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(guān)法規(guī)和規(guī)范，為后續(xù)施工方案設(shè)計(jì)和安全控制提供了依據(jù)。然后介紹了頂管施工方案的設(shè)計(jì)原則與目標(biāo)、設(shè)計(jì)流程和技術(shù)要點(diǎn)，詳細(xì)闡述了頂管施工的關(guān)鍵技術(shù)和方法，為施工現(xiàn)場提供了具體的操作指導(dǎo)。最后提出了施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估、安全控制措施設(shè)計(jì)和施工現(xiàn)場監(jiān)控與管理等措施，強(qiáng)調(diào)了安全控制在整個(gè)施工過程中的重要性和必要性。

關(guān)鍵詞：頂管；施工；設(shè)計(jì)；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(xiàng)涉及鐵路運(yùn)輸安全、管道工程安全和人員生命安全的高風(fēng)險(xiǎn)工程。在工程中，若未能采取有效的安全控制措施，可能會(huì)對鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)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(yán)重影響，甚至引發(fā)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(dāng)前工程建設(shè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。

一、鐵路橋梁下穿管線的安全問題分析

（一）相關(guān)法規(guī)和規(guī)范

在鐵路橋梁下穿管線的施工中，必須遵守一系列的法規(guī)和規(guī)范，以確保施工的安全和順利進(jìn)行。其中，基本法規(guī)是《鐵路安全管理?xiàng)l例》，自2014年1月1日起施行，是我國鐵路領(lǐng)域的一項(xiàng)重要法規(guī)。該《條例》中規(guī)定了鐵路運(yùn)輸安全管理的基本要求，明確了鐵路企業(yè)和從業(yè)人員的職責(zé)和義務(wù)，同時(shí)規(guī)定了施工單位和必須遵守的安全要求和操作規(guī)程。此外，鐵路橋梁下穿管線的設(shè)計(jì)和施工需要參考《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》《鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》等。這些規(guī)范包含鐵路橋涵工程的各項(xiàng)技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，對保障工程施工的安全和質(zhì)量至關(guān)重要。此外，國鐵集團(tuán)還發(fā)布了《國鐵集團(tuán)鐵路營業(yè)線施工管理辦法》的通知，該《通知》針對鐵路營業(yè)線施工的各項(xiàng)管理制度和操作規(guī)程進(jìn)行規(guī)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(guān)的技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，如《鐵路頂管通用圖》《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》和《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》等。這些規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對于保障施工的技術(shù)安全和施工質(zhì)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(xiàn)場的環(huán)境復(fù)雜，施工現(xiàn)場狹小，地下管線密布，容易引起施工設(shè)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(shù)量、種類、管徑等因素的不同，施工難度也會(huì)因此而不同，增加施工的風(fēng)險(xiǎn)。

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(zhì)量，導(dǎo)致管道老化、管道破損、漏水等問題。其次，如果管道鋪設(shè)不合理，管道承受過重的負(fù)荷，導(dǎo)致管道變形、破損，甚至坍塌，嚴(yán)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(dǎo)致管道被淹沒，造成嚴(yán)重的漏水。此外，地震、洪水等自然災(zāi)害也可能會(huì)對鐵路橋梁下穿管線的安全構(gòu)成威脅。

因此，在鐵路橋梁下穿管線頂管施工時(shí)，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(shè)計(jì)

（一）施工方案設(shè)計(jì)的原則與目標(biāo)

在鐵路橋梁下穿管線的頂管施工方案設(shè)計(jì)中，施工方案設(shè)計(jì)的原則是確保工程施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性、可行性和先進(jìn)性。安全性是最為基礎(chǔ)的原則，必須優(yōu)先考慮。施工方案的經(jīng)濟(jì)性要考慮到施工成本、工期、施工質(zhì)量等多個(gè)因素，以達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。適用性是指施工方案必須符合法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、施工標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求等多個(gè)方面的規(guī)定，確保工程質(zhì)量。可行性則是指施工方案必須符合實(shí)際工程情況和施工環(huán)境，同時(shí)充分考慮施工機(jī)械和設(shè)備的技術(shù)水平、施工人員的技能水平和現(xiàn)場管理的難易程度等實(shí)際情況。先進(jìn)性是指采用最新、最先進(jìn)的施工技術(shù)和管理方法，以提高工程施工的質(zhì)量和效益。

