老旧城区顶管施工安全特殊问题及解决对策简析

老旧城区顶管施工安全特殊问题及解决对策简析

杨晓磊 朱培元 熊焕迎 王亚东 范松强 曹天航

中国建筑第八工程局有限公司  江苏南京 210015

摘要：老旧城区本身有着复杂的地理环境、复杂的地下管线分布以及密集的周边建筑，开展相应的顶管施工必然会面临很多的安全问题。本文首先了解老旧城区顶管施工中的安全特殊问题，在此前提上提出做好精准勘察和定位、优化施工方案和技术创新、实施施工监测并及时反馈，还有完善应急处理机制等多元化的策略，希望可以为老旧城区顶管施工有序开展提供参考，解决安全方面的隐患。

关键词：老旧城区；顶管施工；安全问题；解决对策

引言：

伴随着城市的发展，老旧城区的地下管道工程建设逐渐成为了重点，顶管施工是一种非开挖施工技术，在地下管道工程建设中意义非凡，但是相比较于新城区来说，老旧城区的施工环境更加复杂，其中的安全风险也更高，因此加强对老旧城区顶管施工安全特殊问题及解决对策的研究，对于老旧城区施工工作的有序开展有重要参考意义。

一、老旧城区顶管施工安全特殊问题

（一）地下管线错综复杂

首先，老旧城区已经经历过较长的时间，地下管线的建设年代相对比较久远，有很多资料可能在岁月变迁和流逝的过程中早已遗失或存在记录不规范的问题，具体开展施工工作之前依据的管线图可能和实际情况并不一致，导致顶管施工时对地下管线的走向和位置所做出的判断不够精准，甚至还会在施工中发生损坏管线的情况造成严重的问题，例如挖破供水管道带来的局部停水问题，挖破燃气管道带来的爆炸问题。其次则是老旧城区的地下管线在不断的增加和改造，形成了一种相互交叉和密集的管线网络体系，在顶管施工中，即便已经知道了管线的位置，想要在众多的管线中精确的定位这个管线，也可能会存在难度，稍有偏差就可能会和现有的其他管线干扰和碰撞，损坏顶管设备的同时影响到其他管线的正常运作，产生连锁反应。

（二）地质条件多变

首先，老旧城区已经经过了多次的施工改造，地下地层已受到了不同程度的扰动，可能会存在有人工回填土区域，这部分区域的土质相对来说更加松散，存在着不均匀的特点，开展顶管施工时可能就难以为其提供相对更为稳定的顶进力支撑，造成顶管机偏离设计轴线的情况，让施工的难度上升，安全风险增长，比如说在顶管穿越回填土和原状土交界处时，这两种土质的力学性质和物理特点有很大的差异性，就很容易会带来偏向力，如果不能对顶管机做及时的纠偏，可能会出现顶管失败或造成地面沉降。其次，老旧城区的历史遗留较多，包括城市基础和废弃管道等，他们作为障碍物限制顶管机的正常推进，可能会损坏顶管机的刀盘，带来设备卡顿甚至停机，如果不对这些障碍物进行处理，强制性顶进还可能会引发顶管机变形或周围土体坍塌等等诸多问题，延误施工进度。

（三）周边建筑物易受影响

首先，老旧城区的建筑物通常是砖混结构或浅基础框架结构，这些结构存在着基础稳定性相对较弱的特点，具体开展顶管施工时，穿越建筑物的下方造成的土体开挖和应力变化，导致周边的建筑物基础发生沉降的现象，即便是微小的沉降，对于老旧建筑物也可能会造成难以预计的破坏，特别是墙体开裂，还有结构倾斜等问题，影响建筑物的使用寿命和居民的居住舒适度，甚至还会带来建筑物坍塌的问题。其次，是在顶管施工中，顶管机的运行以及出土设备的作业都可能会带来震动问题，老旧城区的居民相对来说比较密集，这些震动和噪声对周边居民的生活造成了不同水平的干扰，居民的休息和生活都受到影响，长期暴露在这样的环境之下，居民的身体健康也会受损[1]。

