土石方工程安全管理措施研究

苗燕婷

（山西機械化建設集團有限公司，山西太原 030009）

0 引言

土石方工程對于建筑工程的重要性不言而喻，主要由土方開挖、回填、運送等工藝流程構成，施工后使場地更為平整，滿足建筑工程需求。但在人員因素、技術因素、環境因素等綜合影響下，土石方工程施工中存在較多的安全隱患，特別對于需要輔助爆破的大型土石方工程而言，更是增加了風險系數。鑒于此，為強化土石方工程安全管控效果，本文以實際案例為背景剖析安全管理舉措具有重要意義。

1 土石方工程對于建筑工程的重要性

土石方工程包括土方開挖、運送、回填等施工工序，是建筑工程對土地施工的總稱，該工程具備一定復雜性且對施工環境有著較高的要求，在施工時應確保設計合理及施工環境安全。雨水對土石方工程影響較大，應盡量避開雨季，嚴格遵守國家相關技術標準[1]，土石方施工對于建筑工程的開展具有重要意義。一方面施工后場地平整度更佳，優化了工程施工建設條件；另一方面做好土石方工程基礎可減少建筑工程施工的質量及安全風險因素，實現施工成本的有效控制，提高工程建設效益。

2 工程概況

山西省某甲級寫字樓項目規劃建設層數為70 層，總建筑高度在300m 左右，總占地面積達12156.5m2，地下室為4 層，均為地下停車場及設備用房，基坑深度為21.5m，周長435.6m，基坑支護面積為12155.6m2。經地質勘查并結合基坑支護施工方案，該項目土方開挖深度范圍內無孤石或巖石層，主要土層結構為填土、殘積土、礫砂層或淤泥質黏土，施工場地上層滯水主要在砂層和填土中。鑒于此在土方開挖環節，爆破施工僅作為備選方案，若施工時遇到難以開挖的孤石或巖石則予以爆破施工。

3 土石方工程施工技術流程

3.1 施工技術交底

施工前組織現場作業人員對土石方施工方案、施工順序、技術要點及質量控制等內容做詳細的技術交底，全面了解施工現場水文地質情況，如軟弱土層、積水滲水、地下管線埋設等影響施工進展和施工安全的因素，從人員、技術、設備等多方面做好準備，為施工順利進行奠定基礎。

3.2 施工測量控制

項目施工測量控制包括：①平面測量控制，安排施工人員于地面位置測放建筑物外廓軸線交點位置，通過詳細的施工放樣，完善總體控制網，對建筑物進行平面定位。②高程測量控制，以項目水準點為基礎完善高程控制系統，確保實際施工中不干擾基礎原狀土的基礎上，開挖至設計高程，嚴格控制超挖或欠挖現象出現。在開挖至設計高程2m 左右距離時，安排工作人員提高土方開挖的監測頻次，嚴格控制超挖問題。

3.3 土方開挖施工

3.3.1 施工準備

該項目土方開挖施工準備總結如表1 所示[2]。

表1 土方開挖施工準備

3.3.2 土方開挖工序流程

該項目施工過程中應明確施工順序，包括開挖順序及坡度、實施分層分段開挖、清理底部并修理邊坡。具體如下：①以設計方案為參照，嚴格控制土方開挖坡度與設計方案一致。②明確施工機械的開挖順序、開挖路線和深度。開挖的同時動態監測邊坡狀態，開挖至距離設計深度2m 以下時，加強開挖深度監測，在距離設計深度50cm 時，撤出機械設備，超出水平線并釘小木樁，安排人工對剩余土方進行開挖，嚴格控制超挖現象。寫字樓土方開挖施工現場如圖1 所示。③設備無法開挖的邊角位置，安排人工開挖并將開挖的土方運至設備可操作的位置，便于土方轉運[3]。④施工時遇水泥攪拌樁，要求施工人員沿樁開挖且不對樁體產生損壞，開挖至設計深度后，以截樁高程對水泥攪拌樁予以截樁并將樁頂修平。⑤檢查槽寬標準，修正槽邊，清理槽底的土方。

圖1 寫字樓項目土方開挖現場

3.4 靜力爆破施工

該項目施工過程中遇較大粒徑孤石，以機械配合人工開挖的方式施工難度大，經多方研究決定實施靜力爆破施工。施工工藝流程如下：①勘查現場明確孤石的尺寸及邊界位置。布設警戒線，非作業人員禁止入內，挖除孤石周圍的土方，明確孤石體積大小。②搭建施工平臺。對孤石周圍地面硬化處理后搭建腳手架裝置，將模板墊于立桿下方，完善工作平臺及安全網。③布眼。布眼前找尋孤石的臨空面，平行于臨空面進行鉆孔施工，切割巖石時確保同一排鉆孔在同一水平面位置。④鉆孔。孔徑和爆破破損效果存在直接聯系，若孔徑過小則爆破效力難以充分發揮，若孔徑過大則易出現沖孔的問題。該次鉆孔所用鉆頭規格為38~42mm，鉆孔后利用高壓風機將孔內的水分和殘渣清理干凈，確保鉆孔周圍無土石渣[4]。對于孤石結構，鉆孔深度通常為破損體的80%以上，由于該項目所遇孤石較大，將鉆孔深度控制在1~2m 并以孔深的100%進行裝藥。⑤加入膨脹劑。個別孔眼傾斜向下則在藥劑中混入22%左右的水，使其成為黏附糊狀物，在鉆孔中填入藥卷后捅實。⑥爆破。隨著膨脹劑充分反應，孤石破損，現場穩定后安排勾機和運載車輛將碎石運出。

