高速公路人工挖孔樁施工安全控制措施研究★

李俊琪 謝 政 倪曉陽

(中國地質大學，湖北 武漢 430074)

高速公路人工挖孔樁施工安全控制措施研究★

李俊琪 謝 政 倪曉陽

(中國地質大學，湖北 武漢 430074)

對宜巴高速公路某標段的自然地質條件及人工挖孔樁施工難點進行了分析，并對其進行了施工危險辨識，從施工準備、巖堆體清理、施工過程等角度提出了施工安全控制應對措施，以保證施工的順利進行。

地質，人工挖孔樁，危險辨識，安全，措施

0 引言

由于人工挖孔樁具有單樁承載力高、沉降量小、質量可靠，施工不需大型機械設備、技術含量不高，施工操作簡單、施工進度快[1]、造價低廉、抗震性能好、無噪聲污染等優點，從而在民用建筑及公路工程中得到廣泛使用。但同時由于挖孔樁井下作業條件差、環境惡劣、勞動強度大[2]、操作人員安全意識淡薄、安全管理不到位等原因使得施工過程中的安全事故時有發生。2010年8月23日9時30分左右，益陽市安化縣東坪鎮錦苑鑫城工程項目在進行人工挖孔樁清理施工過程中，發生一起窒息事故。2004年4月9日，湖北鄂東樁基工程公司承建的武漢市武昌中南路工行廣場基礎工程，在進行人工挖孔樁護壁作業時，因突發泥漿涌入，導致工人被埋入6 m深挖孔樁井內。因此，施工技術及安全問題就顯得尤為重要。基于此，本文結合工程實例，提出了有針對性的安全控制措施，以保證施工的安全順利進行。

1 工程概況

宜巴高速某標段位于湖北省巴東縣沿渡河鎮西邊淌村14組，全長7.1 km。挖方1 479 255 m3、填方1 009 923 m3、防護及排水98 657.9 m3。本合同段基樁共有392根，其中鉆孔灌注樁60根(樁徑有1.0 m，1.2 m，1.5 m)，其余332根為挖孔樁(樁徑分別為1.2 m，1.5 m，1.8 m，2.0 m，2.2 m)。項目區地處鄂西北中低山區，山高坡陡，構造運動強烈，巖體破碎，加之氣候濕潤多雨，滑坡、崩塌較發育，特別是區內發育的煤系地層及白堊、侏羅系軟質巖，易發生滑坡崩塌等地質災害。

本標段基樁工程，樁徑種類多樣，樁身長短不一，且施工范圍內地質構造復雜，山坡陡峭，由于受到地形限制，樁位多處于陡坡，鉆機成孔難度較大。人工挖孔比機械成孔的適應性要廣泛得多，它不僅適用于山區丘陵土質等比較堅硬、地形地貌變化較大的地區，也可應用于軟土地基。因此，結合工程實際情況，優先考慮選用人工挖孔施工方案，除非特殊條件限制情況下，才考慮采用鉆機鉆孔施工。

2 挖孔樁施工難點

根據上節工程地質情況并結合工程特性，本標段施工難點有以下幾個方面：

1)工程量大，工期短；

2)工程建設均處于山坳內，逢陰雨天氣四周山體落水均流向施工點，遇大風天氣溝道內風勢較大，便道線路長、路況差，地材供應緊張，雨后多日都不能正常施工，影響工程進展；

3)區域性斷裂發育，構造運動強烈，區內發育的煤系地層及白堊、侏羅系軟質巖，加之氣候濕潤多雨，易發生滑坡崩塌等地質災害。區內發育的奧陶系、石炭系灰巖巖溶發育，可形成溶洞、暗河等，地質環境復雜；

4)施工區內的特大橋7號墩～14號墩位存在巖堆體，因巖堆體位于31°左右的坡面，下伏坡體巖層自然產狀與坡面傾角一致，且巖體破碎，裂隙高度發育，層間結合力差，存在潛在滑動危險。

3 挖孔樁施工危險辨識

對施工過程中的危險因素進行辨識與分析，是制定施工管理控制措施的前提和保障。只有先辨識出施工進程中的各種危險有害因素，找出觸發條件，才能制定有效的控制對策，避免安全事故的發生。下面結合工程地質情況及施工過程，從常見事故類型的角度辨識危險有害因素。

1)高處墜落事故。來往人員以及地面工作人員意外墜入樁孔中；樁孔內的工作人員在上下樁孔時因失穩、未使用軟扶梯或提升裝置發生故障而墜落孔底。

2)物體打擊事故。地面上器物掉入樁孔內，樁孔內升降的裝置、吊籃中器物掉下以及因吊繩斷裂、吊籃脫鉤而落入樁孔底，擊打到孔底的工作人員。或孔內爆破后不足15 min，人員向孔內張望，如遇遲響的炮恰在此時響，會對人身造成極大傷害[3]。或因地處山坳，施工區巖堆體的石塊因爆破作業滑落，砸中地面或孔底工作人員。

