高 慧 (中國水利水電第三工程局有限公司 陜西 西安 710024)

水利水電施工中的洞室開挖是在地下進(jìn)行,施工現(xiàn)場環(huán)境較差,空間較為密閉,開挖施工面臨著坍塌、支護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)、圍巖松動、落石等諸多風(fēng)險(xiǎn)。在開挖施工作業(yè)過程中,還涉及大型機(jī)械作業(yè)、高空作業(yè)、特種作業(yè)等危險(xiǎn)等級較高的施工項(xiàng)目,無疑不增加了洞室開挖的施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級。此外,還存在著施工人員安全認(rèn)識不夠,安全管理制度完善程度較差、安全管理存在漏洞等問題,需要在實(shí)際的開挖施工過程中,加強(qiáng)安全技術(shù)的應(yīng)用研究分析,不斷提高安全技術(shù)應(yīng)用水平,以保障洞室開挖施工的安全與施工的質(zhì)效。

1 水利水電施工中洞室開挖施工安全存在的隱患

1.1 安全意識有待強(qiáng)化

水利水電洞室開挖施工是在地下進(jìn)行的,有時(shí)會面臨軟弱巖層地質(zhì)條件、較差的水文狀況,開挖時(shí)會出現(xiàn)工作面坍塌、飛石、滲水等危險(xiǎn),施工現(xiàn)場危險(xiǎn)系數(shù)較高。再加上現(xiàn)代水利水電工程施工規(guī)模較大,洞室開挖工程量增加,導(dǎo)致施工危險(xiǎn)等級的提升。因此,施工人員施工安全意識和認(rèn)識程度非常重要。從目前水利水電工程施工來看,部分施工人員對于施工安全認(rèn)識不夠,安全意識不強(qiáng),安全護(hù)具佩戴不全,各項(xiàng)施工安全管理制度執(zhí)行不到位,并且在洞室開挖過程中,施工安全技術(shù)應(yīng)用操作不規(guī)范。這些問題的存在,埋下了洞室開挖施工的安全隱患。

1.2 安全管理存在瑕疵

水利水電工程安全管理是保障洞室開挖施工安全的前提,對整個(gè)洞室開挖施工實(shí)行全面、多維的安全管理,包括了施工環(huán)境安全、技術(shù)安全、人員安全、設(shè)備安全、制度安全等。涵蓋洞室開挖施工前、施工中及施工后,采取全流程動態(tài)跟蹤實(shí)時(shí)管控,維持施工現(xiàn)場的高安全管理水平,以杜絕施工安全事故的發(fā)生。但是在實(shí)際的安全管理過程中,受到人為主觀意識、安全管理技術(shù)水平等多種因素影響,導(dǎo)致安全管理存在瑕疵,包括安全管理責(zé)任未落實(shí)到位,安全管理制度執(zhí)行不嚴(yán),各項(xiàng)安全防護(hù)設(shè)施、設(shè)備、防護(hù)用品等配備不夠完善,甚至是存在設(shè)備故障,設(shè)施形同虛設(shè)等現(xiàn)象,從而難以完全保證洞室開挖施工的安全性。

1.3 安全隱患整治不到位

水利水電洞室開挖面臨各種復(fù)雜的地質(zhì)條件,像圍巖強(qiáng)度不夠、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、軟弱圍巖、水體滲漏等,還涉及爆破作業(yè)、地下作業(yè)、高空作業(yè)等,都是洞室開挖施工過程中的危險(xiǎn)因素,施工安全隱患過多,增加了洞室開挖的風(fēng)險(xiǎn)性。再加上施工人員安全意識薄弱,安全管理工作存在瑕疵,進(jìn)一步增加了洞室開挖施工的安全風(fēng)險(xiǎn)等級。所以,在洞室開挖前和開挖過程中,需進(jìn)行安全隱患的全面整治,采取安全技術(shù)、安全管理等手段逐一排除這些隱患。但是從洞室開挖施工實(shí)際來看,施工安全隱患整治不到位,主要表現(xiàn)在深層次的安全隱患方面,現(xiàn)場安全整治的深度不夠,隱患排除不徹底,形成對施工安全的潛在威脅。

2 水利水電洞室開挖施工前的安全準(zhǔn)備工作

在洞室正式開挖之前,要做好施工各項(xiàng)安全管理準(zhǔn)備工作,為施工安全技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)保障。主要包括施工人員安全教育、安全技術(shù)培訓(xùn)等工作,強(qiáng)化施工人員的安全意識。要做好施工設(shè)備的檢修、維護(hù),操作人員的安全管理等工作。要建立完善施工安全管理制度,并要求所有參與洞室施工人員熟知制度內(nèi)容,在施工中貫徹執(zhí)行,以保障洞室安全、順利地開挖。

