顶管施工中的安全风险管理

1、引言

顶管施工是一种非开挖敷设管道的技术，由于它不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及

公路、铁路、河道,节省大量投资和时间,并且对城区的交通、噪音、粉尘的危害和影响大大减少，是真正

的无污染、高效率的施工技术。因此，近年来它被广泛应用F市政工程敷设大量给排水、煤气、电力和通

信管道等工程。另一方面，顶管施工中存在由于地质条件变化、地下地上管线、距离构筑物近、有毒有害

气体等复杂作业环境而引发的安全风险，这些不拟定因素需要将其纳入项目管理的范畴，即对顶管施工中

的安全风险进行管理，以避免安全事故的发生。特别是近年来，随着科学技术的不断进步，大型的顶管设备

不断被研制开发，大口径的长距离的顶管工程逐渐增多，而工程也度的增长为施工的安全风险管理带来了

许多新的问题。

2.顶管施工中的安全风险

顶管施工是在管道的沿线按设计方案设立工作井和接受井，工作井内设立足够强度的后靠背，打进

工具头、油压千斤顶及要顶进的钢管或钢筋混凝土管，接好照明、泥浆管、油管等管线，然后用油压千斤顶

缓慢顶进，通过压浆系统使管节周边形成泥浆套,管道在泥浆套中滑行。在顶进过程中通过激光经纬仪测量

顶管的方向，边顶进边排土边纠偏，直至将钢管或钢筋混凝土管顶至接受井内。

国内一些风险管理学者认为，风险是给定条件下，特定期间为发生不良后果的也许性。顶管施工中的

安全风险，是指顶管施工过程中发生事故或损失的不拟定性。顶管施工过程中也许碰到的安全风险有：

2.1工程地质和水文地质条件

沿管线地质土层变化频繁，顶管施工未了解地质土层的变化情况；对于要通过的软基、溶洞等施工段

没有提前解决，以致导致地表有过大的下沉而引起塌陷。

2.2有毒有害气体

顶管施工的地层•般会通过淤泥层，腐烂动、植物体会在地下形成有毒有宙气体聚集体，假如在顶管

施工时没有对有毒有害气体进行检测，也没有采用通风等措施，则施工人员在这样的作业环境卜极易发生

中毒事故，危害施工人员的健康和生命。

2.3地下地上管线

顶管施工大多数都是在城市市区道路进行，在道路下行通讯、电力、燥气、给水等管线，假如在开工

前未探明地下管线的位置、埋深和走向，则顶管施工中极易对其导致破坏，引发安全事故：而假如在吊管过

程中未。地面高压线保持安全距离，则乂极易发生触电事故。

2.4建（构）筑物倒塌

顶管在建（构）筑物基础下或附近施工时；没有明确施工路线上所碰到的基础类型，对于部分基础在

顶进前未采用托换、加固等措施，而在顶进过程中乂没有控制好顶力和顶进方向,则容易导致周边建（构）

筑物开裂或倒塌。

2.5人的不安全因素

顶管施工中管理人员的违章指挥和作业人员的违规操作，如冒险或野蛮施工，新进工人未经安全教

育和培训就上岗作业，特种作业人员未经专门安全培训，持特种作业操作证上岗等，这些都是顶管施工中

引发安全事故的潜在风险因素。

3.顶管施工中的安全风险管理

顶管施工中的安全风险管理.，是通过风险辨认、风险估计和风险评价等来分析顶管施工中的安全风险,

并以此为基础，使用多种方法和手段对项顶管施工涉及的安全风险实行有效的控制，尽量扩大安全风险事

件的有利结果，妥善地解决安全风险事件导致的不利后果的全过程的总称。涉及安全风险辨认、安全风险

评价以及安全风险控制等几个阶段。

3.1安仝风险的辨认

1）水文地质、工程地质方面的因素。顶管施工所处的地质土层变化频繁，假如开工前水文地质资料

掌握不准，将会导致施工事故.

