管线下穿铁路桥梁顶管施工的安全影响及控制研究

2023-04-29 09:08刘芳
中国科技投资 2023年27期
关键词:顶管控制安全管理

刘芳

摘要:本文旨在研究管线下穿铁路桥梁顶管施工的安全影响及控制。首先介绍了该研究的背景和意义。接着分析了铁路桥梁下穿管线的安全问题,包括相关法规和规范,为后续施工方案设计和安全控制提供了依据。然后介绍了顶管施工方案的设计原则与目标、设计流程和技术要点,详细阐述了顶管施工的关键技术和方法,为施工现场提供了具体的操作指导。最后提出了施工安全风险评估、安全控制措施设计和施工现场监控与管理等措施,强调了安全控制在整个施工过程中的重要性和必要性。

关键词:顶管;施工;设计;安全管理;控制

DOI:10.12433/zgkjtz.20232734

管线下穿铁路桥梁顶管施工是一项涉及铁路运输安全、管道工程安全和人员生命安全的高风险工程。在工程中,若未能采取有效的安全控制措施,可能会对铁路桥梁的结构完整性、列车的行驶安全以及施工人员的人身安全等方面造成严重影响,甚至引发重大事故。因此,对于管线下穿铁路桥梁顶管施工的安全影响及控制研究,已成为当前工程建设领域的热点问题。

一、铁路桥梁下穿管线的安全问题分析

(一)相关法规和规范

在铁路桥梁下穿管线的施工中,必须遵守一系列的法规和规范,以确保施工的安全和顺利进行。其中,基本法规是《铁路安全管理条例》,自2014年1月1日起施行,是我国铁路领域的一项重要法规。该《条例》中规定了铁路运输安全管理的基本要求,明确了铁路企业和从业人员的职责和义务,同时规定了施工单位和必须遵守的安全要求和操作规程。此外,铁路桥梁下穿管线的设计和施工需要参考《铁路桥涵设计规范》《铁路桥涵混凝土结构设计规范》和《铁路桥涵地基和基础设计规范》等。这些规范包含铁路桥涵工程的各项技术要求和标准,对保障工程施工的安全和质量至关重要。此外,国铁集团还发布了《国铁集团铁路营业线施工管理办法》的通知,该《通知》针对铁路营业线施工的各项管理制度和操作规程进行规定和要求。最后,对于铁路桥梁下穿管线的顶管施工,还需要参考相关的技术规程和标准,如《铁路顶管通用图》《给水排水工程顶管技术规程》和《建筑基坑支护技术规程》等。这些规程和标准对于保障施工的技术安全和施工质量均具有重要意义。

(二)安全隐患

1.施工过程中的安全隐患

在铁路桥梁下穿管线的顶管施工过程中,存在着一些安全隐患。首先,施工现场的环境复杂,施工现场狭小,地下管线密布,容易引起施工设备与管线的冲突,甚至损坏管线,造成事故。其次,由于地下管线位置、数量、种类、管径等因素的不同,施工难度也会因此而不同,增加施工的风险。

2.管线施工完成后的安全隐患

铁路桥梁下穿管线的施工完成后,仍然存在着安全隐患。首先,如果管线施工过程中未能有效控制施工质量,导致管道老化、管道破损、漏水等问题。其次,如果管道铺设不合理,管道承受过重的负荷,导致管道变形、破损,甚至坍塌,严重威胁铁路桥梁的安全。

3.其他安全隐患

除了施工过程中和管线施工完成后的安全隐患外,还存在其他安全隐患。例如,地下水位变化导致管道被淹没,造成严重的漏水。此外,地震、洪水等自然灾害也可能会对铁路桥梁下穿管线的安全构成威胁。

