市政工程基坑施工過程中的危險源與預(yù)防應(yīng)對對策研究

葉建裕

（福建成森建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 龍巖364000）

在市政工程中基坑項目是一項基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，要求開挖基坑大于5m坑槽，周圍地質(zhì)條件、管線等均要綜合分析與考察，保證基坑施工安全。但是現(xiàn)階段市政工程數(shù)量增多，為了加強土地資源利用合理性，開發(fā)地下空間，城市中的高層建筑紛紛建設(shè)地下室。以往地下維護(hù)技術(shù)與現(xiàn)代建筑規(guī)范存在差異，按照市政工程對基坑施工的要求，為了保證地下空間部分施工安全，應(yīng)該要重點考察危險源，做好基坑與建筑物監(jiān)測，保證附近建筑物整體安全性。

1 市政工程基坑施工存在的危險源

針對市政工程而言，考察影響范圍內(nèi)所有建筑物、管線等潛在危險源，需要立足于工程地理位置、地質(zhì)條件、水文條件等多個方面，并且參考危險源文件規(guī)定準(zhǔn)確識別基坑施工關(guān)鍵風(fēng)險源，具體包括以下內(nèi)容：

（1）基坑土方開挖環(huán)節(jié)，關(guān)鍵危險因素包括基坑寬度開挖與最大開挖深度，容易導(dǎo)致支撐體系坍塌、機械故障等問題。

（2）基坑降水環(huán)節(jié)，關(guān)鍵危險因素包括降水含沙率較大、采用的水泵發(fā)生破損、止水閥失效等，容易引發(fā)地面或者建筑物不均勻沉降問題，而且基坑側(cè)壁出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，增加基坑坍塌概率。

（3）基坑支護(hù)環(huán)節(jié)，關(guān)鍵危險因素主要為支護(hù)不及時容易導(dǎo)致土地坍塌或者沒有及時支撐出現(xiàn)的基坑變形與坍塌事故[1]。

（4）附近管線關(guān)鍵影響因素包括給排水管線、燃?xì)夤芫€、電力管線等，如果管線存在不均勻沉降，便會出現(xiàn)管壁裂縫、電力管線破損，還會導(dǎo)致大范圍停電以及人員傷亡。

（5）臨時用電建設(shè)環(huán)節(jié)，市政工程施工現(xiàn)場存在大量的臨時用電設(shè)備，加之整體來說比較復(fù)雜、功率較大、用電環(huán)境潮濕等，如果控制不當(dāng)，會引發(fā)觸電與火災(zāi)等事故。

（6）雨季防洪，市政工程施工現(xiàn)場防水設(shè)施存在事故或者基坑排水受阻，均是關(guān)鍵危險因素，容易引發(fā)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形或者基坑坍塌等故障。

（7）現(xiàn)場起重吊裝階段，關(guān)鍵危險因素包括起重施工頻率高、一次性投入大量物料，并且有交叉作業(yè)現(xiàn)象，容易引發(fā)起重機傾覆與高空墜物問題[2]。

（8）現(xiàn)場鋼支撐的裝卸，關(guān)鍵危險因素包括鋼支撐布設(shè)過于密集以及應(yīng)力變化沒有及時解決，會引發(fā)支撐掉落與基坑坍塌等現(xiàn)象。

（9）施工現(xiàn)場鋼管柱與附近土體開挖時，立柱兩側(cè)土體開挖存在較大高差，加上機械碰撞鋼管柱會埋下危險因素，導(dǎo)致立柱與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。

2 市政工程基坑施工過程危險源識別方案

2.1 危險源識別流程

識別市政工程基坑施工中的危險源，按照現(xiàn)階段安全管理要求，可以搭建施工現(xiàn)場危險源識別結(jié)構(gòu)，并且明確識別順序，具體如下：（1）搭建基坑施工危險源識別模型，獲取現(xiàn)場施工各項數(shù)據(jù)，隨即展開識別活動；（2）在市政工程基坑施工這一空間，分別從施工環(huán)境、機械設(shè)備、物料等方面展開識別，判斷是否符合風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)約束[3]。如果滿足要求即可結(jié)束風(fēng)險識別，若發(fā)現(xiàn)與風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)約束不符，便要制定針對性的安全舉措。開始風(fēng)險識別活動之后，除了在基坑施工空間進(jìn)行識別外，也可以結(jié)合現(xiàn)場施工全過程制定施工方案，在各個流程中識別危險因素；（3）開始危險因素識別后，便可以組織施工人員參與培訓(xùn)并且做好技術(shù)交底。若這一流程不符合規(guī)定，需要及時提出預(yù)警，若通過考核便可以自動生成安全風(fēng)險報告。

根據(jù)以上危險源識別流程，可以保證基坑施工安全性，利用數(shù)據(jù)提取插件采集危險源數(shù)據(jù)，展開施工環(huán)境、機械設(shè)備、物料、施工流程等的推理，將基坑施工與施工方案充分融合，詳細(xì)分解基坑施工流程，識別其中潛在的危險因素，也可以為施工安全交底提供參考依據(jù)。