2）施工方面的因素。施工方法的选择，施工设备的选用，人员的配备及人员的素质水平等，都籽会影

响到施工安全。

3）监理、业主方面的区素。假如相关的管理人员专业知识局限性，管理能力差，在施工过程中喀指

挥、冒险蛮干，也将会影响到施工安全。

4）设计方面的影响因素。设计方案的可靠性、科学性、针对性与否也会影响到施工过程的安全。

5）经济方面的影响因素。如工程的造价及资金的到位情况等都会影响到施工单位的组织管理.。假如

工程中标价低，资金到位不及时，承包商为了减少成本，减少安全面的投入，以及存在侥幸心理等也会影响

到施工安全。

3.2安全风险的评价

1）工程地质和水文地侦条件

沿管线地质土层变化频繁，所以在顶管施工前必须了解地质土层的变化情况.此外，对于要通过的软

基、溶洞等地段，需要提前解决，以防地表有过大的下沉导致道路塌陷。同时穿过河流时要探明河床底的覆

土和地质情况，控制好顶进时的高程，防止由于土层被突破导致河水涌入。

2）有毒气体的检测与防护

顶管施工的地层一般会通过淤泥层，腐烂动、植物体会在地卜.形成有毒气体聚集体，危害施工人员的

健康和生命：同时，由于顶管井深、顶进距离长导致管道内缺氧，人在里面作业时容易窒息，所以有人在管

内操作时，需要定期监测管内有毒气体的含量，并对井下和管内进行通风,以保证管内作业人员有足够的

新鲜空气。

3）人员设备方面的安全风险评价

各类人员的技术水平，安全操作能力都会影响到顶管施工的安全性，因此必须要对人员进行评价。设

备的安全性能是否具有，是否达成标准,对其存在的安全风险也要进行评价。

4）对管理方面存在的安全风险的评价

安全规章制度、操作规程是否健全，安全教育培训是否到位，这些都会对安全管理产生影响，加以应

对其进行评价，以发现管理存在的局限性和缺陷。

3.3安全风险的控制

顶管施工中安全风险控制涉及所令.为避免或减少安全风险发生的也许性以及潜在损失而采用的各种

措施。一般控制安全风险的对策和措施有：减轻，防止，转移，回避，自留，多元化，后备措施和运用等。

1）组织措施一建立健全工程项目的安全管理机构

按照职业健康安全管理体系的规定运营,在现场建立安全组织机构.由项目经理对工程的安全工作

负总责，根据工程的需要配备相应的专业管理人员;配备经验丰亩的安全管理人员，建立各岗位的安全生产

责任制明确职责，既分工负责又通力合作，形成清楚的安全管理何络。从施工组织上为安全管理提供保证。

2）技术措施------针对安全评价的风险制订预案

通过对风险的辨识和评价明确了安全风险管理的重点，针对不可接受风险制定有效的安全管理方案，

消除风险或减少风险的限度，提高安全控制的能力。

（1）施工组织设计的制定和审查

工程要制定科学合理的施工组织设计，选择技术先进可靠的施工方法,是保证工程顺利进行的保证，

同时也姑安全施工的保障。在施工组织设计的制定和审查中要严格把关，特别是制定安全技术措施要从人

员、设备、组织、机具、材料等方面研究解决存在的问题,采用有效的控制措施。

<2）编制专项的安全施工方案

针对施工中的不同施工项目如起重吊装工程、工作沉井的制作及现场的临时用电等，要按照法律法规

的规定制定专项的安全施工方案、吊装施工方案、临时用电施工方案等，在施工过程中要贯彻各项安全措

施。

（3）制定应急救援预案

针对也许发生的事故制定切实有效的应急救援预案，并进行现场演练，对预案的有效性进行检查，从

中发现局限性,进行改善。

3）经济措施——加大安全面的奖惩力度

在顶管施工过程中对安全技术措施贯彻不到位而形成重大事故隐患或导致事故的单位与有关负责人

要进行严厉的解决，决不能在安全面存在失控的现象。而对安全管理到位，符合规定的要进行重奖，形成有

效的安全管理机制，形成“要我安全”到“我要安全”意识的转变，形成安全生产人人有责的氛围，调动大

家参叮安全管理的积极性。

4）教育措施——定期召开安全专想会议

顶管施工过程中要针对不同时期、不同施T部位进行有针对性的安全教育，定期召开专题安全会议，

分析当前安全工作中存在的问题，研究解决问题的对策，对存在的事故隐患做到“四不放过”：责任单位或

个人未受到处罚不放过，因素分析不清不放过，整改措施贯彻不到位不放过，全体人员未受到教育不放过。

5）检查措施——加强安全检查将隐患消灭在萌芽

通过风险辨认、分析与评价等，明确了安全控制的重点，则在安全管理中应加强对其检查；现场设专职安全

管理人员，负贲安全管理，逐项地检查措施的贯彻情况，涉及人员、设备、机具、材料、设施等是否贯彻到

位，及时地发现和消除存在的安全隐患。4.结语

安全风险管理是对项目安全目的的积极控制，是集工程管理和多种技术于一体的综合性系统工程，涉及风

险辨认、风险评估与评价和风险控制等内容，是项目管理的组成部分。与其它土木建筑工程项目施工相比,

顶管施工项目具有较大的安全风险.安全风险管理的难度也较大。因此,要市视对顶管施工项目安全风险的

管理，尽也许地防范和化解安全风险，消除安全隐患，以避免不必要的损失。

一、施工前准备

1.施工组织设计和施工方案审核对施工组织设计进行全面、细致的研究、分析和审杳，特别

对机头的类型，主千斤顶、管材的强度与接口形式、洞口构造、中继环的设立、压浆孔的布

置，稳定土层的措施、环境监测及工程保护措施等内容进行了重点审查。并加强了以下方案

的审查

(1)各个工作井和各段顶管的单项施工方案；

(2)工作井封底的措施和方案；

(3)洞口、地基加固措施方案；

(4)

