山區(qū)高速公路橋隧連接工程陡坡樁基礎(chǔ)人工挖孔施工安全風(fēng)險(xiǎn)要點(diǎn)管理

■鄭培林

(漳州通平漳武高速公路有限公司，漳州 363000)

1 概述

福建省較多區(qū)域?yàn)樯綆X區(qū)域、丘陵地帶，高速公路修建采用的隧道與橋梁規(guī)模與數(shù)量占比高。 山區(qū)地形復(fù)雜、地質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣化、山體落差較大，在橋隧連接工程無法避免，橋梁樁基分布于陡坡上更是屢見不鮮[3]。由于橋梁樁基礎(chǔ)所穿越的環(huán)境、地理位置復(fù)雜多變，且受施工和自然水文地質(zhì)條件影響產(chǎn)生失穩(wěn)，導(dǎo)致橋梁樁基礎(chǔ)在施工過程中出現(xiàn)塌孔、傾斜、倒塌、樁基外露及滑坡等工程事故，對處于陡坡地段的樁基礎(chǔ)影響較大，嚴(yán)重威脅到施工人員的安全及施工進(jìn)度[1]。 因此需要對施工中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行評估。

2 橋隧連接工程陡坡樁基施工特點(diǎn)

山嶺區(qū)域、 丘陵地帶陡坡段橋梁樁基施工主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)交通運(yùn)輸極為不便，大型機(jī)械設(shè)備的運(yùn)輸、安裝難度較大；

(2)山區(qū)地址結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，存在大量的石塊、深溝、懸崖等傾斜巖面， 在鉆孔過程中容易造成偏孔、 成孔困難、卡鉆等諸多問題；

(3)取水困難，鉆孔灌注樁設(shè)備進(jìn)場施工便道開辟復(fù)雜，安全隱患高；

(4)建立一個(gè)較平緩、施工施工便捷的平臺(tái)難度大，且不利于施工周邊環(huán)境保護(hù)。

目前較常采用人工挖孔樁基施工工藝， 開挖前應(yīng)該做好相應(yīng)的安全措施，防止流砂、涌水、管涌等安全事故。

山區(qū)陡坡樁基人工挖空施工具有很大的難度。 現(xiàn)階段存在忽視山區(qū)陡坡地形地質(zhì)的復(fù)雜特性， 盲目照搬平地橋梁樁基的施工工藝、管理措施，難免出現(xiàn)各種工程病害，存在各類安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，直接影響工程進(jìn)度，同時(shí)給后續(xù)施工和運(yùn)營埋下安全隱患[1]。

3 工程概況

某高速公路A2 標(biāo)段共有樁基988 根， 其中涉及高陡邊坡需要采用人工挖孔工藝的樁基為740 根，具體：樁長20m 以下的樁基253 根； 樁長20m～30m 的樁基312根；樁長30m～40m 的樁基190 根；樁長40m 以上的樁基35 根。 該項(xiàng)目某橋樁基分布立面示意如圖1 所示。

(1)地形地貌及氣象特征

本標(biāo)段跨越地貌單元主要有低山山地、丘陵、殘疾臺(tái)地、山間凹地、河谷等，河谷區(qū)域多狹長陡峻,植被茂盛,水資源豐富。

(2)工程地質(zhì)特性

本區(qū)域?yàn)榈谒南档貙影l(fā)育，廣泛分布于山間低洼、河流階地及沖洪積平原區(qū), 主要有更新同殘坡積層和全新同沖洪積層。

(3)工程水文特征

圖1 項(xiàng)目某橋現(xiàn)場樁基分布立面示意圖

本工程范圍內(nèi)水系屬九龍江水系, 主要河流為九龍江花山溪支流及船廠溪支流。 區(qū)域內(nèi)河谷形態(tài)變化大,山區(qū)多呈“V”型,山間凹地多呈“U”型,且河曲發(fā)育。

4 人工挖空施工工藝

人工挖孔樁作業(yè)流程主要有測量放樣、清理地表、精確放樣、砌筑孔口施工平臺(tái)、搭設(shè)施工支架、開挖、終孔、下鋼筋籠、澆注混凝土。 具體施工流程圖見圖2。

圖2 樁基礎(chǔ)人工挖空施工流程圖

5 施工安全風(fēng)險(xiǎn)要點(diǎn)管理

本項(xiàng)目部分橋梁樁基擬采用人工挖孔。 人工挖孔樁風(fēng)險(xiǎn)防控應(yīng)重點(diǎn)考慮孔壁坍塌、孔內(nèi)昏厥、窒息、中毒、涌水、高墜、物打等。 主要防控措施及建議如下：

(1)在開挖過程前根據(jù)不同地址情況做好護(hù)壁方案設(shè)計(jì)，在開挖過程中必須認(rèn)真復(fù)核地質(zhì)情況，根據(jù)不同地址條件嚴(yán)格做好孔壁防護(hù)工作。 在施工過程中嚴(yán)格按照施工方案做好護(hù)壁。