二、老旧城区顶管施工解决对策

（一）详细勘察与精准定位

针对于老旧小区开展顶管施工操作需要有精确的数据作为参考，实践中要借助于多样化的勘察方法，包括地下管线探测仪以及人工探测技术、地质雷达探测技术等来获得相对应的数据，其中地质雷达探测方法能有效地掌握老旧小区所处区域的地下地层结构，获得一定深度内的较大障碍物信息，而地下管线探测仪则可以对各种类型的金属和非金属管线做精确的定位，人工探槽能在具体位置做局部开挖，帮助相关人员更加简单直观的确定浅层地下管线以及障碍物的具体情况。通过对这些勘察手段的综合性应用，能帮助相关方面及时掌握施工区域的地质条件，获得地下管线的分布情况作为顶管施工方案制定的重要参考。在此前提上利用先进的GPS系统、全站仪等监测设备构建实时的三维坐标定位系统，特别是针对于顶管机的位置、姿态以及地下管线和周边建筑物的关键控制点获得精确的测量数据，让顶管施工的路径准确无误，又能避开和地下管线的交叉，防止顶进过程和周边的建筑物发生碰撞，更能在动态测量过程中发现顶管机的位置和前进偏差，从而帮助专业人员做好及时的调整，以便于整个顶管施工工作按照原定的计划和设计开展。

（二）优化施工方案与技术创新

首先是做好定制化的施工方案设计，按照详细的勘察结果对老旧城区的特殊情况设计定制化的顶管施工方案。比如说对于线下管线密集区域，可以借助于小口径顶管或者微型隧道施工技术，避免对于周边管线所造成的影响，而在穿越复杂的地质条件时，则可以科学选择顶管机的类型，比如说在硬岩地层下选用岩石顶管，在软土地层中采用泥水平衡或土压平衡顶管机，做好顶管机的参数设置，保证其在不同的环境下能够完美的适应，有更高的效率，在施工顺序控制方面，也需要优先开展对周边环境影响较小的部分。其次是需要加强技术创新和应用，探索导向钻进和顶管结合的技术，先用导向钻进技术对复杂地层或管线密集区域做导孔施工处理，准确完成地层探测并避开地下管线，然后再完成顶管施工操作，降低施工中潜藏的风险。此外，研发和使用具备智能控制功能的顶管设备可帮助工作人员自动监测顶管机的运行状态和地质条件变化，按实际需求及时调整施工参数，避免人为因素带来的安全问题

[2]。

（三）加强施工监测与实时反馈

一方面，要建立多元参数监测体系，顶管施工区域以及周围的建筑物和地下管线部分设置多参数监测点，主要是监测地面沉降信息、建筑物沉降和倾斜信息、地下管线位移信息和土体压力信息等，用水准仪、全站仪和应变计等高精度的监测仪器获取监测的数据，建立数据传输和处理共享平台，对这些数据进行及时的分析和精准的处理，获取顶管施工中具体的状态变化情况。另一方面则是要根据监测数据分析的结果向现场提供反馈，一旦监测数据中显示可能潜藏安全风险，比如说建筑物沉降超过标准值或顶管机偏差过大就可以提供反馈，施工人员就可以在现场根据反馈的信息立即做出处理，包括调整顶进的速度，做好顶管机的偏差纠正等，这种实时反馈和动态调整的机制最大化控制了顶管施工的安全风险。

（四）建立高效应急处理机制

现实中针对老旧城区顶管施工中有可能会发生的各类安全事故和风险，需要制定行之有效的应急预案机制，特别是包括事故类型、事故等级以及应急救援流程、应急组织机构等不同方面的内容，还要加强对于应急预案的定期演练和修订，使其具有科学性、实用性以及可操作性，确保施工人员能完美的熟悉应急救援流程，熟悉自身的职责范围，在应急反应方面取得良好成效。此外，对于应急资源的储备和管理同样也必不可少，顶管施工现场应做好包括起重机、抽水机等相关的抢险设备的配置，以及钢材和止水材料等应急材料的准备工作，建立应急资源管理台账，定期对应急资源做检查，判断其是否处于良好的使用状态，一旦事故发生就可以及时调配应急资源提供精准救援[3]。

结语：

老旧城区顶管施工在实践过程中有着很多安全方面的问题，对这些问题做详细的勘察和精准的定位，并做好科学的施工方案设计，完成技术创新，加强施工监测和及时反馈，建立高效的应急处理机制，每一个环节都必不可少，他们相互配合，显著降低了安全风险发生的概率和水平，让老旧城区的顶管施工更加平稳和顺利。

参考文献：

[1]邓欢,胡平,敬欣雨. 浅析顶管施工安全技术管理要点 [J]. 四川建筑, 2023, 43 (04): 273-275+278.

[2]何自敬. 顶管施工安全风险及管理措施 [J]. 工程技术研究, 2020, 5 (22): 178-179.

[3]谢庆仕. 顶管施工工作中的核心要点探讨 [J]. 工程建设与设计, 2020, (03): 247-248+251.