一種有效降低加油站深基坑作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)施工方法研究

潘朝發(fā)

(中國石化銷售有限公司貴州石油分公司，貴州貴陽 550003)

隨著近年環(huán)保管理要求提高，加油站必須進(jìn)行雙層油罐或防滲池改造，部分新建或改建加油站因地質(zhì)條件復(fù)雜等特殊原因，深基坑內(nèi)油罐需要填充墻圍護(hù)。特別是在原址基礎(chǔ)之上進(jìn)行的防滲施工改造，多為重新更新為雙層罐或設(shè)置防滲池，施工周期短，施工作業(yè)面窄，施工環(huán)境復(fù)雜，施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多，發(fā)生事故概率較高。如何有效降低防滲改造深基坑施工作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，是成品油銷售企業(yè)面臨的安全課題。

1 加油站防滲改造深基坑作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)

在加油站防滲改造過程中，部分油罐池設(shè)置在罩棚底下或地面承重的儲(chǔ)罐區(qū)，需要設(shè)計(jì)承重框架結(jié)構(gòu)，為保護(hù)儲(chǔ)油罐安全，通常在承重框架結(jié)構(gòu)四周設(shè)計(jì)填充墻。特別是在現(xiàn)有加油站罩棚下開挖罐池，基坑放坡存在一定困難，地基開挖后罩棚柱原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)和應(yīng)力發(fā)生變化，在深基坑內(nèi)填充墻砌磚、新油罐吊裝等作業(yè)存在垮塌、高處墜落、起重作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1.1 垮塌風(fēng)險(xiǎn)

a) 基坑垮塌風(fēng)險(xiǎn)。原址改造加油站受作業(yè)場(chǎng)所、施工周期等因素制約，部分深基坑無法完全做到放坡處理或基坑支護(hù)，未完全達(dá)到理想安全作業(yè)條件，長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，有深基坑垮塌造成人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)。部分深基坑開挖后，由于地下水位較淺，導(dǎo)致基坑積水，侵蝕基坑基礎(chǔ)，既不便于施工，又增加深基坑垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

b) 罩棚垮塌風(fēng)險(xiǎn)。在罩棚下開挖深基坑的作業(yè)，由于在一定程度上破壞原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)和應(yīng)力，罩棚及立柱穩(wěn)定性隨時(shí)間推移逐步降低，在未及時(shí)回填的情況下，作業(yè)時(shí)間越長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)越大。

c) 填充墻垮塌風(fēng)險(xiǎn)。罐池填充墻快速砌磚過程中容易發(fā)生墻體垮塌，深基坑內(nèi)空間狹小，逃生困難，人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)大。

1.2 高處墜落風(fēng)險(xiǎn)

油罐池基坑深度通常在4.5 m左右，罐池填充墻砌磚高度在4.1 m左右。墻體砌磚達(dá)到3 m高以后，部分施工高處作業(yè)安全措施不到位，移動(dòng)式高處作業(yè)平臺(tái)或者腳手架不規(guī)范，安全繩難以做到高掛低用，施工人員隨意行走在墻體頂部，高處作業(yè)活動(dòng)頻繁，高處墜落風(fēng)險(xiǎn)大[2]。

1.3 起重作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

車罩棚下吊裝新油罐，存在重物墜落風(fēng)險(xiǎn)；新油罐校位固定時(shí)存在機(jī)械傷害、物體打擊等傷害風(fēng)險(xiǎn)；吊機(jī)靠近深基坑邊緣作業(yè)，存在吊機(jī)傾翻風(fēng)險(xiǎn)。

2 加油站深基坑填充墻傳統(tǒng)施工方法及存在問題

承重設(shè)計(jì)的罐池深基坑作業(yè)主要涉及基坑基礎(chǔ)底板作業(yè)、框架結(jié)構(gòu)鋼筋柱綁扎、混凝土澆筑、填充墻砌磚、新罐吊裝、回填等工序。

a) 基坑基礎(chǔ)作業(yè)。罐池基坑開挖后，根據(jù)基坑基礎(chǔ)情況和場(chǎng)地實(shí)際情況，采用放坡或者基坑支護(hù)形式，確保深基坑穩(wěn)定。