因此,在铁路桥梁下穿管线顶管施工时,必须对安全隐患全面分析和评估,并采取有效的措施控制,确保施工过程中和管线施工完成后的安全。

二、铁路桥梁下穿管线顶管施工方案设计

(一)施工方案设计的原则与目标

在铁路桥梁下穿管线的顶管施工方案设计中,施工方案设计的原则是确保工程施工的安全性、经济性、适用性、可行性和先进性。安全性是最为基础的原则,必须优先考虑。施工方案的经济性要考虑到施工成本、工期、施工质量等多个因素,以达到最优的经济效益。适用性是指施工方案必须符合法律法规、技术规范、施工标准和设计要求等多个方面的规定,确保工程质量。可行性则是指施工方案必须符合实际工程情况和施工环境,同时充分考虑施工机械和设备的技术水平、施工人员的技能水平和现场管理的难易程度等实际情况。先进性是指采用最新、最先进的施工技术和管理方法,以提高工程施工的质量和效益。

铁路桥梁下穿管线顶管施工方案设计的目标是规范施工行为、提高施工质量和效率,保障工程安全。具体主要包括以下三个方面:第一,制定合理、可行的施工方案,保证工程施工符合设计要求和相关标准;第二,确保施工过程中的安全,避免施工中出现意外事故;第三,提高施工效率,缩短工期,减少施工成本。这些目标的实现,需要充分考虑工程的实际情况、现场的环境和施工条件,采用合适的技术和方法,加强管理和监督,确保施工方案的质量和安全性。

(二)顶管施工方案的设计流程

顶管施工方案的设计流程应遵循以下步骤:第一步,了解管线及铁路桥梁情况。在设计顶管施工方案前,必须详细了解下穿铁路桥梁和管线的具体情况,包括桥梁和管线的跨度、深度、宽度、材质、荷载特征等。同时,还需获取现场地形地貌、地下管线走向、埋深及压力等信息。第二步,确定顶管施工方式。根据地质环境、管线材质、铁路桥梁结构、施工时间等因素,选择合适的顶管施工方式。例如,可采用机械掘进、人工推进、盾构法等不同的方式施工。第三步,设计顶管施工工艺。在确定施工方式的基础上,需要对具体施工工艺进行设计。例如,对于机械掘进方式,需要确定掘进的轨迹、进出口的位置、施工进度等。对于盾构法,需要设计盾构机的结构和参数、盾构掘进的速度和方向等。第四步,制定施工方案。根据前三步的设计结果,综合考虑安全性、施工效率、成本等因素,制定出详细的施工方案。施工方案中应包括顶管施工的具体流程、施工工艺、设备使用要求、安全防范措施等内容。第五步,审核和批准。制定完成的顶管施工方案需要经过相关部门的审核和批准后方可实施。在审核和批准过程中,应注意考虑安全、环保、交通等因素。同时,还需要与铁路部门协商,确定顶管施工时间,避免影响铁路正常运行。

(三)顶管施工方案的技术要点

顶管施工方案的设计是顶管施工质量和安全的重要保障。在设计顶管施工方案时,需要注意以下五个技术要点。

1.顶管材料的选择:顶管所选材料应根据实际情况,考虑到顶管的符合和管道的流量要求,同时要考虑到顶管的耐腐蚀性和使用寿命等因素。

2.顶管的直线度和坡度:顶管的直线度和坡度是保证管道正常运行的重要因素。设计时,需要根据实际地形和地貌情况,合理确定顶管的直线度和坡度,保证管道畅通无阻。

3.顶管施工的排水和固结:顶管施工过程中需要对工作面排水和固结。在设计顶管施工方案时,根据地质条件、水文情况和季节因素等因素,合理选择排水和固结方案,保证施工安全和工程质量。

4.顶管施工的控制点设置:控制点设置是保证顶管施工质量和精度的关键因素。在设计顶管施工方案时,确定合理的控制点设置方案,保证施工的精度和质量。

5.顶管施工的隧道进口和出口:顶管施工的隧道进口和出口是保证施工质量和安全的关键环节。在设计顶管施工方案时,合理设计隧道进口和出口,保证施工安全和顺利进行。

三、铁路桥梁下穿管线顶管施工安全控制

(一)施工安全风险评估

铁路桥梁下穿管线顶管施工是一项高风险的工程,为确保施工期间的安全性,施工前需要进行安全风险评估。安全风险评估主要包括以下五个方面。

1.确认施工地点:在选定施工地点时,首先需要对现场环境评估,包括周边设施、交通状况等因素。同时,还需要考虑到管线布局、地质条件、气象等因素,评估现场是否布局合理。