2.2 危險源識別與評價方法

市政工程基坑施工現(xiàn)場危險源的總結(jié)，建議采用合理的識別與評價方法。一般需要遵循動態(tài)性原則，一旦現(xiàn)場施工發(fā)生變化，便要重新辨別危險源。比較常見的危險源識別與評價方法包括交談法、觀察法、資料查詢法、任務(wù)分析法等。市政工程中的基坑施工，一般包括物理性危險、化學(xué)性危險、生物性危險、生理性危險、行為性危險與其他危險這六種類型。

組織基坑施工危險源評價，要按照市政工程特征，了解工程類型、實際規(guī)模、現(xiàn)場管理情況等，全方位分析潛在危險因素，精準(zhǔn)識別危險源[4]。結(jié)合已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的危險源展開評價，明確事故影響范圍嚴(yán)重后果，如果發(fā)現(xiàn)危險源導(dǎo)致后果十分嚴(yán)重，便可以將其認(rèn)定為重大危險源。對于危險源導(dǎo)致傷害范圍與實效性等，必須要制定針對性的技術(shù)性舉措及時解決，并且體現(xiàn)在安全管理與培訓(xùn)當(dāng)中。選擇危險源評價方法包括安全檢查表法、危險指數(shù)法、預(yù)見危險分析法、故障假設(shè)分析法、危險與可操作性研究法、故障類型與影響分析法、事故樹分析法、定量風(fēng)險評價分析法這八種，具體要與基坑施工要求、現(xiàn)場情況等充分結(jié)合，選擇合適的評價方法，制定安全風(fēng)險評價報告，為制定應(yīng)對措施提供參考。

3 市政工程基坑施工過程中危險源預(yù)防應(yīng)對建議

3.1 基坑開挖環(huán)節(jié)應(yīng)對措施

前期制定基坑施工規(guī)劃時應(yīng)該交由專家進(jìn)行評審，通過審核后進(jìn)行具體的開挖工作。建議基坑周圍展開防排水處理，擋土墻外側(cè)可以設(shè)置排水溝，而且外側(cè)地面背離基坑進(jìn)行找坡硬化封閉處理，以免出現(xiàn)地面積水下滲問題，也可以杜絕基坑外部的積水進(jìn)入到圍擋內(nèi)部。開挖基坑時可以采用拉馬道這一方法，將樁間土及時封閉，盡可能地縮短坑壁暴露時效。開挖基坑土體所獲得的空間與實際開挖效率必須要保證協(xié)調(diào)性，要求土體開挖縱坡不能過陡，且標(biāo)準(zhǔn)以1：1.25為宜，臺階高度與層后開挖適中即可[5]。

當(dāng)基坑開挖至不同層級支撐下方的0.8m，此時要進(jìn)行施作支撐，可以規(guī)避該環(huán)節(jié)導(dǎo)致的基坑變形問題。現(xiàn)場施工人員開挖基地到上方30cm土層與樁間土體位置，能夠減少超挖對于原狀土體的干擾?；娱_挖之前，現(xiàn)場技術(shù)人員全面審核地質(zhì)資料，了解圍護(hù)樁施工中與孔內(nèi)土質(zhì)的數(shù)據(jù)，明確危險源，制定針對性的預(yù)防對策以及局部加強舉措。

市政工程基坑開挖設(shè)置馬道，按照實際施工進(jìn)度，對應(yīng)的工作面也可以設(shè)置上下通道，一旦發(fā)生危險可以快速組織施工人員撤離。除此之外，蓋挖段圍護(hù)樁與鋼管樁的承受能力，要以承受蓋挖頂板施加豎向荷載為基準(zhǔn)?，F(xiàn)場施工過程中圍護(hù)樁與鋼管柱要定期監(jiān)控，尤其要對沉降問題加以控制?；娱_挖應(yīng)該關(guān)注天氣情況，避免在雨期開挖施工，并且在大雨來臨之前做好邊坡覆蓋防護(hù)作業(yè)。

3.2 管線保護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)對措施

市政工程基坑開挖所處范圍內(nèi)所有管線要做好安全保護(hù)工作，例如電力排管橫跨基坑可以采用懸吊保護(hù)的方式，埋深設(shè)置為1.4m，橫跨基坑長度以27.6m為宜[6]。關(guān)于電力排管懸吊保護(hù)的具體操作，建議通過組合式貝雷梁展開，基坑邊位置可以設(shè)置懸梁懸吊梁支座，吊帶選擇鋼絲繩，搭建懸吊體系，由施工人員調(diào)整管線標(biāo)高。與此同時，特制弧形托板等安裝結(jié)束之后，管線懸吊保護(hù)也可以大致結(jié)束。按照基坑現(xiàn)場與管線施工情況，明確管線懸吊標(biāo)高，隨后對吊筋螺母進(jìn)行調(diào)整便可以保證管線標(biāo)高合理性。現(xiàn)場管線布設(shè)需要設(shè)置沉降觀測點，在懸吊保護(hù)工作完成之后，管線上方位置可以設(shè)置沉降監(jiān)測點，尤其是管線保護(hù)工作實施過程中，應(yīng)該定期組織監(jiān)測。以每2天1次為宜?；邮┕と绻霈F(xiàn)特殊問題，應(yīng)該增加監(jiān)測頻率，獲取到的監(jiān)測數(shù)據(jù)上報管線監(jiān)護(hù)人員，按照數(shù)據(jù)分析結(jié)果制定處理方案。若管線沉降大于允許值，便要及時調(diào)整螺母與管線標(biāo)高[7]。