鐵路橋梁下穿管線頂管施工方案設(shè)計(jì)的目標(biāo)是規(guī)范施工行為、提高施工質(zhì)量和效率，保障工程安全。具體主要包括以下三個(gè)方面：第一，制定合理、可行的施工方案，保證工程施工符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；第二，確保施工過程中的安全，避免施工中出現(xiàn)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(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要充分考慮工程的實(shí)際情況、現(xiàn)場的環(huán)境和施工條件，采用合適的技術(shù)和方法，加強(qiáng)管理和監(jiān)督，確保施工方案的質(zhì)量和安全性。

（二）頂管施工方案的設(shè)計(jì)流程

頂管施工方案的設(shè)計(jì)流程應(yīng)遵循以下步驟：第一步，了解管線及鐵路橋梁情況。在設(shè)計(jì)頂管施工方案前，必須詳細(xì)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(zhì)、荷載特征等。同時(shí)，還需獲取現(xiàn)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(jù)地質(zhì)環(huán)境、管線材質(zhì)、鐵路橋梁結(jié)構(gòu)、施工時(shí)間等因素，選擇合適的頂管施工方式。例如，可采用機(jī)械掘進(jìn)、人工推進(jìn)、盾構(gòu)法等不同的方式施工。第三步，設(shè)計(jì)頂管施工工藝。在確定施工方式的基礎(chǔ)上，需要對具體施工工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，對于機(jī)械掘進(jìn)方式，需要確定掘進(jìn)的軌跡、進(jìn)出口的位置、施工進(jìn)度等。對于盾構(gòu)法，需要設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)、盾構(gòu)掘進(jìn)的速度和方向等。第四步，制定施工方案。根據(jù)前三步的設(shè)計(jì)結(jié)果，綜合考慮安全性、施工效率、成本等因素，制定出詳細(xì)的施工方案。施工方案中應(yīng)包括頂管施工的具體流程、施工工藝、設(shè)備使用要求、安全防范措施等內(nèi)容。第五步，審核和批準(zhǔn)。制定完成的頂管施工方案需要經(jīng)過相關(guān)部門的審核和批準(zhǔn)后方可實(shí)施。在審核和批準(zhǔn)過程中，應(yīng)注意考慮安全、環(huán)保、交通等因素。同時(shí)，還需要與鐵路部門協(xié)商，確定頂管施工時(shí)間，避免影響鐵路正常運(yùn)行。

（三）頂管施工方案的技術(shù)要點(diǎn)

頂管施工方案的設(shè)計(jì)是頂管施工質(zhì)量和安全的重要保障。在設(shè)計(jì)頂管施工方案時(shí)，需要注意以下五個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。

1.頂管材料的選擇：頂管所選材料應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，考慮到頂管的符合和管道的流量要求，同時(shí)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(yùn)行的重要因素。設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)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(jié)：頂管施工過程中需要對工作面排水和固結(jié)。在設(shè)計(jì)頂管施工方案時(shí)，根據(jù)地質(zhì)條件、水文情況和季節(jié)因素等因素，合理選擇排水和固結(jié)方案，保證施工安全和工程質(zhì)量。

4.頂管施工的控制點(diǎn)設(shè)置：控制點(diǎn)設(shè)置是保證頂管施工質(zhì)量和精度的關(guān)鍵因素。在設(shè)計(jì)頂管施工方案時(shí)，確定合理的控制點(diǎn)設(shè)置方案，保證施工的精度和質(zhì)量。

5.頂管施工的隧道進(jìn)口和出口：頂管施工的隧道進(jìn)口和出口是保證施工質(zhì)量和安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)頂管施工方案時(shí)，合理設(shè)計(jì)隧道進(jìn)口和出口，保證施工安全和順利進(jìn)行。

三、鐵路橋梁下穿管線頂管施工安全控制

（一）施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估

鐵路橋梁下穿管線頂管施工是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的工程，為確保施工期間的安全性，施工前需要進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評估。安全風(fēng)險(xiǎn)評估主要包括以下五個(gè)方面。

1.確認(rèn)施工地點(diǎn)：在選定施工地點(diǎn)時(shí)，首先需要對現(xiàn)場環(huán)境評估，包括周邊設(shè)施、交通狀況等因素。同時(shí)，還需要考慮到管線布局、地質(zhì)條件、氣象等因素，評估現(xiàn)場是否布局合理。

2.識(shí)別施工風(fēng)險(xiǎn)：通過對可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)因素分析和識(shí)別，進(jìn)一步確定各種危險(xiǎn)因素的等級(jí)和影響因素，如地質(zhì)災(zāi)害、管道泄漏、交通事故等。

3.分析風(fēng)險(xiǎn)影響：根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及其概率，結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境和其他因素分析，確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)對施工的影響程度，并提出防范措施。

