一种有效降低加油站深基坑作业安全风险施工方法研究

潘朝发

(中国石化销售有限公司贵州石油分公司，贵州贵阳 550003)

随着近年环保管理要求提高，加油站必须进行双层油罐或防渗池改造，部分新建或改建加油站因地质条件复杂等特殊原因，深基坑内油罐需要填充墙围护。特别是在原址基础之上进行的防渗施工改造，多为重新更新为双层罐或设置防渗池，施工周期短，施工作业面窄，施工环境复杂，施工风险点多，发生事故概率较高。如何有效降低防渗改造深基坑施工作业安全风险，是成品油销售企业面临的安全课题。

1 加油站防渗改造深基坑作业安全风险

在加油站防渗改造过程中，部分油罐池设置在罩棚底下或地面承重的储罐区，需要设计承重框架结构，为保护储油罐安全，通常在承重框架结构四周设计填充墙。特别是在现有加油站罩棚下开挖罐池，基坑放坡存在一定困难，地基开挖后罩棚柱原有地质结构和应力发生变化，在深基坑内填充墙砌砖、新油罐吊装等作业存在垮塌、高处坠落、起重作业风险等风险[1]。

1.1 垮塌风险

a) 基坑垮塌风险。原址改造加油站受作业场所、施工周期等因素制约，部分深基坑无法完全做到放坡处理或基坑支护，未完全达到理想安全作业条件，长时间作业，有深基坑垮塌造成人员伤亡风险。部分深基坑开挖后，由于地下水位较浅，导致基坑积水，侵蚀基坑基础，既不便于施工，又增加深基坑垮塌风险。

b) 罩棚垮塌风险。在罩棚下开挖深基坑的作业，由于在一定程度上破坏原有地质结构和应力，罩棚及立柱稳定性随时间推移逐步降低，在未及时回填的情况下，作业时间越长，风险越大。

c) 填充墙垮塌风险。罐池填充墙快速砌砖过程中容易发生墙体垮塌，深基坑内空间狭小，逃生困难，人员伤亡风险大。

1.2 高处坠落风险

油罐池基坑深度通常在4.5 m左右，罐池填充墙砌砖高度在4.1 m左右。墙体砌砖达到3 m高以后，部分施工高处作业安全措施不到位，移动式高处作业平台或者脚手架不规范，安全绳难以做到高挂低用，施工人员随意行走在墙体顶部，高处作业活动频繁，高处坠落风险大[2]。

1.3 起重作业风险

车罩棚下吊装新油罐，存在重物坠落风险；新油罐校位固定时存在机械伤害、物体打击等伤害风险；吊机靠近深基坑边缘作业，存在吊机倾翻风险。

2 加油站深基坑填充墙传统施工方法及存在问题

承重设计的罐池深基坑作业主要涉及基坑基础底板作业、框架结构钢筋柱绑扎、混凝土浇筑、填充墙砌砖、新罐吊装、回填等工序。

a) 基坑基础作业。罐池基坑开挖后，根据基坑基础情况和场地实际情况，采用放坡或者基坑支护形式，确保深基坑稳定。

b) 钢筋柱绑扎。在完成基坑基础底板作业后，开始做框架结构钢筋柱绑扎，绑扎钢筋柱高度4 m以上，主要存在的问题有：①搭设临时高处作业平台施工方时间和费用成本较高，作业人员主观上不愿意系安全带，施工方和作业人员都缺乏主观能动性；②多数情况搭设的临时高处作业平台并不规范，甚至出现作业人员直接站在钢筋骨架上或攀登骨架，违章现象难以杜绝。

c) 混凝土浇筑。框架结构钢筋柱钢筋绑扎和支模完成后，完成混凝土浇筑。

d) 填充墙砌砖。钢筋柱和支模、混泥土浇筑完成后，开始砌填充墙，一般直接砌墙至4.1 m高。主要存在几个问题：①填充墙高度3 m以上达到高处作业标准，搭设的高处作业平台多数不规范，安全保障不到位；②砌砖过程中，由于施工过程传递材料等需要，少部分人违章直接在墙体顶部来回行走，随着墙体高度增高，坠落伤害风险度越来越大；③由于填充墙非剪力墙，采用普通砖头加水泥砂浆砌，墙体单薄，高度越高，倒塌风险越大。

e) 新罐吊装。存在问题：①吊机司机观察油罐吊装视角范围受限大；②指挥人员观察油罐下吊过程中的视线范围受限，会在吊机下违规停留；③新油罐校位时，由于观察视线较窄，存在被挤压、物体打击等伤害风险；④为进一步拓展视线，吊机最大程度靠近深基坑边缘，地基不牢，存在吊机倾翻风险。

f) 油罐池回填。油罐吊装安装完毕，采用挖机作业回填细沙，开始工艺安装程序。

3 深基坑填充墙砌砖“两段”施工法

防渗改造深基坑填充墙砌砖“两段”施工方法，是在罐池基础底板完工后，采用两次砌砖方法，第一次砌砖高度至2.6 m左右，开始吊装新油罐，吊装完毕回填砂石覆盖罐池，提升施工作业基础面至2.6 m；再继续第二次砌砖至4.1 m左右，再次回填罐池。整个砌砖过程中，施工基准面均未达到2 m高处作业标准要求，大幅减少高处作业活动，减少人员在深基坑底部作业时间，有效降低深基坑带来的施工负面影响，增加起重作业可操作性和安全度，减少人员违章，从而提升施工本质安全度。