2.1 加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)

在洞室開挖正式施工之前,參與施工的所有人員包括施工技術(shù)人員、施工人員、機(jī)械設(shè)備操作人員、施工現(xiàn)場管理人員等,都要進(jìn)行系統(tǒng)性的安全教育、安全技術(shù)培訓(xùn),強(qiáng)化所有人員的安全意識,使其熟知并掌握洞室開挖施工安全知識與技術(shù),充分了解施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),并施工中提高重視程度,從而建立洞室開挖施工的一道安全屏障,避免施工安全事故的發(fā)生。此外,針對特種作業(yè)人員,除了進(jìn)行以上的教育培訓(xùn)之外,還需嚴(yán)格執(zhí)行持證上崗制度,在上崗之前保持正常的精神狀態(tài)、心理狀況和身體健康,以避免施工中發(fā)生意外。要在施工現(xiàn)場明顯位置懸掛安全施工標(biāo)語,使用廣播提醒注意施工安全,佩戴好安全防護(hù)措施,營造濃厚的施工安全文化氛圍,增強(qiáng)全員對安全施工的認(rèn)識。

2.2 做好施工機(jī)具準(zhǔn)備

洞室開挖施工使用到的機(jī)械設(shè)備有掘進(jìn)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、鑿巖臺車等。在施工準(zhǔn)備階段完成施工機(jī)具調(diào)度后,進(jìn)行施工機(jī)具的檢修與保養(yǎng),確保施工機(jī)具使用安全。施工機(jī)具的操作人員需持證上崗,熟知機(jī)械操作規(guī)范,并且要經(jīng)過機(jī)械設(shè)備安全操作考核后,才可進(jìn)入洞室開挖現(xiàn)場。在施工現(xiàn)場,操作人員要聽從現(xiàn)場管理人員的調(diào)度,規(guī)范化操作行為。操作人員在使用機(jī)械設(shè)備之前,要進(jìn)行機(jī)械性能檢查,確定無安全隱患后才可使用設(shè)備,以避免施工機(jī)具安全事件的發(fā)生。

2.3 完善安全管理制度

安全管理制度具有規(guī)范、約束施工行為的效用。在水利水電工程施工中,針對洞室開挖的高風(fēng)險(xiǎn)特征,專門建立一套完整的施工安全管理制度,以保障洞室開挖施工及人員的安全。一是強(qiáng)調(diào)安全法治,依據(jù)現(xiàn)行水利水電安全管理法規(guī)制度的規(guī)定,完善安全管理責(zé)任制,加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全管理,落實(shí)安全管理主體責(zé)任,確保安全管理各項(xiàng)工作的落實(shí)到位。二是完善安全教育制度,所有參與施工人員必須熟知并遵守安全生產(chǎn)的各項(xiàng)要求,所有人員上崗之前必須經(jīng)過教育培訓(xùn),并且通過考核后才可正式上崗;特殊工種需經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),考核合格后需持證上崗。三是建立三級安全教育制度,落實(shí)入場教育、現(xiàn)場教育、崗位教育,明確洞室開挖中的危險(xiǎn)點(diǎn)、安全技術(shù)操作規(guī)程以及實(shí)行嚴(yán)格的現(xiàn)場安全隱患排查制度,切實(shí)保障施工現(xiàn)場環(huán)境安全。

3 水利水電施工中洞室開挖施工安全技術(shù)分析

3.1 水電安全

一是施工用水安全。洞室開挖需要使用大量的水,使用引水管將地面水源引入洞室。在施工中產(chǎn)生的污水,使用反井鉆機(jī)在施工現(xiàn)場導(dǎo)孔排至下平洞,將污水引入集水井進(jìn)行處理,及時(shí)排除施工現(xiàn)場污水,保障現(xiàn)場開挖作業(yè)的安全有序進(jìn)行。二是施工用電安全?，F(xiàn)場用電有照明、機(jī)械設(shè)備、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等。將施工供電線路安裝至洞室開挖施工現(xiàn)場,供電線路架設(shè)在洞壁上,洞室內(nèi)部采用低壓照明,獨(dú)立使用照明線路,整個(gè)洞室每隔15m 設(shè)置一個(gè)照明點(diǎn)。施工機(jī)械設(shè)備電源根據(jù)洞室開挖施工進(jìn)度,就近布設(shè)即可。洞室內(nèi)部供電線路需以最簡化為原則,由專門的電工負(fù)責(zé)管理與維護(hù),保證施工用電的安全。