2.识别施工风险:通过对可能出现的危险因素分析和识别,进一步确定各种危险因素的等级和影响因素,如地质灾害、管道泄漏、交通事故等。

3.分析风险影响:根据不同的风险等级及其概率,结合施工现场环境和其他因素分析,确定各项风险对施工的影响程度,并提出防范措施。

4.制定施工方案:根据以上评估结果,对施工方案进行制定,明确风险控制措施和应急预案,确保施工过程中的安全。

5.实时监测与跟踪:严格监测与跟踪,及时发现和解决出现的问题。同时,还需要督导和检查安全管理、防护措施等方面。

(二)安全控制措施设计

在铁路桥梁下穿管线顶管施工中,为确保安全施工,必须制定有效的安全控制措施,需要考虑诸多因素,如施工方法、现场环境、人员素质等。具体控制措施包括但不限于:确定专人负责施工现场管理和协调,施工现场设置明显的标志和安全警示标识,对施工现场进行划分和隔离,对施工场地、材料和设备检查、检测、试验,严格执行作业规程和安全操作规程,开展教育培训,保证所有参与施工的人员都有足够的安全知识,确保施工现场秩序井然,防止发生各类安全事故。此外,还需要根据不同的施工阶段和情况,针对性地制定安全措施。例如,在顶管穿越桥墩时,注意顶管与桥墩之间的距离,以及顶管的下沉量;在顶管穿越管道时,保证管道的完整性和稳定性;在施工现场热作业时,应严格遵守消防安全规定等。通过制定科学、合理的安全控制措施,可以有效降低施工风险,保障铁路桥梁下穿管线顶管施工的顺利进行。

(三)施工现场监控与管理

在铁路桥梁下穿管线的顶管施工过程中,施工现场监控与管理是保证施工安全的重要环节。

首先,施工现场(见图1)应设置相应的管理人员,包括监理、安全主管、现场负责人等,全程参与施工,并负责制定和实施安全管理制度,确保施工安全的可控性。

其次,在施工前,应对施工区域详细的勘察和测量,了解地质、地形等情况,制定针对性的安全措施。同时,划分施工区域,明确各个区域的职责、权限,防止不同作业单位之间的工作干扰和安全事故。

再次,施工现场应配备必要的施工设备和安全设施,如照明、通风、防护网、防滑设备等,确保符合安全规范和标准,为施工人员提供安全保障。此外,24小时实时监控,及时发现和处理安全隐患。

最后,应建立健全的安全管理制度,不定期地进行安全演练和培训,增强施工人员的安全意识和应急处置能力。总之,施工现场监控与管理是保障顶管施工安全的必要手段,必须加强现场管理,严格执行安全制度,确保施工安全。

四、结论

综上所述,在铁路桥梁下穿管线的顶管施工过程中,必须高度重视施工安全,采取有效的措施保障工人和施工现场的安全。制定具体的施工方案并按照要求执行,建立健全的安全管理制度和现场监控与管理机制,采取有效的安全措施和技术措施,加强现场安全教育和培训,增强工作人员的安全意识和技术水平。同时,施工单位应充分考虑施工环境和管线特点,合理选择施工方法和设备,避免破坏管线和影响环境,确保施工质量和工期。铁路部门应加强对施工单位的管理和监督,加强与相关部门的沟通和协调,加强安全宣传和管理,形成多方合作、共同参与的良好氛围,共同推动铁路桥梁下穿管线的安全施工,确保人民群众的生命财产安全和铁路运输的安全畅通。

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