顶管穿越地下管线、顶管穿越地上构筑物，顶管穿过河道的专项保护方案。在工程施工阶段,

这些方案发挥了重要的作用。在顶管穿越高压线杆施工时，由于措施和方案健全，使沉降量

控制在误差范围以内，保护了高压线杆的安全。

2.工程材料和顶管设备核验

材料是工程质量控制的关健因素，对进场的每种材料，严格检查其规格、型号、核对进货单

及质保书中该材料的规格、型号、数量是否符合设计规定。对成品管等关健材料，要到生产

厂家进行现场制作考察。在施工前，重点检杳管道承插口是否完好无损槽II尺寸是否准，钢

套环是否按设计规定进行防腐解决，刃口有无疵点，焊缝是否平整，肋板与环形钢板是否垂

直，钢套环尺寸是否准确且无变形，橡胶圈有无裂缝、变形、老化、变质等现象，对不符合

规定的材料，严禁进入施工现场。

顶管设备进场前应检查其是否通过维修保养，检查合格后方可进入施工现场。施工前应对全

套设备及各类机具均应进行单。整机联动及模拟操作，确认正常后方可投入使用。

3.测量复核

测量工作贯穿于顶管施工的全过程，测量复核是保证顶管施工质量的重要手段。对

测量结果的复核，重点要控制以下内容；

（1）对业主提交的测量桩点进行复测；

（2）对施工单位测放的工作井，管道的轴线和标高进行定位复测；

（3）对顶管机导轨轴线和标高进行复核；

（4）对出洞的标高和轴线进行复核。

只有上述复核内容符合规定后方可批准施工进入下道工序。

4.施工过程质量控制

在施工阶段，控制的要点就是严格按照审批通过的“施工组织设计”和“施土方案”进行施

工控制，并做好关键工序工程，隐蔽工程验收，闭水实验及涂装施工的质量检查工作。

由于顶管工艺的特殊性，在施工过程中，重点做好以下内容的控制；

4.1工作井

工作并作为顶管机的工作场地，须满足顶管过程中结构的稳定安全，且截面设计须

满足顶管千斤顶、后背尺寸规定。

在沉井施工过程中，重点监控沉井的终沉阶段，特别是在地质条件不好的情况下。对施工过

程中，出现的问题，应及时进行分析和纠偏，保证沉井下沉和干封底的质量。

4.2顶管顶进

在顶管施工前，要作好扎扎实实的技术交底和安全交底工作。让所有施工人员除了

掌握顶管操作技能和注意事项外，还应掌握处置涌水、流砂等突发事件的方法。

在奇峰管施工时，必须按照设定的管道中心线与顶管工作井、接受井建立地面与地下测量控

制系统。测量纠偏是顶进的控制关键，必须贯彻“勤勤纠”的原则，并做好具体记录。当顶

管顶进长度较长时，必须保证通风机械的正常运转，以保证管内通风良好，避免安全事故。

接口顶合时，应保证平整对中顶入，橡胶止水圈应均匀挤压到位，接口钢套环或承

插口管壁密贴，木垫板无松动脱落，接口间隙均匀一致。

4.2.1顶管穿越地下管道

在顶管穿越地下管道时，起保证顶管在穿越过程中不影响或尽也许少影响这些管道的使用

功能。所以，在顶管穿越之前，应结合原始资料，进一步调杳各类管线与顶管交叉处的垂直

