城市地下箱涵改造工程的安全管理難點(diǎn)及對策

宋 凱（上海華城工程建設(shè)管理有限公司，上海 200233）

0 引 言

城市地下箱涵改造工程施工作業(yè)面往往非常有限，屬于有限空間作業(yè)。有限空間，又被稱作受限空間或密閉空間，是指封閉或部分封閉的，進(jìn)出口狹窄有限的，作業(yè)人員不能長時(shí)間在內(nèi)工作的，自然通風(fēng)不良的，易造成有毒有害、易燃易爆物質(zhì)集聚或氧含量不足的空間。有限空間作業(yè)是指作業(yè)人員進(jìn)入有限空間實(shí)施的作業(yè)活動(dòng)。有限空間作業(yè)所涉及的行業(yè)領(lǐng)域廣泛、所處的環(huán)境復(fù)雜、所面臨的不確定因素眾多，如果防范措施不到位，極有可能發(fā)生中毒、窒息、觸電、燃爆和淹溺等安全生產(chǎn)事故；如果作業(yè)人員遇險(xiǎn)，盲目施救或救援方法不當(dāng)，也很容易導(dǎo)致傷亡人數(shù)擴(kuò)大。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅在 2001年—2009年，在有限空間實(shí)施作業(yè)過程中發(fā)生一次死亡3人及以上的事故總數(shù)為 668 起，死亡人數(shù)共 2 699 人，每年平均死亡人數(shù) 300 余人。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年，截至 4月初，全國在有限空間作業(yè)中發(fā)生安全事故已達(dá)5起，累計(jì)造成9人死亡、3人失聯(lián)、2 人受傷。從以上統(tǒng)計(jì)可以看出，有限空間作業(yè)極易造成安全事故。

當(dāng)前，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，城市地下管網(wǎng)規(guī)模也迅速擴(kuò)大，地下管網(wǎng)的施工與修復(fù)工程項(xiàng)目大量涌現(xiàn)。這類工程的有限空間作業(yè)勢必會成為未來安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控的重點(diǎn)之一。本文以上海某地下箱涵改造工程的項(xiàng)目施工為例，介紹了有限空間作業(yè)的特點(diǎn)和難點(diǎn)，有針對性地提出了相應(yīng)措施和對策，以期為類似工程提供有益的參考。

1 項(xiàng)目簡介

上海某地下箱涵改造工程，箱涵尺寸分 2 400 mm×1 800 mm 和 2 200 mm×2 000 mm兩種，共分5段，累計(jì)長度為2 250 m。工程施工涉及 3 條軌交線、沿線 4 座泵站及周邊其他重要構(gòu)筑物。由于老箱涵年久失修以及管理上的缺失，箱涵內(nèi)部積淤深度超過 1 m，內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，基本已失去城市排污干線的使用價(jià)值。因此，必須對該地下箱涵進(jìn)行改造，以恢復(fù)其使用功能。

結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，最終決定箱涵的修復(fù)采取以下方式：底板澆注無機(jī)防腐砂漿、錨栓固定、頂板植筋、焊接與噴射高強(qiáng)砂漿、頂板與側(cè)壁出不銹鋼板焊接等。結(jié)合施工現(xiàn)場的情況，最終確定箱涵修復(fù)施工工藝的主要流程，具體如下：交通組織→平面布置→臨排系統(tǒng)布置（臨泵井施工、入流井施工、臨排管施工）→箱涵封堵→投料通風(fēng)井施工→閘門壓力井改建→通風(fēng)照明→沉積厚度檢測→清淤→CCTV（Closed Circuit Television，閉路電視）檢查及結(jié)構(gòu)復(fù)核檢測→內(nèi)壁鑿毛→頂板修復(fù)（植筋、焊接鋼筋網(wǎng)片、頂板噴涂高強(qiáng)砂漿）→不銹鋼安裝焊接→底板修復(fù)→支模灌漿→CCTV 檢測→閉水試驗(yàn)→臨排系統(tǒng)拆除→場地恢復(fù)。

2 工程特點(diǎn)和安全管理的難點(diǎn)分析

本工程地下箱涵修復(fù)工程，地下箱涵尺寸為 2.4 m×1.8 m、2.2 m×2.0 m，施工作業(yè)面狹小，空氣流通性不好，箱涵淤積的污泥、污水及廢氣極易造成施工人員中毒與窒息；施工環(huán)境潮濕多水，施工采用大量電器，電器漏電可能造成施工人員觸電事故；施工機(jī)械傷害與有毒有害氣體爆炸并引起火災(zāi)都有可能發(fā)生。另外，工程地處市區(qū)，工地附近有軌交線、泵站及重要構(gòu)筑物。盡管地下箱涵修復(fù)工程是在箱涵內(nèi)部，但是，地下箱涵修復(fù)過程中，可能引起地基產(chǎn)生較大變形，從而危及軌交、泵站等構(gòu)筑物的安全。

