，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)勘探報(bào)告進(jìn)行精確地研究，縝密分析，為制定頂管工程設(shè)計(jì)方案和施工方案奠定可靠的基礎(chǔ)。

（3）嚴(yán)控深基坑作業(yè)。做好開挖、鎖口圈梁、垂直出土、及時(shí)封閉暴露面、支護(hù)等關(guān)鍵工序的安全施工措施，完善工作井設(shè)施（導(dǎo)軌、千斤頂、后背墻）的布設(shè)，完善模板架設(shè)及混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)的相關(guān)內(nèi)容。在深基坑施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照審批過施工方案組織施工，實(shí)際地質(zhì)情況與地勘報(bào)告有重大不同時(shí)，應(yīng)立即停止施工，依據(jù)實(shí)際情況重新編制方案后再施工。在工作井基坑完工后應(yīng)立即做好臨邊防護(hù)和護(hù)籠爬梯，防止人員墜落。

（4）做好下穿構(gòu)筑物保護(hù)工作。施工前應(yīng)從產(chǎn)權(quán)單位得到構(gòu)筑物的基礎(chǔ)圖紙，再通過人工探挖確定構(gòu)筑物的位置、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和大小，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和產(chǎn)權(quán)單位的要求，制定構(gòu)筑物基礎(chǔ)保護(hù)方案。在頂管施工過程中，精確控制其設(shè)備，尤其是其頂進(jìn)方向、角度和力度，確保對(duì)構(gòu)筑物的影響降到最低。規(guī)范布置沉降觀測(cè)點(diǎn)，受影響的構(gòu)筑物周圍遵照《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB 50497—2009）等技術(shù)規(guī)范布置沉降觀測(cè)點(diǎn)，并動(dòng)態(tài)觀察，依據(jù)沉降情況及時(shí)調(diào)整保護(hù)措施[1]。

（5）做好市政管線保護(hù)。進(jìn)一步核實(shí)頂管工區(qū)范圍內(nèi)管線的類型、位置和標(biāo)高，細(xì)化頂管穿越各種類型管線的控制措施和應(yīng)急預(yù)案。編制管線保護(hù)手冊(cè)，設(shè)置兩名管線保護(hù)專員，嚴(yán)格貫徹執(zhí)行“先探后挖，雙確認(rèn)”作業(yè)程序。采用管線探測(cè)儀，同時(shí)輔以人工開挖探孔、探槽（溝）方式進(jìn)行探測(cè)。土方開挖區(qū)前需沿開挖邊界線人工開挖環(huán)形探槽（溝），探孔及探槽（溝）須挖到地面3 m以下。管線產(chǎn)權(quán)單位到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，技術(shù)人員測(cè)量放線后坐標(biāo)確認(rèn)。管線實(shí)行分級(jí)管理，根據(jù)重要性、影響范圍等分為三級(jí)，即一般管線、重要管線、特別重要管線。分級(jí)組織動(dòng)土前施工安全條件確認(rèn)，管線施工前安全條件驗(yàn)收需要填寫確認(rèn)單。