距离，土质情况，分析也许产生的影响限度，根据不同情况采用下列控制措施。

（1）对局部土体进行加固；

（2）加强对顶管周边环境和土体内应力的监测，用信息化指导施工：

（3）适当放慢顶进速度，根据土体中应力变化，随时调整工具管或机头正面土压

力、注浆压力及推动速度等施工参数，减少对周边土体的拖带：

（4）

在某些关键部位附近预先打入中100mm注浆管，配备好注浆设备，并作好预案。当发生较

大土体沉降变形时，及时进行跟踪注浆以减少和控制土体沉降和变形。

4.2.2顶管穿越地面建（构）筑物

在顶管穿越地面建（构）筑物时，要密切注意顶进参数，做好地面沉降的监测分析，及时根

据现场情况，调整施工方法，保证地面沉降的监测分析，及时根据现场情况，调整施工方法

保证地面的沉降量控制在允许范围内。

在本工程的施工中顶管需穿越高压铁塔，铁塔基础离顶管外壁最近处0.9m。为保证高压铁

塔安全，提出了采用铁塔基础预注浆的方法，使顶管顺利穿越高压铁塔，沉降量控制在5mm

以内，保障了设施的安全。

4.3顶管出洞

顶管出洞前，必须进行以下的控制，保证顶管顺利出洞。

（1）对顶管整个系统的安装，单机调试进行全面检查，并进行设备联运调试。

（2）检查洞口橡胶止水圈的安装是否牢固，尺寸是否掂确，是否能完全封堵机头

与洞口空隙。

（3）检查洞口前方的土体是否正采用了加固措施，洞口前方是否建立了沉降监

测。

机头出洞时，顶进操作应谨慎平稳匀速推动，首节管出洞口后应立即开始均匀压注触变泥

浆。在管节出洞10-20m范围内，检查并督促施工员将切土、出泥、顶速、土压、轴线、标

高等施工参数逐渐调整至正常状态。

二、顶管施工应注意的问题

1.工程地质和水文地质条件

沿管线土层变化频繁，所以在顶管施工前必须了解土层的变化情况；此外对于要通

过的回填土地段，需要提前加固解决，以防顶管施工后地表有过大的下沉。

2.有毒气体的检测与防护

顶管施工的地层一般会通过淤泥层，腐烂动、植物体会在地下形成有毒气体聚集体，危害施

工人员的健康和生命。所以有人员在顶管内操作的情况下，需要定期监测管内有毒气体含量,

采用通风装置予以解决。

3.超前探查地下管线

尽管先进的顶管设备具有在施工时探查前进路线不远跑离管线的能力，但是采用在地面提

前查明地下管线仍是值得开展的，这对于保证通讯、电力、上水、排水、煤气等其它管线安

全运营，保证公众正常生活很有必要。

4.穿越建筑时对基础的探查

顶管在建筑物基础下施工时，需要明确施工路线上所碰到的基础类型，对「部分基

础在顶管顶进前可采用托换、加固措施。

(1)

汛期施工问题。汛期施工，应做好防汛防台工作，特别是要防止井内进水，机头被淹、停电

等情况的发生，以免影响正常的工程进度。应做好己施工沉井顶部预留筋的防潮工作减少不

必要的人工投入。

(2)