3.3 附近建筑物應(yīng)對措施

基坑附近建筑物要在前期組織調(diào)查與勘測，明確建筑物結(jié)構(gòu)。開始施工之前實施鑒定，結(jié)合建筑物實際情況詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)，制定應(yīng)對方案。例如房屋建筑基礎(chǔ)建議運用袖閥管注漿加固保護(hù)方法，該方法要在現(xiàn)場布設(shè)袖閥管，控制長度為5m，布設(shè)順序為圍護(hù)樁、袖閥管、袖閥管、圍護(hù)樁。進(jìn)行袖閥管注漿時要求擴散半徑大于400mm，期間注漿壓力方面，以初壓0.2MPa-1MPa、穩(wěn)壓1.5MPa為準(zhǔn)。按照注漿效果可以實時調(diào)整。將袖閥管的入射角度調(diào)整為水平夾角，具體應(yīng)控制在15°-20°之間，與基礎(chǔ)底部之間的距離大于1.5m。在注漿過程中水和水泥體積比設(shè)置為1：1，按照實際情況對降水環(huán)節(jié)出水含砂率進(jìn)行控制，關(guān)注建筑物附近土體沉降問題，做好建筑物監(jiān)測。

3.4 支撐體系應(yīng)對措施

基坑施工過程中基坑豎向可以設(shè)置三道支撐，其中第一道鋼支撐位置應(yīng)選擇冠梁上方，第二道與第三道鋼支撐，可以選擇在鋼圍檁上方布設(shè)。市政工程搭建支撐體系也可以布設(shè)五道支撐，按照順序分別為混凝土支撐和鋼支撐、鋼支撐、鋼支撐、鋼支撐，布設(shè)位置均設(shè)置于鋼圍檁。與此同時，鋼圍檁、圍護(hù)樁中間間隙填充采用C30細(xì)石混凝土，要求混凝土和坑壁表面之間垂直，而且要緊密貼合，保證受力均勻。位于鋼圍檁下方可以設(shè)置固定支托，并且采用鋼絲繩進(jìn)行加固防護(hù)。支撐托架牛腿、連系結(jié)構(gòu)之間務(wù)必要緊密銜接，以免鋼支撐與鋼圍檁在振動作用下出現(xiàn)滑落。

當(dāng)基坑開挖到支撐設(shè)計標(biāo)高下方的0.8m可以終止開挖，在基坑中架設(shè)鋼支撐，根據(jù)設(shè)計規(guī)范向鋼支撐施加預(yù)加力，保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形滿足設(shè)計允許值要求。當(dāng)支撐架設(shè)結(jié)束之后，由施工人員檢查是否穩(wěn)定，確保安全后，可以繼續(xù)后續(xù)的開挖作業(yè)。為了避免鋼支撐與鋼圍檁架設(shè)之后突然脫落，或者基坑內(nèi)部起吊施工發(fā)生碰撞滑落，建議鋼支撐的兩端上方部位的圍護(hù)樁中打入膨脹螺栓，通過鋼絲繩固定。鋼支撐兩端基坑開挖過程中。鋼管柱與格構(gòu)柱的附近土方務(wù)必要保證對稱性，尤其是兩側(cè)高差必須小于0.5m，針對暴露鋼管柱與格構(gòu)柱，需要在暴露位置纏繞警示標(biāo)志，立柱周圍機械設(shè)備的操作要由專業(yè)人員負(fù)責(zé)指揮，以免機械設(shè)備與立柱之間發(fā)生碰撞。

3.5 施工團(tuán)隊?wèi)?yīng)對措施

基坑施工本身具有特殊性與專業(yè)性，必須要組建專業(yè)團(tuán)隊，與施工人員共同負(fù)責(zé)危險源預(yù)防應(yīng)對方案的制定。要求施工團(tuán)隊具備專業(yè)性與豐富的施工經(jīng)驗，能夠準(zhǔn)確識別判斷基坑施工所有危險源，針對預(yù)防對策的制定提出有價值的參考意見，奠定施工團(tuán)隊組織基礎(chǔ)，也可以加強市政工程基坑施工安全性。

4 結(jié)束語

綜上所述，市政工程是城市化建設(shè)非常重要的組成元素，基坑施工更是市政工程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確識別基坑施工中的危險源，對于后續(xù)施工乃至于市政工程整體結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定都非常重要，積累豐富的危險源識別經(jīng)驗，加強市政工程建設(shè)質(zhì)量。