3)機械傷害事故。作業人員在使用鋼筋機械、起降、攪拌等設備時未嚴格按操作規程或機械本身損壞造成作業人員發生事故。

4)淹溺事故。區內發育的奧陶系、石炭系灰巖，富含巖溶水；煤系地層發育，可形成滑坡崩塌等地質災害,因此施工過程中可能存在涌水涌泥及瓦斯突出現象，若沒有及時發現并采取措施，極易造成孔內工作人員被淹沒、掩埋。

5)坍塌事故。區內存在大面積的巖堆體，下伏坡體巖層自然產狀與坡面傾角一致，裂隙高度發育，層間結合力差，存在潛在滑動危險。施工中對巖體產生擾動和破壞，使本身穩定性不良的坡體巖堆產生滑動，滑動時或即使不滑動巖堆體對護壁的側應力過大，使得護壁強度不支發生坍塌；施工人員上下孔時，對護壁擾動造成坍塌；護壁不放鋼筋導致塌孔；護壁強度未達到規定急于拆模造成坍塌；孔底爆破時用藥量過大或炮眼布置不當，震碎或擊損護壁造成坍塌；孔底擴頭時孔壁失穩或擴底后未及時澆筑樁身混凝土造成坍塌；施工時孔壁沒有護壁支護或支護不當造成坍塌砸傷甚至活埋操作工人。

6)觸電事故。由于施工場地經常變動，用電線路的架設多為臨時性的，電線電纜左拉右接，時有老化或絕緣差，漏電保護失靈；機械設備、運輸車輛來回走動把電源電纜壓壞，另外電源電纜被拖動到地面潮濕或有水的地方，容易造成觸電事故。

7)窒息事故。該標段有發育的白堊、侏羅系軟質巖，奧陶系、石炭系灰巖等巖層，極有可能存在瓦斯，CO,SO2,H2S或其他有毒氣體。工作人員沒有進行有毒有害氣體探測就直接下孔，導致中毒昏迷甚至死亡；地上工作人員盲目下孔進行施救造成不必要的人員傷亡；工作人員沒有進行足夠的通風，導致孔中有害氣體超標，造成窒息事故。

4 施工安全控制措施

人工挖孔樁施工屬于高危工種，但只要采取科學有效的安全技術控制措施，安全事故是可以避免的。針對人工挖孔樁施工過程中可能出現的各種安全事故，結合宜巴高速29標段工程實例，制定以下安全技術措施：

1)施工前的準備措施。應掌握詳細的施工場地工程地質及有關水文地質資料、設計圖紙和技術要求，及時組織圖紙會審和設計院圖紙交底，現場的測量基準點資料，施工過程中所用到的有關報表、規范、技術資料等，根據工程實際特點提前考慮并做好安全控制方案。

2)巖堆體清理措施。巖堆體在施工中受到擾動易發生滑坡，施工中處于穩定運營期卻發生滑坡，造成的損失更為嚴重，故需對巖堆體進行清理。沿坡體下方修筑臨時漿砌片石擋墻防護，防止清理時產生滾(飛)石順坡體沖出，傷及民房或行人。擋墻基礎設在原坡面較穩定處，墻體長220 m，平均墻高3.5 m。第一條以施工便道為起點，沿橋位左側山坡修筑至巖堆體上部，路寬4.5 m，作為清理巖堆體中上部通行道路；第二條沿橋位修筑4.5 m寬縱向臨時運輸道路通至巖堆體較厚的13號墩處，該道路接原修建的臨時施工便道，作為清理巖堆體下部通行道路。巖堆體每次清理高度暫定為10 m，每次清理時，在清理區域底部設置一排用扣件式鋼管支架固定的竹排作臨時防護。巖堆體隨挖隨運，在坡面不得堆積大量挖松的巖石。現場必須有專人指揮，發現異常立即指揮施工人員、設備撤離。對清理后的坡面根據下伏巖層的穩定狀態，結合后期工程運營需要制定處理方案。