管材供应问题。管材的质量，必须虽时抽查，防止在施工期有不合格的管材进场。在施工期

间，应保证管材的连续供应。否则，不仅影响施工进度，同时因主千斤顶顶力太大，对设备、

对后座都会带来不良后果，易产生安全隐患。

三、危险源的辨识

(1)、物体打击

1.顶管工作井、接受并施工过程中独脚吊杆起吊重物时绳断、脱钩、井上物体

放置不妥跌入井下导致的物体打击。

2.顶管施工过程中吊车向工作井内下管挂管方式不妥及钢丝绳卡头连接不妥,

钢丝绳断裂导致的物体打击。

3.顶管过程中顶铁放置不妥导致蹦铁产生的物体打击。

4.开槽埋管施工过程中沟槽边物体放置不妥跌入沟内导致的物体打击。

5.顶管管材放置不妥导致滑管产生物体打击。

6.顶管机高压油管脱落，高压油产生物体打击。

(2)、土方坍塌

1.开槽埋管施工中支护不及时导致的沟槽坍塌。

2.开槽埋管施工中砂路面下形成神仙土导致的土方坍塌。

3.顶管工作井及接受井逆作法施工中碎井壁灌注不及时导致的土方坍塌。

4.顶管工作井及接受井施工中随意改变井壁结构导致的土方坍塌。

5.顶管施工中，顶进人工回填卵石地层及其它不稳定地层掘进过长导致的土方

坍塌。

(3)、高空坠落

1.顶管工作井及接受并施工过程中，井边围栏不围护或围护不妥导致的高空坠落；上下

人爬梯安装不妥导致的高空坠落：独脚吊杆操作人员不系安全带导致的高空坠落。

2.工作井进场及转场施工中，搭设龙门吊，拆、装简易出土龙门吊，工作人员不

系安全带导致的高空坠落，

(4)、触电

1.工地施工用电及生活用电、配电线路不符合安全规定导致漏电。

2.电缆线老化、与使用功率不匹配导致漏电。

3.线缆接头未用绝缘胶布包扎，接头处设搭接导致脱落。

4.各种电器没有防雨、防潮措施导致漏电。

5.穿越各路口明设电缆没加设防护套管产生漏电。

6.无上岗证擅自上岗作业导致事故。

(5)、有害气体危害

1.顶管及开槽埋管施工过程中挖断不明管道导致气体泄露。

2.进入现状给水井及排水检查井不留排气时间，导致气体危害。

(6)＞交通事故

1.顶管工作井、接受井、开槽埋管施工作业面未按规定围护防护栏。

2.施工作业现场未按规定设立安全警示牌、限速牌、严禁通行牌、夜间警示灯

或警示灯夜间不亮导致交通事故。

(7)、公用设施破坏

1.地下给水管、排水管在施工中破坏。

2.地下燃气管道在施工中破坏。

3.地下光缆、电缆在施工中破坏。

4.地上路边电杆在施工中破坏。

5.地上空中电线在施工中破坏。

四、危险源的防止

(1)、物体打击的防止

1.顶管工作井、接受井施工过程中独脚吊杆主吊钢丝绳连接处卡头每处不应少于2个；

钢丝绳每两天检查一次；吊土麻绳直径不应大于20mm,天天检查两次。

起吊块状物体应装框或用吊布；吊勾应有防脱落装置；井上物体放置应距井边

2米以外。圆形易滚动物体应设片塞；堆集物体高度不应大于1.5米。

2.顶管施工下管时应使用专用起吊设备，改用其它装置时应通过有关人员准许。吊杆钢

丝绳卡头连接不应少于2个，挂管工具应使用专用工具。主吊钢丝绳每3天检查一次。

3.顶管使用顶钢应使用专用圆形顶钢，当使用其它K形顶钢时应有防脚铁装

置。

4.沟槽边1米以内不准堆放物体；管材应分散放置.，不准堆码。

5.顶管管材在井边放置不准堆码，管材应用卡塞固定。

6.顶管机高压油管接头应联接牢固，每3天检杳一次，有问题及时更换。

(2)、土方坍塌事故防止

1.开槽埋管施工中钢板桩及支撑杆的设立现场技术人员施工前应按施工规范及技术规

定进行交底。钢板桩之间的十.方挖除后应立即安装横支撑，无支撑时沟槽内严禁下人。

2.沟槽开挖严禁掏挖神仙土。如因地质问题导致塌方形成神仙土，悬空的佐路

面板应及时清除.

