市政工程基坑施工过程中的危险源与预防应对对策研究

2021-12-31叶建裕

科技创新与应用 2021年20期

叶建裕

（福建成森建设集团有限公司，福建龙岩364000）

在市政工程中基坑项目是一项基础环节，要求开挖基坑大于5m坑槽，周围地质条件、管线等均要综合分析与考察，保证基坑施工安全。但是现阶段市政工程数量增多，为了加强土地资源利用合理性，开发地下空间，城市中的高层建筑纷纷建设地下室。以往地下维护技术与现代建筑规范存在差异，按照市政工程对基坑施工的要求，为了保证地下空间部分施工安全，应该要重点考察危险源，做好基坑与建筑物监测，保证附近建筑物整体安全性。

1 市政工程基坑施工存在的危险源

针对市政工程而言，考察影响范围内所有建筑物、管线等潜在危险源，需要立足于工程地理位置、地质条件、水文条件等多个方面，并且参考危险源文件规定准确识别基坑施工关键风险源，具体包括以下内容：

（1）基坑土方开挖环节，关键危险因素包括基坑宽度开挖与最大开挖深度，容易导致支撑体系坍塌、机械故障等问题。

（2）基坑降水环节，关键危险因素包括降水含沙率较大、采用的水泵发生破损、止水阀失效等，容易引发地面或者建筑物不均匀沉降问题，而且基坑侧壁出现渗水现象，增加基坑坍塌概率。

（3）基坑支护环节，关键危险因素主要为支护不及时容易导致土地坍塌或者没有及时支撑出现的基坑变形与坍塌事故[1]。

（4）附近管线关键影响因素包括给排水管线、燃气管线、电力管线等，如果管线存在不均匀沉降，便会出现管壁裂缝、电力管线破损，还会导致大范围停电以及人员伤亡。

（5）临时用电建设环节，市政工程施工现场存在大量的临时用电设备，加之整体来说比较复杂、功率较大、用电环境潮湿等，如果控制不当，会引发触电与火灾等事故。

（6）雨季防洪，市政工程施工现场防水设施存在事故或者基坑排水受阻，均是关键危险因素，容易引发支护结构变形或者基坑坍塌等故障。

（7）现场起重吊装阶段，关键危险因素包括起重施工频率高、一次性投入大量物料，并且有交叉作业现象，容易引发起重机倾覆与高空坠物问题[2]。

（8）现场钢支撑的装卸，关键危险因素包括钢支撑布设过于密集以及应力变化没有及时解决，会引发支撑掉落与基坑坍塌等现象。

（9）施工现场钢管柱与附近土体开挖时，立柱两侧土体开挖存在较大高差，加上机械碰撞钢管柱会埋下危险因素，导致立柱与结构稳定性差。

2 市政工程基坑施工过程危险源识别方案

2.1 危险源识别流程

识别市政工程基坑施工中的危险源，按照现阶段安全管理要求，可以搭建施工现场危险源识别结构，并且明确识别顺序，具体如下：（1）搭建基坑施工危险源识别模型，获取现场施工各项数据，随即展开识别活动；（2）在市政工程基坑施工这一空间，分别从施工环境、机械设备、物料等方面展开识别，判断是否符合风险标准约束[3]。如果满足要求即可结束风险识别，若发现与风险标准约束不符，便要制定针对性的安全举措。开始风险识别活动之后，除了在基坑施工空间进行识别外，也可以结合现场施工全过程制定施工方案，在各个流程中识别危险因素；（3）开始危险因素识别后，便可以组织施工人员参与培训并且做好技术交底。若这一流程不符合规定，需要及时提出预警，若通过考核便可以自动生成安全风险报告。

根据以上危险源识别流程，可以保证基坑施工安全性，利用数据提取插件采集危险源数据，展开施工环境、机械设备、物料、施工流程等的推理，将基坑施工与施工方案充分融合，详细分解基坑施工流程，识别其中潜在的危险因素，也可以为施工安全交底提供参考依据。

2.2 危险源识别与评价方法

市政工程基坑施工现场危险源的总结，建议采用合理的识别与评价方法。一般需要遵循动态性原则，一旦现场施工发生变化，便要重新辨别危险源。比较常见的危险源识别与评价方法包括交谈法、观察法、资料查询法、任务分析法等。市政工程中的基坑施工，一般包括物理性危险、化学性危险、生物性危险、生理性危险、行为性危险与其他危险这六种类型。

组织基坑施工危险源评价，要按照市政工程特征，了解工程类型、实际规模、现场管理情况等，全方位分析潜在危险因素，精准识别危险源[4]。结合已经发现的危险源展开评价，明确事故影响范围严重后果，如果发现危险源导致后果十分严重，便可以将其认定为重大危险源。对于危险源导致伤害范围与实效性等，必须要制定针对性的技术性举措及时解决，并且体现在安全管理与培训当中。选择危险源评价方法包括安全检查表法、危险指数法、预见危险分析法、故障假设分析法、危险与可操作性研究法、故障类型与影响分析法、事故树分析法、定量风险评价分析法这八种，具体要与基坑施工要求、现场情况等充分结合，选择合适的评价方法，制定安全风险评价报告，为制定应对措施提供参考。