b) 鋼筋柱綁扎。在完成基坑基礎(chǔ)底板作業(yè)后，開始做框架結(jié)構(gòu)鋼筋柱綁扎，綁扎鋼筋柱高度4 m以上，主要存在的問題有：①搭設(shè)臨時(shí)高處作業(yè)平臺(tái)施工方時(shí)間和費(fèi)用成本較高，作業(yè)人員主觀上不愿意系安全帶，施工方和作業(yè)人員都缺乏主觀能動(dòng)性；②多數(shù)情況搭設(shè)的臨時(shí)高處作業(yè)平臺(tái)并不規(guī)范，甚至出現(xiàn)作業(yè)人員直接站在鋼筋骨架上或攀登骨架，違章現(xiàn)象難以杜絕。

c) 混凝土澆筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)鋼筋柱鋼筋綁扎和支模完成后，完成混凝土澆筑。

d) 填充墻砌磚。鋼筋柱和支模、混泥土澆筑完成后，開始砌填充墻，一般直接砌墻至4.1 m高。主要存在幾個(gè)問題：①填充墻高度3 m以上達(dá)到高處作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，搭設(shè)的高處作業(yè)平臺(tái)多數(shù)不規(guī)范，安全保障不到位；②砌磚過程中，由于施工過程傳遞材料等需要，少部分人違章直接在墻體頂部來回行走，隨著墻體高度增高，墜落傷害風(fēng)險(xiǎn)度越來越大；③由于填充墻非剪力墻，采用普通磚頭加水泥砂漿砌，墻體單薄，高度越高，倒塌風(fēng)險(xiǎn)越大。

e) 新罐吊裝。存在問題：①吊機(jī)司機(jī)觀察油罐吊裝視角范圍受限大；②指揮人員觀察油罐下吊過程中的視線范圍受限，會(huì)在吊機(jī)下違規(guī)停留；③新油罐校位時(shí)，由于觀察視線較窄，存在被擠壓、物體打擊等傷害風(fēng)險(xiǎn)；④為進(jìn)一步拓展視線，吊機(jī)最大程度靠近深基坑邊緣，地基不牢，存在吊機(jī)傾翻風(fēng)險(xiǎn)。

f) 油罐池回填。油罐吊裝安裝完畢，采用挖機(jī)作業(yè)回填細(xì)沙，開始工藝安裝程序。

3 深基坑填充墻砌磚“兩段”施工法

防滲改造深基坑填充墻砌磚“兩段”施工方法，是在罐池基礎(chǔ)底板完工后，采用兩次砌磚方法，第一次砌磚高度至2.6 m左右，開始吊裝新油罐，吊裝完畢回填砂石覆蓋罐池，提升施工作業(yè)基礎(chǔ)面至2.6 m；再繼續(xù)第二次砌磚至4.1 m左右，再次回填罐池。整個(gè)砌磚過程中，施工基準(zhǔn)面均未達(dá)到2 m高處作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，大幅減少高處作業(yè)活動(dòng)，減少人員在深基坑底部作業(yè)時(shí)間，有效降低深基坑帶來的施工負(fù)面影響，增加起重作業(yè)可操作性和安全度，減少人員違章，從而提升施工本質(zhì)安全度。

3.1 鋼筋柱綁扎、支模和澆筑

在完成基坑基礎(chǔ)底板作業(yè)后，開始做框架結(jié)構(gòu)鋼筋柱綁扎和支模，綁扎鋼筋柱和支模高度2.6 m左右，采用基準(zhǔn)面1.5～1.8 m左右的簡(jiǎn)易作業(yè)平臺(tái)，不強(qiáng)制系安全帶，操作方便、快捷，施工方、作業(yè)人員都容易接受。

3.2 填充墻一次砌磚

在做鋼筋柱綁扎和支模的同時(shí)，開始填充墻砌磚，油罐池四周鋼筋柱采用磚模，在砌墻體時(shí)一并施工，墻體砌磚高度2.6 m左右。采用基準(zhǔn)面1.5～1.8 m左右的簡(jiǎn)易作業(yè)平臺(tái)，不強(qiáng)制系安全帶，作業(yè)平臺(tái)簡(jiǎn)易，施工方、作業(yè)人員都容易接受，操作方便、快捷。

3.3 油罐吊裝

基坑深度4.5 m，墻體高度2.6 m左右，新油罐距離墻體一般在50～100 cm左右，罩棚高度一般在5～7 m，吊機(jī)操作界面和視線較傳統(tǒng)砌磚方法拓寬30%左右范圍。