3.2 爆破安全

洞室開挖在遇到堅(jiān)硬圍巖時(shí)需采取爆破開挖手段,為了保證爆破開挖的安全,一是在爆破結(jié)束后,使用排風(fēng)系統(tǒng)排出煙塵,并使用花管噴水,加快煙塵處理的速度;二是清理爆破面上的碎石殘?jiān)?避免掉落傷人;三是對井底棚架進(jìn)行防護(hù),然后扒渣人員從頂部向下作業(yè),作業(yè)之前要注意個(gè)人防護(hù)及安全帶的檢查;四是如果導(dǎo)井中落入石渣,禁止人工清理,防止砸傷事件的發(fā)生。

3.3 土方暗挖安全

土方暗挖是施工安全技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面。一是做好施工組織工作,明確施工采用的安全技術(shù),根據(jù)洞室開挖現(xiàn)場條件,進(jìn)行施工工序的安排,然后進(jìn)行人員、施工機(jī)械、施工材料等的調(diào)度,保證洞室的有序開挖。二是開挖前進(jìn)行安全檢查,包括洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性,開挖面的穩(wěn)定性,尤其要注意洞室圍巖的狀況,確定有無過大位移、裂縫、松動等問題,確保環(huán)境安全。三是洞口施工安全,徹底清理洞臉,檢查好擋渣墻、防護(hù)棚等施工質(zhì)量,確保防護(hù)作用的有效。洞口還需進(jìn)行超前支護(hù),可根據(jù)洞口上邊坡的穩(wěn)定性,進(jìn)行錨噴支護(hù)、混凝土支護(hù)的選用。四是土方暗挖整個(gè)施工過程,需遵循“管超前、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”等原則,以此保障土方暗挖施工的安全進(jìn)行。五是注意洞室的通風(fēng)換氣,洞室土方暗挖施工現(xiàn)場環(huán)境較為密閉,要時(shí)時(shí)保證洞室內(nèi)部氧氣濃度,嚴(yán)格控制汽油發(fā)動機(jī)的使用,在開挖到達(dá)一定的深度后,需安裝洞室內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng),為洞室內(nèi)部提供充足的新鮮空氣。

3.4 斜、豎井開挖安全

豎井與斜井開挖存在著較大的安全隱患,在實(shí)際的開挖作業(yè)中,提前進(jìn)行排水溝的規(guī)劃設(shè)置,將洞室的地表水及時(shí)排出。斜、豎井井口應(yīng)高出地面大約50cm,為了防止人員跌落,在井口周邊設(shè)置高為1.5m 護(hù)欄與高40cm 的擋腳板,并設(shè)置明顯的安全標(biāo)志,提醒施工人員注意施工安全。在井底開挖期間,如果發(fā)現(xiàn)井筒不夠牢固,需停止開挖作業(yè),由施工技術(shù)人員、安全管理人員進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查,并將問題反饋給設(shè)計(jì)單位,進(jìn)行斜、豎井開挖施工方案的調(diào)整,防止開挖坍塌事故的發(fā)生。

3.5 石方暗挖安全

石方暗挖面臨著懸石、浮石等掉落風(fēng)險(xiǎn),洞口削坡應(yīng)從交叉位置入手,在開挖施工中注意從上向下開挖,避免上下交叉施工作業(yè),形成落石風(fēng)險(xiǎn)。在完成開挖作業(yè)后,進(jìn)行開挖面碎石殘?jiān)謇?確定洞口無危險(xiǎn)的情況下,開始進(jìn)行洞室開挖,采取濕式鉆孔推進(jìn)開挖進(jìn)度,施工風(fēng)壓＞0.5MPa,水壓＞0.4MPa,以確保石方暗挖的效率和質(zhì)量。另外,為了保證石方暗挖作業(yè)的安全,一邊開挖一邊進(jìn)行洞室的支護(hù),石方通常采用錨噴支護(hù),并加快開挖洞室的封閉速度,保證洞室結(jié)構(gòu)的安全,避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

4 水利水電洞室開挖施工安全風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對方案

4.1 落石、飛石安全風(fēng)險(xiǎn)

4.1.1 誘發(fā)危險(xiǎn)的原因

一是支護(hù)、襯砌施工之后,開挖面、圍巖結(jié)構(gòu)松動,導(dǎo)致不穩(wěn)固石塊掉落,形成較高的砸傷風(fēng)險(xiǎn);二是在開挖作業(yè)過程中擾動圍巖結(jié)構(gòu),引起落石、飛石事件;三是施工人員操作不規(guī)范,安全意識薄弱,落石、飛石安全防護(hù)不到位,出現(xiàn)落石傷人現(xiàn)象。