3 市政工程基坑施工过程中危险源预防应对建议

3.1 基坑开挖环节应对措施

前期制定基坑施工规划时应该交由专家进行评审，通过审核后进行具体的开挖工作。建议基坑周围展开防排水处理，挡土墙外侧可以设置排水沟，而且外侧地面背离基坑进行找坡硬化封闭处理，以免出现地面积水下渗问题，也可以杜绝基坑外部的积水进入到围挡内部。开挖基坑时可以采用拉马道这一方法，将桩间土及时封闭，尽可能地缩短坑壁暴露时效。开挖基坑土体所获得的空间与实际开挖效率必须要保证协调性，要求土体开挖纵坡不能过陡，且标准以1：1.25为宜，台阶高度与层后开挖适中即可[5]。

当基坑开挖至不同层级支撑下方的0.8m，此时要进行施作支撑，可以规避该环节导致的基坑变形问题。现场施工人员开挖基地到上方30cm土层与桩间土体位置，能够减少超挖对于原状土体的干扰。基坑开挖之前，现场技术人员全面审核地质资料，了解围护桩施工中与孔内土质的数据，明确危险源，制定针对性的预防对策以及局部加强举措。

市政工程基坑开挖设置马道，按照实际施工进度，对应的工作面也可以设置上下通道，一旦发生危险可以快速组织施工人员撤离。除此之外，盖挖段围护桩与钢管桩的承受能力，要以承受盖挖顶板施加竖向荷载为基准。现场施工过程中围护桩与钢管柱要定期监控，尤其要对沉降问题加以控制。基坑开挖应该关注天气情况，避免在雨期开挖施工，并且在大雨来临之前做好边坡覆盖防护作业。

3.2 管线保护环节应对措施

市政工程基坑开挖所处范围内所有管线要做好安全保护工作，例如电力排管横跨基坑可以采用悬吊保护的方式，埋深设置为1.4m，横跨基坑长度以27.6m为宜[6]。关于电力排管悬吊保护的具体操作，建议通过组合式贝雷梁展开，基坑边位置可以设置悬梁悬吊梁支座，吊带选择钢丝绳，搭建悬吊体系，由施工人员调整管线标高。与此同时，特制弧形托板等安装结束之后，管线悬吊保护也可以大致结束。按照基坑现场与管线施工情况，明确管线悬吊标高，随后对吊筋螺母进行调整便可以保证管线标高合理性。现场管线布设需要设置沉降观测点，在悬吊保护工作完成之后，管线上方位置可以设置沉降监测点，尤其是管线保护工作实施过程中，应该定期组织监测。以每2天1次为宜。基坑施工如果出现特殊问题，应该增加监测频率，获取到的监测数据上报管线监护人员，按照数据分析结果制定处理方案。若管线沉降大于允许值，便要及时调整螺母与管线标高[7]。

3.3 附近建筑物应对措施

基坑附近建筑物要在前期组织调查与勘测，明确建筑物结构。开始施工之前实施鉴定，结合建筑物实际情况详细记录数据，制定应对方案。例如房屋建筑基础建议运用袖阀管注浆加固保护方法，该方法要在现场布设袖阀管，控制长度为5m，布设顺序为围护桩、袖阀管、袖阀管、围护桩。进行袖阀管注浆时要求扩散半径大于400mm，期间注浆压力方面，以初压0.2MPa-1MPa、稳压1.5MPa为准。按照注浆效果可以实时调整。将袖阀管的入射角度调整为水平夹角，具体应控制在15°-20°之间，与基础底部之间的距离大于1.5m。在注浆过程中水和水泥体积比设置为1：1，按照实际情况对降水环节出水含砂率进行控制，关注建筑物附近土体沉降问题，做好建筑物监测。

3.4 支撑体系应对措施

基坑施工过程中基坑竖向可以设置三道支撑，其中第一道钢支撑位置应选择冠梁上方，第二道与第三道钢支撑，可以选择在钢围檩上方布设。市政工程搭建支撑体系也可以布设五道支撑，按照顺序分别为混凝土支撑和钢支撑、钢支撑、钢支撑、钢支撑，布设位置均设置于钢围檩。与此同时，钢围檩、围护桩中间间隙填充采用C30细石混凝土，要求混凝土和坑壁表面之间垂直，而且要紧密贴合，保证受力均匀。位于钢围檩下方可以设置固定支托，并且采用钢丝绳进行加固防护。支撑托架牛腿、连系结构之间务必要紧密衔接，以免钢支撑与钢围檩在振动作用下出现滑落。

当基坑开挖到支撑设计标高下方的0.8m可以终止开挖，在基坑中架设钢支撑，根据设计规范向钢支撑施加预加力，保证围护结构变形满足设计允许值要求。当支撑架设结束之后，由施工人员检查是否稳定，确保安全后，可以继续后续的开挖作业。为了避免钢支撑与钢围檩架设之后突然脱落，或者基坑内部起吊施工发生碰撞滑落，建议钢支撑的两端上方部位的围护桩中打入膨胀螺栓，通过钢丝绳固定。钢支撑两端基坑开挖过程中。钢管柱与格构柱的附近土方务必要保证对称性，尤其是两侧高差必须小于0.5m，针对暴露钢管柱与格构柱，需要在暴露位置缠绕警示标志，立柱周围机械设备的操作要由专业人员负责指挥，以免机械设备与立柱之间发生碰撞。