3.顶管工作井及接受井逆作法灌注碎井壁时分层高度不应大于1.2m。

4.顶管工作汴及接受并如地层结构发生变化，确需改变原设计井壁结构时应告

知相关人员，批准后方可改变。

5.采用人工掏土顶管施工，机头工具管刃脚应始终保持在土体之内。

（3）、高空坠落事故的防止

1.顶管工作井及接受井边围栏应使用国家标准脚手杆，严禁使用薄壁不合格材料做围护

杆。围护立杆应进一步碎井壁不小于200mm,井边围栏的具体搭设尺寸应按设计图纸施工。

不得随意更改。井内上下人爬梯要焊接全封闭护栏。独脚吊杆操作人员要系安全带。

2.工作井、接受井的进场、转场、搭设简易龙门吊、拆除简易吊脚手架杆时

现场技术人员应进行安全交底，交代搭、拆顺序，施工作业人员需带安全带。

（4）、触电事故的防止

1.工地施工用电及生活用电的配置应由专业电工按《施工现场临时用电安全技

术交底规范》的相关规定进行配置。

2.电缆线的使用期限应进行登记标记，年久老化与使用功率不匹配的电线、电

缆严禁使用。

3.各种电器应设立防潮措施，所有线、缆接头应、打结，并用绝缘胶布包扎。

4.所有穿越各路口的明设电缆必须加设钢管防护套。

（5）、有害气体事故的防止

1.顶管施工应安装送风装置向工作面送风，顶进过程中发现不明管道时应告知

有关人员，严禁私自解决。本地层中有异味时应立即撤离现场。

2.当需要进入现状给水检查井、排水检查井施工作业时：应先打开检查井盖通风，15分

钟后用明火检查井内空气含量，必要时工作人员戴防毒面具进入井内作、也。

（6）、交通事故的防止

所有施工作业面开工前必须按规定设立安全防护栏、安全警示牌、限速牌、单行线标记

牌、严禁通行牌、夜间警示灯，经安质工程师检查验收合格后方准施工作业，夜间需有专人

巡视。

（7）、公用设施破坏的防止

1.项IT开工前工程组应调查地下公用设施的现状情况，绘制现状图，标明管道

的埋深、平面尺寸及管道的用途。

2.开槽埋管施工电器近建筑、电杆等公用设施需设立测量点，施工过程中测量

其变化情况。

（8）、地层漏水事故的防止

顶管施工应具体了解地层情况顶管机头处应设立防水闸板。

五、事故的应急措施

1.当发生物体打击事故时，施工现场负责人应立即组织现场人员进行事故急救。同时拨打急

救电话120、110,并电话告知项目经理、安质工程师，组织保护好事故现场，以利事后调查。

2.当发生土方坍塌事故时，施工现场负责人应立即组织现场人员进行事故急救，同时拨打急

救电话120、110,并电话告知项目经理。当明确事故人员具体位置时，可配合挖掘机急救，位

置不明确时人工急救。事故人员救出后立即进行人工呼吸，保护事故现场，以利事后调查。

3.当发生高空坠落事故时应将事故伤员就地放平妥善安顿，如有外伤应进行止血，拨打急救

电话120、110,同时告知项目经理、安质工程师，保护目故现场，以利事后调查。

4.当发生触电事故时，应立即切断电源，将事故人员放平进行人工呼吸。同时拨打120、110

急救电话，告知项目经理、安质工程师，保护事故现场，以利事后调查。

5.当发生有害气体中毒事故时，应立即向事故现场送风，将事故人员转移至通风良好处，平

放进行人工呼吸，同时拨打急救电话120、110,告知项目经理、安质工程师，保护事故现场,

以利事后调查。

6.当发生交通事故时，现场负责人应立即组织，将伤者救出、止血、急救。同时拨

打急救电话120、110,交警支队电话保护事故现场，以利事后调查。

7.当给水管挖断时，应立即将就近阀门关闭，电话告知自来水公司抢修队

8.当燃气管道挖断，事故现场不准使用明火，不准进行电器操作。事故人员立即撤

离，如附近有阀门应立即关闭，同时电话告知燃气公司

9.如电信通信线路破坏，立即拨打移动公司：

10.当顶管发生地层漏水事故时，应立即关闭机头闸门，管内工作人员立即撤离，同

时拨打110、120急救电话。

五、风险辨识

1.水文地质、工程地质方面的因素。在施工之前资料掌握不准，将会导致施工事故。

2、施工方面的因素（,施工方法的选择，施工设备的选用，人员的配备及人员的素

质水平等，都将会影响到施工安