3.4 油罐池一次回填

在油罐吊裝完畢后，采用挖機(jī)進(jìn)行一次回填，回填高度2.6 m左右(油罐高度在2.6 m左右)，重新形成一個(gè)高度1.9 m左右的基坑作業(yè)面。

3.5 混凝土澆筑

油罐池一次回填完畢后，完成混凝土澆筑。磚模在一次回填之后澆筑，木?？梢栽谝淮位靥钪皾仓?，也可以在一次回填之后澆筑。

3.6 填充墻二次砌磚、鋼筋柱支模

重復(fù)一次砌磚做法，1.5 m高的基坑內(nèi)砌磚作業(yè)，基本不采用作業(yè)平臺(tái)。墻體砌磚達(dá)到4.1 m左右后罐池二次回填、混泥土澆筑，整個(gè)深基坑作業(yè)完畢。

4 方法比較

對(duì)傳統(tǒng)砌磚法和“兩段”砌磚施工法從高處作業(yè)、基坑及罩棚垮塌風(fēng)險(xiǎn)、吊裝作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、擠壓風(fēng)險(xiǎn)、物體打擊風(fēng)險(xiǎn)以及深基坑作業(yè)時(shí)間等進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。

表1 深基坑砌磚傳統(tǒng)做法和“兩段”砌磚施工法比較

通過比較，深基坑“兩段”施工法有以下優(yōu)點(diǎn)：

a) 高處作業(yè)活動(dòng)大幅下降。由于深基坑內(nèi)砌磚作業(yè)基準(zhǔn)面均達(dá)不到2 m高，理論上鋼筋柱綁扎、墻體砌磚等作業(yè)基本不存在高處作業(yè)，高處作業(yè)活動(dòng)大幅下降。

b) 基坑、罩棚垮塌風(fēng)險(xiǎn)降低。通過比較，“兩段”施工法減少人員在深基坑底部50%左右作業(yè)時(shí)間。即使遇到基坑積水，通過快速回填，即可減少基坑垮塌風(fēng)險(xiǎn)。由于基坑回填時(shí)間縮短，罩棚及立柱基礎(chǔ)穩(wěn)定性相對(duì)增加，減少垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

c) 增加起重作業(yè)可操作性和安全度。由于填充墻高度只有2.6 m左右，基坑內(nèi)可觀察區(qū)域擴(kuò)大，同樣起重條件下起重司機(jī)和指揮人員視線較傳統(tǒng)做法拓寬30%左右范圍，減少操作和觀察盲區(qū)，提高操作安全度，降低擠壓或物體打擊風(fēng)險(xiǎn)(圖1)。

圖1 基坑施工吊裝作業(yè)示意

d) 有效降低高處墜落傷害程度。由于可能仍存在墻體頂部行走等少數(shù)違章情況，在2.6 m和4.1 m墜落高度條件下，理論上墜落沖擊力降低20%左右，同時(shí)，由于二次回填基礎(chǔ)面為細(xì)沙，墜落高度低于1.5 m，地面細(xì)軟，總體上傷害程度大幅減少。

e) 降低施工管理難度。由于幾乎不涉及高處作業(yè)，一般情況下無需強(qiáng)制系安全帶，無需復(fù)雜的高處作業(yè)平臺(tái)，吊裝作業(yè)可觀察范圍相對(duì)擴(kuò)大，增加作業(yè)便利性，受到施工方和作業(yè)人員的歡迎，提高施工方和作業(yè)人員遵章守紀(jì)能動(dòng)性，降低施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理難度。

f) 經(jīng)濟(jì)性和安全性取得很好的平衡。“兩段”施工方法通過提前優(yōu)化施工組織，備齊材料及人員，做好施工現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)溝通，減少了違章停工時(shí)間，實(shí)踐中并未增加施工時(shí)間和成本，從而較易取得安全性、經(jīng)濟(jì)性綜合平衡。

5 施工實(shí)踐及成效

由于深基坑砌磚“兩段”施工法的優(yōu)勢(shì)，自推廣實(shí)踐應(yīng)用以來，獲得了各參建方積極評(píng)價(jià)和認(rèn)同，已在多座防滲改造施工站中推廣應(yīng)用，特別是在場(chǎng)地受限、罩棚底下深基坑填充墻砌磚作業(yè)，效果明顯。通過SAI觀察分析，違章行為大幅降低，取得了較好的安全性、經(jīng)濟(jì)性綜合平衡，在大多數(shù)施工條件下可積極推廣使用，在實(shí)踐中不斷完善，提升施工本質(zhì)安全。