3 安全管理的針對性措施

3.1 強(qiáng)化安全教育

通過對歷年來有限空間作業(yè)事故原因進(jìn)行分析，結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況可知：中毒窒息、電器漏電、作業(yè)傷害以及火災(zāi)爆炸發(fā)生的概率較大，且一旦發(fā)生安全事故，將出現(xiàn)群死群傷的現(xiàn)象。施工單位組織施工作業(yè)人員，針對本工程大力開展有限空間危險(xiǎn)作業(yè)安全宣傳教育。結(jié)合事故案例分析，使作業(yè)人員了解事故發(fā)生的類型，以及事故的危險(xiǎn)性和危害因素。通過教育，提高作業(yè)人員的自我保護(hù)意識和安全防范技能，同時(shí)制定有針對性的安全技術(shù)措施和緊急狀態(tài)下的應(yīng)急救援措施，并進(jìn)行應(yīng)急救援演練（桌面推演），通過演練進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

3.2 強(qiáng)化安全管理

分析歷年來有限空間作業(yè)事故原因得知，監(jiān)管不力往往也是造成有限空間作業(yè)安全事故的主要原因之一。因此，必須強(qiáng)化有限空間作業(yè)的安全管理，以保證作業(yè)的安全實(shí)施。

施工單位高度重視有限空間危險(xiǎn)作業(yè)的安全管理，除制定規(guī)程、編制方案外，尤其加強(qiáng)有限空間作業(yè)的準(zhǔn)備工作，同時(shí)執(zhí)行“先通風(fēng)，再檢測，后作業(yè)”的原則。

在進(jìn)入有限空間作業(yè)之前先通風(fēng)，然后要對其中的氣體成分進(jìn)行檢測，并且要在非接觸情況下按以下順序進(jìn)行檢測：確保氧氣濃度不低于國家相關(guān)規(guī)定，不存在易燃、易爆氣體；有毒氣體的濃度低于國家相關(guān)規(guī)定。在進(jìn)行非接觸檢測并確認(rèn)空間安全可以進(jìn)入后，檢測人員發(fā)放進(jìn)入許可證，允許員工進(jìn)入有限空間進(jìn)行作業(yè)。

3.3 布設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)

施工單位將兩個(gè)相鄰?fù)读贤L(fēng)井作為一段施工供風(fēng)段，進(jìn)入箱涵施工前，在該段箱涵兩座投料通風(fēng)井井口分別布置 1 臺離心風(fēng)機(jī)，一處風(fēng)機(jī)送風(fēng)，一處風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，并在每個(gè)作業(yè)點(diǎn)配置 1 臺軸流風(fēng)機(jī)，保證箱涵內(nèi)通風(fēng)換氣次數(shù)不小于 12 次/h，從而大大降低施工場地內(nèi)可燃、有毒、窒息性氣體的濃度。

3.4 布設(shè)臨電系統(tǒng)

地上所有一級電箱及二級電箱接地樁采用角鋼，埋入深度在 2.5 m 以上，接地線采用黃綠雙色 PE 接地線。一、二級電箱配有熔斷器，一、二、三級電箱均配有漏電保護(hù)器。施工用箱變?yōu)閮陕?200 kVA 電源，一路電源供潛水泵作臨排用電，通過 YJV3×150＋2×70 電纜接入臨泵動(dòng)力柜，外套電纜保護(hù)管；一路電源供箱涵修復(fù)施工用電，通過YJV3×120＋2×70 電纜接入一級箱，外套電纜保護(hù)管，隨后通過 YJV3×50＋2×25 電纜接入二級箱。一、二級箱均布置在井上，箱涵內(nèi)施工用電通過 RVV4×4 電纜接入三級箱（供 380 V 電器用電）、RVV3×2.5 電纜接入三級箱（供220 V 電器用電），箱涵內(nèi) 24 V 低壓燈帶通過井上變壓器接電，所有三級箱電纜均掛在箱涵一側(cè)布置。施工作業(yè)人員戴便攜式頭燈及 12 V 手持 LED 行燈進(jìn)入箱涵內(nèi)作業(yè)。