4.制定施工方案：根據(jù)以上評估結(jié)果，對施工方案進(jìn)行制定，明確風(fēng)險(xiǎn)控制措施和應(yīng)急預(yù)案，確保施工過程中的安全。

5.實(shí)時(shí)監(jiān)測與跟蹤：嚴(yán)格監(jiān)測與跟蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決出現(xiàn)的問題。同時(shí)，還需要督導(dǎo)和檢查安全管理、防護(hù)措施等方面。

（二）安全控制措施設(shè)計(jì)

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(xiàn)場環(huán)境、人員素質(zhì)等。具體控制措施包括但不限于：確定專人負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場管理和協(xié)調(diào)，施工現(xiàn)場設(shè)置明顯的標(biāo)志和安全警示標(biāo)識(shí)，對施工現(xiàn)場進(jìn)行劃分和隔離，對施工場地、材料和設(shè)備檢查、檢測、試驗(yàn)，嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)規(guī)程和安全操作規(guī)程，開展教育培訓(xùn)，保證所有參與施工的人員都有足夠的安全知識(shí)，確保施工現(xiàn)場秩序井然，防止發(fā)生各類安全事故。此外，還需要根據(jù)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(shí)，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(shí)，保證管道的完整性和穩(wěn)定性；在施工現(xiàn)場熱作業(yè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守消防安全規(guī)定等。通過制定科學(xué)、合理的安全控制措施，可以有效降低施工風(fēng)險(xiǎn)，保障鐵路橋梁下穿管線頂管施工的順利進(jìn)行。

（三）施工現(xiàn)場監(jiān)控與管理

在鐵路橋梁下穿管線的頂管施工過程中，施工現(xiàn)場監(jiān)控與管理是保證施工安全的重要環(huán)節(jié)。

首先，施工現(xiàn)場（見圖1）應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的管理人員，包括監(jiān)理、安全主管、現(xiàn)場負(fù)責(zé)人等，全程參與施工，并負(fù)責(zé)制定和實(shí)施安全管理制度，確保施工安全的可控性。

其次，在施工前，應(yīng)對施工區(qū)域詳細(xì)的勘察和測量，了解地質(zhì)、地形等情況，制定針對性的安全措施。同時(shí)，劃分施工區(qū)域，明確各個(gè)區(qū)域的職責(zé)、權(quán)限，防止不同作業(yè)單位之間的工作干擾和安全事故。

再次，施工現(xiàn)場應(yīng)配備必要的施工設(shè)備和安全設(shè)施，如照明、通風(fēng)、防護(hù)網(wǎng)、防滑設(shè)備等，確保符合安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為施工人員提供安全保障。此外，24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患。

最后，應(yīng)建立健全的安全管理制度，不定期地進(jìn)行安全演練和培訓(xùn)，增強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)和應(yīng)急處置能力。總之，施工現(xiàn)場監(jiān)控與管理是保障頂管施工安全的必要手段，必須加強(qiáng)現(xiàn)場管理，嚴(yán)格執(zhí)行安全制度，確保施工安全。

四、結(jié)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(xiàn)場的安全。制定具體的施工方案并按照要求執(zhí)行，建立健全的安全管理制度和現(xiàn)場監(jiān)控與管理機(jī)制，采取有效的安全措施和技術(shù)措施，加強(qiáng)現(xiàn)場安全教育和培訓(xùn)，增強(qiáng)工作人員的安全意識(shí)和技術(shù)水平。同時(shí)，施工單位應(yīng)充分考慮施工環(huán)境和管線特點(diǎn)，合理選擇施工方法和設(shè)備，避免破壞管線和影響環(huán)境，確保施工質(zhì)量和工期。鐵路部門應(yīng)加強(qiáng)對施工單位的管理和監(jiān)督，加強(qiáng)與相關(guān)部門的溝通和協(xié)調(diào)，加強(qiáng)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(dòng)鐵路橋梁下穿管線的安全施工，確保人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩珪惩ā?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]馬鳳偉.管線下穿鐵路橋梁頂管施工的安全影響及控制研究[J].能源科技，2022，20（05）：80-84.

[2]王天雙.頂管法施工管廊對既有鐵路橋梁的影響分析[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2022（06）：104-106.

[3]蘆明睿.鐵路橋梁施工管理中的安全與質(zhì)量控制[J].百科論壇電子雜志，2020（19）：4169.

[4]李妍.管道下穿施工對既有鐵路橋梁的影響研究[J].黑龍江交通科技，2022（09）：122-124.