（6）嚴(yán)格有限空間作業(yè)。進(jìn)入有限空間作業(yè)的所有人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“先通風(fēng)、再檢測(cè)、后作業(yè)”的原則，進(jìn)入前應(yīng)按規(guī)定測(cè)定氧氣、有害氣體、可燃性氣體、粉塵濃度，檢測(cè)儀器應(yīng)采用防爆型。氧氣濃度應(yīng)在19.5%～23.5%內(nèi)，一氧化碳濃度應(yīng)＜25×10-6，易燃、可燃?xì)怏w濃度應(yīng)小于最低爆炸極限的10%，粉塵濃度應(yīng)＜20 g/m3。未經(jīng)通風(fēng)和檢測(cè)合格，任何人員嚴(yán)禁進(jìn)入有限空間作業(yè)。檢測(cè)的時(shí)間不得早于施工開始前30 min。除了使用氣體檢測(cè)儀，還可以采用鴿子等動(dòng)物進(jìn)行輔助試測(cè)。進(jìn)洞人員佩戴應(yīng)急逃生安全帶與管外保險(xiǎn)繩連接，并隨身攜帶對(duì)講機(jī)等應(yīng)急通信設(shè)備。進(jìn)入有限空間作業(yè)場(chǎng)所的照明燈具電壓應(yīng)符合《特低電壓限值》（GB/T 3805—2008）等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（7）保工期，控降水。根據(jù)地勘報(bào)告，頂管工區(qū)地下水穩(wěn)定水位7.2～12.1 m，在頂管最大開挖深度以下，再加上本次施工為枯水期施工，基本不需要降水。因此只要搶抓施工黃金期，在成都市7月主汛期到來前完成施工，就能確保頂管施工作業(yè)安全。因而實(shí)行7個(gè)專業(yè)作業(yè)班組同時(shí)白天作業(yè)的方式，搶在主汛期前完成頂管施工[2]。

4.3 安全教育措施

進(jìn)入有限空間的人員必須身體健康，進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行健康體檢。體檢合格后，作業(yè)人員必須進(jìn)行專項(xiàng)安全教育培訓(xùn)，重點(diǎn)培訓(xùn)有限空間安全操作規(guī)程、高處作業(yè)安全管控要點(diǎn)、地下管線安全卡控紅線等安全知識(shí)。創(chuàng)新培訓(xùn)方式，通過安全體驗(yàn)式教育和VR安全教育，理論與實(shí)踐相結(jié)合。使所有成員都具備實(shí)際認(rèn)知能力與實(shí)際操作的動(dòng)手能力。

4.4 安全檢查措施

嚴(yán)格執(zhí)行危險(xiǎn)作業(yè)項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)全程帶班生產(chǎn)檢查制度，重點(diǎn)檢查支撐有無較大變形或松動(dòng)、開挖后暴露的土質(zhì)情況與巖土勘察報(bào)告有無差異、地面有無沉降或隆起、周邊道路（地面）有無裂縫、沉陷、隆起、后背墻有無異常等。專職安全員全程盯崗，重點(diǎn)檢查現(xiàn)場(chǎng)有無“三違作業(yè)”、有限空間作業(yè)有無執(zhí)行“先通風(fēng)、再檢測(cè)、后作業(yè)”程序、高處作業(yè)人員有無系好安全帶等，及時(shí)制止施工現(xiàn)場(chǎng)的違章作業(yè)，將安全隱患消除在初始階段。在施工的全過程中應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)、分析和評(píng)價(jià)，明確管控重點(diǎn)與難點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)安全管理人員應(yīng)針對(duì)主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，實(shí)行清單化管理，建立安全隱患臺(tái)賬。牢固樹立“隱患就是事故”的理念，針對(duì)存在的安全隱患，在每周的隱患分析會(huì)上應(yīng)認(rèn)真分析，仔細(xì)研究管控措施，逐個(gè)落實(shí)。

4.5 應(yīng)急處置措施

頂管施工屬于危險(xiǎn)性較大的作業(yè)，做好應(yīng)急處置工作顯得尤為重要。項(xiàng)目部制定了專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，成立了應(yīng)急處置領(lǐng)導(dǎo)小組，項(xiàng)目經(jīng)理親任組長(zhǎng)。明確了第一時(shí)間向項(xiàng)目經(jīng)理報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)緊急事件，由項(xiàng)目經(jīng)理啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案的應(yīng)急處置流程。為現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)放應(yīng)急處置卡，使作業(yè)人員熟知應(yīng)急處置流程、牢記應(yīng)急逃生通道、掌握基本的應(yīng)急技能，極大地提高了應(yīng)急處置能力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，頂管施工雖然具有較多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一些重大安全風(fēng)險(xiǎn)，作為機(jī)電工程局相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)較少，需要不斷積累頂管施工經(jīng)驗(yàn)，把握主要的安全管控環(huán)節(jié)，在保障安全的前提下，使頂管施工法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。