3.5 有限空間監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）作業(yè)區(qū)監(jiān)測：下井作業(yè)的施工作業(yè)人員隨身攜帶氣體檢測儀（M40）、對講機(jī)、智能監(jiān)測手環(huán)、氧氣報(bào)警器以及針對各施工階段的防護(hù)裝備（如潛水服、空氣呼吸機(jī)、護(hù)目鏡等），地上監(jiān)護(hù)人員利用電腦實(shí)時(shí)監(jiān)控施工環(huán)境及下井作業(yè)人員的健康數(shù)據(jù)，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)報(bào)警或氧氣報(bào)警器報(bào)警，立即啟動(dòng)應(yīng)急措施。同時(shí)，下井作業(yè)人員連續(xù)作業(yè)不超過 2 h，避免因人員疲勞、泄漏、毒氣釋放、溫度變化等而發(fā)生機(jī)械傷害、燃爆、有毒氣體傷害、窒息等安全事故。

（2）沿線軌交、泵站及構(gòu)筑物監(jiān)測：利用 BIM 手段，模擬施工路線，在沿線軌交、泵站及構(gòu)筑物布設(shè)控制點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)通過后臺匯入電腦。一旦出現(xiàn)報(bào)警，立即啟動(dòng)應(yīng)急措施，落實(shí)相應(yīng)保護(hù)措施，必要時(shí)暫停施工。

3.6 地面視頻布設(shè)與運(yùn)行

每塊施工圍擋場地內(nèi)和箱涵內(nèi)施工區(qū)域沿線均設(shè)置 1套高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)觀測施工場地內(nèi)及箱涵內(nèi)施工情況。安排專人對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和視頻收集，并做好相關(guān)記錄，發(fā)現(xiàn)有限空間內(nèi)有違規(guī)作業(yè)行為，立即通知作業(yè)班組人員停止作業(yè)進(jìn)行整改，并做好截圖記錄、開具整改通知單，做到全過程嚴(yán)密監(jiān)控，保證現(xiàn)場受控。

3.7 先進(jìn)設(shè)備的采用

地下箱涵修復(fù)工程擬在工程箱涵內(nèi)清淤以及鋼板內(nèi)襯焊接兩個(gè)方面采用先進(jìn)設(shè)備?？紤]到本工程箱涵內(nèi)淤塞不暢、空間狹小、環(huán)境惡劣，人工清淤施工困難，且極易造成有毒氣體傷害或淹溺等安全事故，項(xiàng)目擬采用下水道清淤機(jī)器人進(jìn)行箱涵的清淤工作。廊坊四條方涵清淤工程是國內(nèi)首例下水道清淤機(jī)器人大型箱涵清淤工程。施工單位采用箱涵清淤機(jī)器人替代人工下井清淤的傳統(tǒng)高危施工方法，在無需斷水截流的工況下，通過全作業(yè)面視頻及感應(yīng)監(jiān)控，完成箱涵清淤工作，且污泥運(yùn)至地面后立即進(jìn)行無害化處理，經(jīng)除臭脫水控制，將改良后的無臭污泥直接運(yùn)至污泥處置地，既加快了施工進(jìn)度，又節(jié)約了工程開支，也避免了安全事故的發(fā)生。結(jié)合廊坊四條方涵清淤工程的成功經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目在條件允許的工作面上也將采用下水道清淤機(jī)器人完成箱涵的清淤工作。

本工程需要對鋼板內(nèi)襯進(jìn)行焊接，且焊縫要求達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)，因而選用氬弧焊替代傳統(tǒng)焊接工藝。在電弧的作用下，氬弧焊雖然也會產(chǎn)生氮氧化物、臭氧及金屬煙塵，但是這些物質(zhì)數(shù)量不大，且通過通風(fēng)系統(tǒng)也將大大減小煙霧對人體的傷害。

4 實(shí)施效果

通過對地下箱涵修復(fù)工程的施工，可以發(fā)現(xiàn)：地下箱涵修復(fù)工程屬于有限空間作業(yè)。有限空間作業(yè)的事故發(fā)生的原因多且復(fù)雜、事故發(fā)生率高，一旦發(fā)生事故極易導(dǎo)致群死群傷，造成的社會影響也比較大。本地下箱涵修復(fù)工程項(xiàng)目，由于采用的措施得當(dāng)，經(jīng)過 8 個(gè)月的精心施工，得以圓滿完成；在有限空間作業(yè)過程中，也未出現(xiàn)人員傷亡以及危及周圍建筑物的事故。

5 結(jié) 語

本文結(jié)合某城市地下箱涵修復(fù)工程施工，介紹了箱涵修復(fù)過程中有限空間事故的危害性。針對項(xiàng)目施工的難點(diǎn)，采取強(qiáng)化安全教育、強(qiáng)化安全管理等措施，并結(jié)合現(xiàn)場通風(fēng)系統(tǒng)、臨電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)施，有效避免了有限空間作業(yè)時(shí)發(fā)生各類安全生產(chǎn)事故的可能，保障了作業(yè)人員以及周圍建筑的安全。