3.1 钢筋柱绑扎、支模和浇筑

在完成基坑基础底板作业后，开始做框架结构钢筋柱绑扎和支模，绑扎钢筋柱和支模高度2.6 m左右，采用基准面1.5～1.8 m左右的简易作业平台，不强制系安全带，操作方便、快捷，施工方、作业人员都容易接受。

3.2 填充墙一次砌砖

在做钢筋柱绑扎和支模的同时，开始填充墙砌砖，油罐池四周钢筋柱采用砖模，在砌墙体时一并施工，墙体砌砖高度2.6 m左右。采用基准面1.5～1.8 m左右的简易作业平台，不强制系安全带，作业平台简易，施工方、作业人员都容易接受，操作方便、快捷。

3.3 油罐吊装

基坑深度4.5 m，墙体高度2.6 m左右，新油罐距离墙体一般在50～100 cm左右，罩棚高度一般在5～7 m，吊机操作界面和视线较传统砌砖方法拓宽30%左右范围。

3.4 油罐池一次回填

在油罐吊装完毕后，采用挖机进行一次回填，回填高度2.6 m左右(油罐高度在2.6 m左右)，重新形成一个高度1.9 m左右的基坑作业面。

3.5 混凝土浇筑

油罐池一次回填完毕后，完成混凝土浇筑。砖模在一次回填之后浇筑，木模可以在一次回填之前浇筑，也可以在一次回填之后浇筑。

3.6 填充墙二次砌砖、钢筋柱支模

重复一次砌砖做法，1.5 m高的基坑内砌砖作业，基本不采用作业平台。墙体砌砖达到4.1 m左右后罐池二次回填、混泥土浇筑，整个深基坑作业完毕。

4 方法比较

对传统砌砖法和“两段”砌砖施工法从高处作业、基坑及罩棚垮塌风险、吊装作业风险、挤压风险、物体打击风险以及深基坑作业时间等进行比较，结果见表1。

表1 深基坑砌砖传统做法和“两段”砌砖施工法比较

通过比较，深基坑“两段”施工法有以下优点：

a) 高处作业活动大幅下降。由于深基坑内砌砖作业基准面均达不到2 m高，理论上钢筋柱绑扎、墙体砌砖等作业基本不存在高处作业，高处作业活动大幅下降。

b) 基坑、罩棚垮塌风险降低。通过比较，“两段”施工法减少人员在深基坑底部50%左右作业时间。即使遇到基坑积水，通过快速回填，即可减少基坑垮塌风险。由于基坑回填时间缩短，罩棚及立柱基础稳定性相对增加，减少垮塌风险。

c) 增加起重作业可操作性和安全度。由于填充墙高度只有2.6 m左右，基坑内可观察区域扩大，同样起重条件下起重司机和指挥人员视线较传统做法拓宽30%左右范围，减少操作和观察盲区，提高操作安全度，降低挤压或物体打击风险(图1)。

图1 基坑施工吊装作业示意

d) 有效降低高处坠落伤害程度。由于可能仍存在墙体顶部行走等少数违章情况，在2.6 m和4.1 m坠落高度条件下，理论上坠落冲击力降低20%左右，同时，由于二次回填基础面为细沙，坠落高度低于1.5 m，地面细软，总体上伤害程度大幅减少。

e) 降低施工管理难度。由于几乎不涉及高处作业，一般情况下无需强制系安全带，无需复杂的高处作业平台，吊装作业可观察范围相对扩大，增加作业便利性，受到施工方和作业人员的欢迎，提高施工方和作业人员遵章守纪能动性，降低施工现场安全管理难度。

f) 经济性和安全性取得很好的平衡。“两段”施工方法通过提前优化施工组织，备齐材料及人员，做好施工现场协调沟通，减少了违章停工时间，实践中并未增加施工时间和成本，从而较易取得安全性、经济性综合平衡。

5 施工实践及成效

由于深基坑砌砖“两段”施工法的优势，自推广实践应用以来，获得了各参建方积极评价和认同，已在多座防渗改造施工站中推广应用，特别是在场地受限、罩棚底下深基坑填充墙砌砖作业，效果明显。通过SAI观察分析，违章行为大幅降低，取得了较好的安全性、经济性综合平衡，在大多数施工条件下可积极推广使用，在实践中不断完善，提升施工本质安全。