3.5 土方回填施工

土方回填前進行含水率及容量試驗，回填時將每層厚度控制在30cm 并分層夯實，確保壓實系數滿足要求。嚴格控制回填土質量，剔除樹根等雜物，由低處水平分層回填夯實。該項目回填施工時，由于環境溫度高表層土迅速干燥，為提高上下層的結合效果，灑水濕潤后繼續回填。此次填方施工中，考慮到后續會出現自然下沉，預留一定填方沉降量。

4 土石方工程施工安全管理措施

4.1 事前安全管理舉措

該項目土石方工程施工前安全管理措施包括：①完善安全作業責任制度，將安全責任細化到個人。該項目為大型工程，土石方工程量大，安全作業管理對范圍內人身及財產安全負責，通過制定安全作業責任制度，實現施工作業風險的控制。在簽訂安全作業責任制度時，由企業管理層、項目各部門負責人、施工人員等逐層簽訂，明確所有參建人員責任，接受社會公眾的監督。②健全安全作業組織。明確安全作業管理組織的權利和義務，保證安全管理的有效性，提高安全管理效能，現場安排經驗豐富的工作人員，賦予其一定管理權限，強化現場作業的監督與管控[5]。③完善事故救援應急預案。該項目作為大型土石方工程，存在較高的危險系數，應急預案尤為關鍵，發生安全事故時能夠及時有效應對，減少損失。該項目針對大型土石方工程施工風險制定應急預案后，不定期組織施工人員進行應急預案演練，保證預案在發生突發事故時的可行性。

4.2 土石方開挖安全管理

土石方開挖階段影響安全生產的最主要因素為土方滑落，對開挖方式提出了更高的要求。該項目開挖土方量大，無法完全避免土方滑落現象，為此施工時預留出足夠的下滑空間，該施工階段安全管理總結如表2所示。

表2 土石方開挖安全管理

4.3 基坑作業安全管理

該項目土石方工程基坑作業以機械作業為主，配合人工施工，大面積利用機械開挖，細節位置安排施工人員輔助，施工前做好現場供水管網、電纜等地下管線設備的標記，清理出現場的障礙物。夜間作業時樹立反光警示標志，避免視線不佳而導致人員傷亡。在基坑作業前，對施工范圍內地下水資源予以減壓處理，降低地下水向基坑倒灌的風險。為土方運輸車輛擬定指定的停放位置，確保車輛停放不會威脅到邊坡的穩定性。

4.4 支護施工安全管理

在該工程施工過程中，為避免邊坡安全事故發生，開挖后的邊坡位置予以相應支護措施防護，確保安全生產作業。該工程支護墻包括水泥、混凝土、加固土層及防滲水設備等。支護墻施工過程誘發的安全事故概率最高，支護施工安全管理要點如下：①在支護施工前對基坑作業人員進行技術交底，提高基坑支護方案的可行性。②支護體系混凝土結構達到一定強度后方可安排施工作業。③該工程地下水位較高，降低水位并在基坑底部完善排水設施后再進行支護墻施工。

4.5 回填施工安全管理

回填施工是土石方工程的最后一個環節，回填前將基坑底部的建筑垃圾等雜物徹底清理干凈，分層回填，每拋填30cm 回填土后，予以分層碾壓密實后逐層回填密實。根據案例工程實際情況，精密計算土方回填厚度、碾壓方式、碾壓次數及碾壓密實度等相關指標，確保回填效果。

4.6 爆破施工安全管理

該項目于土方開挖時遇大尺寸孤石，輔助靜力爆破施工并落實如下爆破施工安全管理對策。

①爆破作業現場用警戒線攔截，禁止無關人員進入施工場地。②要求現場工作人員必須穿戴防護裝備并標準佩戴防塵防沖擊型PVC 護目鏡。③要求將藥劑灌入鉆孔后，禁止面部近距離接近已經裝藥的鉆孔。藥劑灌裝完畢后，用麻袋覆蓋并遠離爆破點，遠距離觀察爆破進展[6]。④嚴令禁止將藥劑和水混合后裝入孔徑較小的容器中。⑤鉆孔完畢初期，孔內壁溫度較高，通過清水沖洗降至自然溫度后方可安排作業人員裝藥。⑥爆破所用藥劑進行防潮密封管理。⑦要求作業人員必須在工作平臺范圍內操作，確保施工作業人員身體狀況良好。

5 結語

綜上所述，土石方工程是建筑工程不可缺少的一項工序，決定著上層建筑的施工安全及穩定，施工過程中環境因素、技術因素及人員因素等均會對施工安全產生影響，如土方開挖環節的邊坡失穩、支護過程地下水位影響、爆破施工對作業人員的人身安全威脅等，應高度重視施工安全管理。山西省某甲級寫字樓項目為大型土石方工程，基坑深度達21.5m，在土石方施工過程中，經嚴格落實各項施工節點的安全管理，于要求工期內完成土石方施工，未出現一例安全事故。