4.1.2 應(yīng)對方案

提升施工人員的安全意識。洞室開挖施工安全隱患受到人為因素的影響較大,并且是可以通過提前排查及時(shí)發(fā)現(xiàn)的隱患,所以提前制定應(yīng)對方案,可有效避免施工安全事故的發(fā)生。首先進(jìn)行施工現(xiàn)場安全教育,使施工人員具備發(fā)現(xiàn)隱患、識別危險(xiǎn)的能力,當(dāng)其在施工中發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)后,可立即停止作業(yè)并上報(bào),達(dá)到消除危險(xiǎn)的目的,像是發(fā)現(xiàn)圍巖裂縫,確定支護(hù)結(jié)構(gòu)是否牢固,以及自身安全防護(hù)是否到位等。在洞室開挖過程中,隨時(shí)關(guān)注圍巖狀態(tài),切實(shí)做的勤測量、快封閉,當(dāng)面對復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí),進(jìn)一步提高安全管理等級,對圍巖進(jìn)行檢測,確定圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是否滿足施工安全的要求,并加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的控制,保證支護(hù)的安全。在開挖面爆破之后,會對洞室內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)及圍巖造成擾動,開挖之前確定整個(gè)洞室安全的情況下,進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)必要的檢查與維護(hù)。以及為了保證支護(hù)的安全性,針對地質(zhì)條件不良的洞室開挖施工,需結(jié)合應(yīng)用臨時(shí)和永久支護(hù)結(jié)構(gòu),以提高支護(hù)的效果,保證洞室內(nèi)部的安全。

4.2 冒頂、邊墻滑脫安全風(fēng)險(xiǎn)

洞室開挖出現(xiàn)冒頂、邊墻滑脫事故,對現(xiàn)場施工人員造成較大的安全威脅。在處理該事故中,首先要查清事故的原因,由施工技術(shù)人員、管理人員、設(shè)計(jì)人員、安全管理人員等,共同協(xié)商制定安全處理措施,保證事故處理的效果。其次,如果發(fā)生事故現(xiàn)場地下水活躍,需要先處理好地下水,然后再進(jìn)行事故的治理,以避免事故的再次發(fā)生。再次,保持洞室安全通道的暢通,針對嚴(yán)重冒頂或邊墻滑脫事故,首先要保證現(xiàn)場人員安全,然后再進(jìn)行事故處理,并且要準(zhǔn)備充足的施工材料與工具,為事故處理做好準(zhǔn)備。最后,針對邊墻滑脫先進(jìn)行其他邊墻的加固,然后再處理滑脫位置。

4.3 坍塌安全風(fēng)險(xiǎn)

坍塌是洞室開挖較為嚴(yán)重的安全事故,危險(xiǎn)等級較高。在洞室開挖過程中,一旦發(fā)生坍塌事故,立即撤離現(xiàn)場人員,并啟動應(yīng)急預(yù)案。一是在坍塌結(jié)束后,在洞室穩(wěn)定的情況下進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研,確定坍塌事故產(chǎn)生的原因與坍塌的實(shí)際狀況,如果坍塌面積較小,可進(jìn)行坍塌周圍巖土體的加固,同時(shí)進(jìn)行支護(hù)作業(yè),防止坍塌進(jìn)一步的蔓延,引起大面積的坍塌事故。二是不可輕易清理坍塌位置,避免二次坍塌的發(fā)生,需要先進(jìn)行坍塌位置的勘察,從引發(fā)坍塌的根源入手,保證坍塌治理的準(zhǔn)確性,防止遺留下安全隱患。三是在坍塌安全事故處理時(shí),嚴(yán)格遵循安全管理的各項(xiàng)要求,處置的同時(shí)要注意人員的安全,如果再次發(fā)生險(xiǎn)情,應(yīng)立即撤離,防止搶險(xiǎn)人員發(fā)生意外。

結(jié)語

在水利水電施工中,洞室開挖的施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級較高,地下開挖作業(yè)面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件、不同等級的圍巖層,以及不良的地下水條件等,再加上施工人員安全意識不足,施工操作不規(guī)范等,形成洞室開挖施工的安全隱患。因此,在洞室開挖施工中,首先要做好施工前期的準(zhǔn)備,奠定人員、制度、設(shè)備安全的基礎(chǔ),然后在洞室開挖過程中,加強(qiáng)安全技術(shù)的運(yùn)用,保障施工現(xiàn)場的環(huán)境安全、作業(yè)安全、施工技術(shù)應(yīng)用安全,創(chuàng)造良好的洞室開挖空間環(huán)境,最大限度地降低不安全事件發(fā)生的概率。