3)施工過程中的控制措施。a.作業人員應嚴格遵守操作規程，下孔人員應戴安全帽，系安全帶，必要時佩戴防塵面具，作業前應檢查操作機具、電源電線電纜及安全用具是否完好無損，如有損壞，必須進行更換。b.孔內作業時，孔上必須有人員監護，密切關注周圍巖體的異常情況，挖出的土方石要及時運離孔口，不可堆在孔口周圍1 m以內。c.下孔前進行有毒有害氣體探測，若濃度超標，用鼓風機進行換氣，做好防毒措施。如有人員在孔中作業時出現中毒窒息情況，須用鼓風機向孔內換氣并安排人員佩戴防毒面具后下孔進行迅速施工，不可盲目下孔造成不必要人員傷亡。d.井深超過3 m時，必須設置半圓形防護板，隨挖掘深度逐層下移，并保證防護板與井底的距離不大于3.2 m[4]。提升物料時，孔中人員停止作業并站在防護板下方。e.開挖過程中，若遇復雜地層要不時進行孔底檢查，若發現涌水涌泥、護壁發生變形、出現異味氣體時，應迅速撤離，采取措施后再開始作業。f.在人工挖孔時，一定要確保每節護壁的同心度、垂直度、厚度以及直徑符合規定要求。每挖一節應該及時建造護壁。先綁鋼筋支模后用護壁混凝土澆灌。將護壁混凝土均勻撒在模周圍并振搗密實，使其周邊同步上升，等混凝土達到要求強度，便可拆去模具。挖孔較深時，如果不能及時澆灌護壁混凝土或模具過早拆除，由于壓力的作用，極易造成塌方引起事故。g.火藥爆破合理布孔，孔距、排距、深度和裝藥量須通過精確計算確定。考慮到安全原因，爆破要以少藥量、多次為原則，防止沖擊波損害到護壁和周圍的建筑物，為防止爆炸物飛出，井口要用砂袋覆蓋。爆破時停止一切孔內作業，待所有作業人員撤離到安全距離以外，并由專人進行統一指揮，通過某種方式警示周圍人群并確保安全后，再進行起爆。h.在進行井底抽水時，應待挖孔人員都上到地面之后，再進行抽水，抽水完畢后關閉電源，嚴格禁止帶電作業。抽水用電設備應采用一臺機器一個電閘一套保險的原則；應采用YHS潛水電機和防水橡皮護套電纜，不允許有接口，架空且不得承受外界壓力，還要有防潮、防磨損、防斷的措施。末級電箱必須安裝漏電和接零設備保護；漏電保護器型號的選擇應滿足動作電流在15 mA以內，動作時間在0.1 s以內。井孔內作業采用不大于12 V的安全電壓，100 W防水帶罩燈泡，防水絕緣電纜引下進行照明。同時現場設置發電機，孔內設置安全礦燈或應急燈以備停電應急照明，以便井下人員能及時安全撤回地面。

5 結語

通過該標段人工挖孔樁工程的施工，得出以下結論：

1)人工挖孔樁作為高危工種，且該標段地質情況復雜，宜做好地質勘察工作及據此提前做好不良地質情況的安全控制方案，并在施工過程中進行實時監控。

2)對于影響施工安全的滑坡堆積體，結合專項清理方案并根據實際情況進行現場指揮，最終實現零傷亡的安全目標。

3)人工挖孔樁施工受諸多因素的影響，因此在該標段的施工中采取了以上幾個方面的措施，做好施工過程中的安全細節，在施工中加以科學預防，安全、高效地完成了人工挖孔樁的施工。

本著“安全第一，預防為主”的安全方針在人工挖孔樁施工過程中做足做好各項準備工作，全面掌握地質條件資料，針對施工中的難點及復雜地質情況進行科學有針對性的控制措施，安全事故是完全可以避免的。

[1] 左 云,鄒 森.人工挖孔樁施工的安全控制[J].工程與建設,2007,48(1):51-52.

[2] 楊璧泉.人工挖孔樁常見施工技術和安全措施[J].廣東建材,2007,19(9):128-129.

[3] 胡 建.淺析人工挖孔樁施工中的危險因素及解決策略[J].城市建設理論研究,2012(28)：99.

[4] 段 浩.人工挖孔樁施工安全控制措施[J].山西建筑,2007,33(10):162-163.

Research on construction safety control measures for manual hole digging pile on expressways★

LI Jun-qi XIE Zheng NI Xiao-yang

(ChinaUniversityofGeoscience,Wuhan430074,China)

The paper analyzes the natural geological conditions at some section along Yichang-Badong expressway and the construction difficulties for the manual hole digging pile, undertakes the construction hazard identification, and points out some measures for the construction safety control from the construction preparation, cleaning of accumulation of rock mass, and construction process, so as to ensure the smooth construction.

geology, manual hole digging pile, hazard identification, safety, measures

1009-6825(2014)34-0064-02

2014-09-25★：湖北省交通運輸廳科技項目“宜巴高速公路建設項目安全生產的評價與預警預報技術研究”

李俊琪(1990- )，男，在讀碩士； 謝 政(1992- )，男，在讀碩士； 倪曉陽(1970- )，女，副教授

TU473

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