(2)挖出的土方應(yīng)隨出隨運(yùn)，暫時(shí)不能運(yùn)走的應(yīng)堆放在距離孔口邊緣1.0m 以外區(qū)域， 且堆土高度不應(yīng)超過1.0m； 孔內(nèi)有人作業(yè)時(shí)，3.0m 以內(nèi)不得有機(jī)動(dòng)車輛行駛或停放，大型振動(dòng)設(shè)備停止作業(yè)。

(3)護(hù)壁混凝土應(yīng)按配合比進(jìn)行攪拌，粗骨料粒徑不要過大。 施工時(shí)要用機(jī)械攪拌，澆筑時(shí)必須用錘、鐵釬將混凝土振搗密實(shí)，使混凝土的坍落度、和易性、均勻性和密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(4)對于需要砼防護(hù)的孔壁，嚴(yán)格按規(guī)定的進(jìn)尺開挖，一般不大于1.0m(土質(zhì)不好時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少)，并隨挖隨護(hù)。嚴(yán)格控制拆模前護(hù)壁質(zhì)量， 確保護(hù)壁混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

(5)多孔同時(shí)施工時(shí)，應(yīng)采取間隔挖孔方法，相鄰樁不能同時(shí)挖孔、成孔，必須待相鄰樁孔澆灌完成混凝土之后才能挖孔，以保證土壁穩(wěn)定。 如孔壁土松軟，護(hù)壁與孔壁粘結(jié)力不夠，可采取錨釘法固壁。

(6)如遇致密堅(jiān)硬，硬度較大很難用風(fēng)鎬進(jìn)行人工挖掘的巖石，可以采用爆破技術(shù)對巖石進(jìn)行爆破處理。采用爆破方法擴(kuò)孔內(nèi)孤石或開挖孔底巖層時(shí)， 應(yīng)精心編制爆破施工方案，宜采用淺眼松動(dòng)爆破法，嚴(yán)格控制炸藥用量并在炮眼附近加強(qiáng)支護(hù)。 充分考慮爆破對孔壁體及護(hù)壁產(chǎn)生的不利影響，避免爆破引起塌孔。平時(shí)施工時(shí)要留意孔內(nèi)各種動(dòng)態(tài)，特別是孔內(nèi)爆破以后，如發(fā)現(xiàn)孔壁開裂變形或出現(xiàn)流沙、漏水等不良預(yù)兆時(shí)，施工作業(yè)人員應(yīng)迅速撤離工作面，并報(bào)告工地領(lǐng)導(dǎo)采取措施妥善處理。

孔樁爆破時(shí)在孔樁井口處采用鋼筋網(wǎng)、 彈簧片加鋼板及沙袋的多重覆蓋防護(hù)，采用Φ20 鋼筋焊接成間距為20cm 的矩形(L=B≥2.1m)的鋼筋網(wǎng)架，然后在鋼筋網(wǎng)上面再鋪設(shè)彈簧片(床墊的，緩沖作用)，然后鋪膠簾，最后在上面壓沙袋固定住覆蓋層。 具體爆破安全防護(hù)示意圖可參考圖3。

圖3 爆破安全防護(hù)示意圖

(7)質(zhì)量安全。人工挖空結(jié)束后，必須要對成孔質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保質(zhì)量安全。 根據(jù)規(guī)范[4]，需要符合表1 中的要求。

表1 成孔檢測質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合

6 常見安全問題及其成因分析

(1)成孔前期

存在因建立施工平臺(tái)過度開挖引起的生態(tài)環(huán)境破壞，進(jìn)而造成坡體滑塌、溜塌等安全問題，過度開挖見圖4。

圖4 過度開挖引起的安全隱患

(2)成孔期間

安全問題匯總及其成因分析見表2。

表2 成孔期間安全問題匯總

圖5 塌孔事故現(xiàn)場照片

(3)成樁后

成孔后的安全問題及其成因分析見表3。

表3 成孔后安全問題分析

圖6 樁側(cè)巖土體垮塌現(xiàn)場照片

(4)樁基礎(chǔ)灌注期間

樁基礎(chǔ)灌注期間， 主要的安全隱患是樁基礎(chǔ)的成樁完成性與施工人員安全，主要因素有：①施工人員安全意識(shí)淡薄，沒有嚴(yán)格遵循規(guī)章制度；②施工人員進(jìn)入孔內(nèi)分層振搗時(shí)，孔口未設(shè)置安全人員。

7 結(jié)語

(1)山區(qū)陡坡樁基礎(chǔ)施工過程中，要建立完善的組織結(jié)構(gòu)，對工作人員進(jìn)行安全教育，按照既定的管理制度，確定安全管理原則，在施工執(zhí)行階段，對每個(gè)施工程序及樁基施工安全點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格審核；

(2)山區(qū)陡坡樁基礎(chǔ)人工挖孔施工具有其特殊性，要在施工中掌握不同的施工工藝， 按照既定的管理要點(diǎn)和執(zhí)行方式進(jìn)行施工，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量等問題；

(3)山區(qū)陡坡樁基礎(chǔ)施工過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)比較大，要保證施工工作的順利進(jìn)行，必須對安全風(fēng)險(xiǎn)要點(diǎn)進(jìn)行管理，按照計(jì)劃執(zhí)行施工工藝。