程建友
北京诺和兴建设工程有限公司 北京 102600
【摘要】随着科学技术的不断发展和社会的不断进步，近年来，我国工程建设正如火如荼地进行，不仅工程建设数量得到有效提高，而且建设规模不断扩大。在此期间，随着人们安全意识的提高，工程建设的安全问题越来越受到重视。因此，在顶管施工过程中，选择正确的施工工艺，注意关键施工工艺，是非常重要的。本文从顶管施工的基本原理和相应的施工过程，详细阐述了施工中顶管施工的关键技术。
【关键词】顶管施工;安全风险;管理措施
随着现代城市建设的快速发展，城市建设规模迅速扩大，地面上的建筑空间已不能满足城市发展的需要，地下空间的开发也相应增加。为了合理解决城市空间问题，在地下空间开发过程中，地下水、电、气等综合管廊建设越来越多。与其它技术相比，顶管技术具有一定的优势，在综合管廊施工中得到了广泛的应用。但在当前城市顶管工程施工过程中出现的安全事故，极大地阻碍了城市基础设施的安全施工。解决管廊施工中的安全问题已成为当前顶管施工的首要问题。
1、顶管施工技术概述
1.1顶管施工技术的定义
在施工过程中，顶管施工非常重要，主要在于其工作原理。顶管施工中，顶管机械是从顶管施工中有效地运用到施工部位的。通过顶管油缸和中间顶进相应的推力，施工井内的施工工具可通过土层提升，施工结束后将工作井的管道埋置。本工序主要施工原理为顶管施工工艺。顶管施工主要是机械化施工。在施工过程中，采用密闭顶进法施工。保证顶管施工平衡的方法有三种：一是泥水法顶管施工平衡；二是顶管施工平衡的土压力模式；最后是顶管施工平衡的气压模式。
1.2顶管施工技术的原理
顶管施工技术原理是指沿待敷设管道，按预定的施工方案设置一定数量的工作井和接收井，工作井内有坚实的后座，以支撑强大的压力。将液压设备吊入工作井内，连接管道，利用液压设备的强大压力将管套向前推。在推进过程中，利用经纬仪等设备不断校正前进方向，直至金属或混凝土管套推入接收井，使工作井与接收井相互连通，为下一步铺设管道做好准备 [1]。
2、顶管施工中的安全评估
在顶管施工过程中，许多不可控制的因素会影响施工过程，特别是施工带来的安全风险，不仅使顶管施工的施工质量无法保证，还会使施工人员的人身安全受到威胁。因此，对顶管施工的安全风险进行分析是十分必要的。
2.1因地质条件不良引起的安全风险探析
复杂的地质条件一直是造成顶管施工安全风险的主要因素。顶管施工过程中，极易遇到土质不均、含水量大、流砂土层等不良地质条件，对顶管施工极为不利。容易造成土体坍塌、地面不均匀沉降、顶管轨道偏差等现象，进而导致重大安全事故，从而延误顶管施工，增加工期。
一般来说，由于地质原因顶管施工的安全风险主要包括以下几个方面。首先，在顶管施工过程中，如果没有事先检测到管道中的障碍物，在顶管作业过程中容易对顶管施工造成阻碍，使顶管过程缓慢。长此以往，会导致顶管设备严重磨损，甚至可能导致地面开裂，影响地面安全。其次，如果土体变化较大，且土层分布不均，在顶进过程中容易造成软弱土区排出更多的土，进而造成不均匀沉降，甚至坍塌等极为严重的安全事故。
而且，地下承压水的存在，在顶管施工过程中极易发生管涌事故，会大大降低土体的承载力，埋下隐患。最后，砂土具有很强的流动性，特别是在压力作用下，在开挖过程中容易产生流沙现象，进而使地表处于不稳定状态。从长远来看，会引起地表塌陷，给地面建筑物带来极大的安全威胁 [2]。
2.2长顶管距离和埋深引起的安全风险分析
在长距离顶管和深埋顶管施工过程中，过深的水、土造成的顶管压力很大，同时也增加了顶管过程中的摩擦力，从而使顶管时间更长。在这一过程中，容易出现顶进轨道偏离和顶进困难的现象。如果在工艺质量条件下遇到未知障碍物或不良地基，将使顶管施工过程的风险得到很大提高。
2.3有害气体造成的安全风险
在顶管施工过程中，由于某些原因，不可避免地会有一些土层挥发有害或易燃易爆气体。这些气体在有限的空间内迅速聚集，达到一定浓度后容易爆炸，或对施工人员呼吸系统造成一定影响。另外，在内部施工环境中，氧气含量相对较低，极低容易造成施工人员呼吸困难甚至窒息，造成严重的安全隐患事故。
3、顶管施工管理措施分析
3.1做好危险源辨识工作
在顶管施工过程中，危险源辨识是安全管理的首要任务。只有明确识别出可能存在的风险，哪些风险可以接受，哪些风险会引发安全事故，才能在顶管施工过程中避免这些风险，确保顶管施工的安全。一般来说，最重要的风险识别是水文、地质等方面的风险，其中造成的安全风险最大 [3]。
3.2有毒气体的监测和防护
顶管施工过程中，内部施工环境必须安装有毒气体检测仪器，定期检测管道内有害气体含量。当有害气体积聚到一定浓度时，报警，启动通风装置，加强空气对流，将有害气体排出，避免对施工人员生命安全造成威胁。
3.3做好人员风险评估工作
施工人员的技术水平和设备状况会对顶管施工产生一定的影响。因此，有必要对施工设备的安全性和施工人员的技术素养进行一定的风险评估。盲管顶管施工只会增加安全风险的概率。另外，对施工人员的身体素质进行评价，避免因施工人员不能适应管内作业环境而引发的一系列突发性疾病，确保顶管施工安全。
结语：
综上所述，顶管施工由于其自身的一些优点，在管道铺设工程中得到了广泛的应用。由于顶管施工环境的特殊性，顶管施工存在一定的安全隐患。一方面，工程本身存在一定的风险，另一方面，施工环境恶劣所带来的安全风险对工程的施工和施工人员的人身安全都有很大的威胁。因此，采取一定措施保证顶管施工的安全是十分必要的。只有顶管施工安全进行，才能保证工程的施工质量，发挥其应有的效益。
参考文献：
[1]倪进举.市政顶管工程施工风险分析及标准应对措施分析[J].中国标准化，2017，（22）：255-256.
[2]朱克东.大直径顶管工程施工安全风险管理研究[D].陕西：西安建筑科技大学，2018.
[3]姚新光，吕云飞.浅析污水顶管横穿砂层施工技术及控制措施[J].科学与财富，2017（18）：278-278.
[4]涂金保. 市政工程中顶管施工技术研究[J]. 江西建材，2016（13）：86-87.