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        水利工程安全隱患及影響水利工程施工安全的因素研究

        2023-08-21 10:29:18黨延龍
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2023年15期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)工程施工

        1 引言

        作為利國(guó)利民的基礎(chǔ)工程, 水利工程需要發(fā)揮水資源調(diào)配、 防洪排澇等功能, 工程建設(shè)水平事關(guān)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。 但水利工程建設(shè)受各種復(fù)雜因素的影響,容易遺留安全隱患,給工程使用帶來(lái)較大安全威脅。 本文從工程實(shí)踐出發(fā)對(duì)安全隱患及影響因素展開(kāi)分析,提出有效的安全施工技術(shù),對(duì)提高水利工程建設(shè)的安全性具有重要意義。

        2 項(xiàng)目概況

        某堤防護(hù)岸工程位于甘肅省,施工內(nèi)容包含護(hù)岸工程、道路施工等, 護(hù)岸總長(zhǎng)4.2 km, 需要在河道沿線岸坡上鋪筑長(zhǎng)9.8 km 的人行道。 在水利工程中,堤防護(hù)岸需要發(fā)揮防洪排澇作用,要求選擇最優(yōu)護(hù)岸技術(shù),降低堤岸受到的水流沖擊侵蝕影響,保障工程質(zhì)量和安全。

        3 工程安全隱患及影響施工安全的因素

        3.1 安全隱患

        堤防護(hù)岸施工安全問(wèn)題主要考慮潰壩災(zāi)害, 具體包含管涌破壞和軟弱壩基兩種情形。 首先,管涌破壞。 壩體土料受流體滲透力影響發(fā)生滲透變形,其中無(wú)黏性、大顆粒土壤將被流水帶走,形成大的孔隙,加速滲漏,向源頭侵蝕構(gòu)成管狀通道,引發(fā)壩體失穩(wěn)、坍塌等破壞。 本工程位于黃河上游,結(jié)合河道年內(nèi)洪水特性展開(kāi)分析可知,河道在每年6~10 月間出現(xiàn)年最大流量,夏季伴有暴雨發(fā)生,出現(xiàn)次數(shù)較多,但量級(jí)不大。堤防護(hù)岸堤腳長(zhǎng)期受河水沖刷,河岸容易出現(xiàn)不穩(wěn)和破壞問(wèn)題,如在汛期河道水位較高,邊坡將出現(xiàn)裂縫、孔洞等,引發(fā)決堤風(fēng)險(xiǎn)。 其次,工程局部存在軟弱壩基。 土質(zhì)顆粒間含水量較高且孔隙率較大,抗壓能力較差,流動(dòng)性較強(qiáng),如果承受上部荷載容易發(fā)生不均勻沉降, 引發(fā)周圍路基失穩(wěn)問(wèn)題。 從工程地質(zhì)條件來(lái)看,表層巖性為路基雜填土、砂卵礫石、回填碎石土,厚度為3.1~5.2 m,下層為洪積粉細(xì)砂、沙壤土,厚度為1.5~3.5 m,下部為全新統(tǒng)沖洪積砂卵礫石層, 地下水埋深為1.5~3.5 m。受水文地質(zhì)條件影響,沿線河岸的堤防、干砌石等防洪設(shè)施局部存在沉降、拉裂變形等現(xiàn)象。

        3.2 影響施工安全的因素

        結(jié)合工程水文地質(zhì)等情況進(jìn)行分析, 堤防護(hù)岸工程施工存在一定安全風(fēng)險(xiǎn),需要通過(guò)做好堤基處理、堤防填筑等措施避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞,保證水利工程施工取得理想效果。 但工程涉及多個(gè)施工環(huán)節(jié),施工過(guò)程復(fù)雜,因此,施工安全將受到多重因素影響。

        首先,工程施工步驟繁雜,需要經(jīng)歷施工測(cè)量、土體開(kāi)挖、堤基整平、提防填筑等工序,在工程線路較長(zhǎng)的情況下,多工種、多班組將在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交叉作業(yè),導(dǎo)致人員、機(jī)械、物資等頻繁進(jìn)出,一旦人員操作不當(dāng)將引發(fā)安全事故。 如在土石方開(kāi)挖期間,人員隨意利用大型機(jī)械進(jìn)行作業(yè),未嚴(yán)格按照交通管理要求限制機(jī)械進(jìn)出,將引發(fā)邊坡失穩(wěn)、土方坍塌、交通事故等安全事件。

        其次,施工現(xiàn)場(chǎng)使用的物料較多,如鋼筋、混凝土等材料和各種工器具、燃料、成品等,未能得到科學(xué)管理也將引發(fā)安全威脅。 如在混凝土施工期間,使用的水泥、鋼筋等原材料發(fā)生受潮、 碰撞受損等情況, 投入使用后將導(dǎo)致堤壩承載力下降,給工程施工帶來(lái)較大危險(xiǎn)性。

        最后,水利工程施工將受到周圍環(huán)境、突發(fā)狀況等因素的影響,如惡劣天氣、工藝缺陷等,未提前做好施工組織安排和做好施工方案審核, 導(dǎo)致施工過(guò)程中出現(xiàn)安全操作規(guī)章不完善、現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)不到位等問(wèn)題,最終給工程帶來(lái)較大危害。

        4 水利工程安全施工技術(shù)分析

        4.1 土方開(kāi)挖

        按照工程施工流程, 在土方開(kāi)挖前應(yīng)確定河道上下游局部護(hù)坡情況,通過(guò)堤壩監(jiān)測(cè)、施工測(cè)量全面掌握河道深度等信息,精準(zhǔn)確認(rèn)拋石沖距。 考慮施工安全問(wèn)題,應(yīng)避開(kāi)汛期和惡劣天氣作業(yè),降低人員對(duì)投拋區(qū)水速、水深等進(jìn)行實(shí)地測(cè)量時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)。 開(kāi)挖較深時(shí),為避免出現(xiàn)邊坡滑坡、坍塌等安全事故,提前編制專項(xiàng)施工方案,提出深基坑支護(hù)等有效安全技術(shù)措施,并通過(guò)設(shè)置安全支撐設(shè)施保證機(jī)械和人員作業(yè)安全[1]。土方開(kāi)挖同樣應(yīng)避免雨天, 在作業(yè)前需要對(duì)各種安全支撐和防護(hù)設(shè)施進(jìn)行檢查,保證符合施工要求。 工程開(kāi)挖面積較大,在分區(qū)施工時(shí)為避免大型機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障給相鄰區(qū)域人員、設(shè)備帶來(lái)傷害,設(shè)置施工圍擋加強(qiáng)安全防護(hù),如圖1 所示。與此同時(shí), 設(shè)置鋼支撐避免吊車等設(shè)備因缺少支撐而慢慢滑落至坑內(nèi)。 考慮到工程施工周期較長(zhǎng),期間將出現(xiàn)降水情況,為避免邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)問(wèn)題,土方開(kāi)挖期間需進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),確認(rèn)坡度可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求, 并結(jié)合土質(zhì)變化確定是否采取保護(hù)措施,以防出現(xiàn)基坑坍塌等安全事故。

        圖1 土方開(kāi)挖安全防護(hù)技術(shù)

        4.2 堤基處理

        為保證堤壩穩(wěn)定性,應(yīng)做好堤基處理,確保施工安全。 結(jié)合工程施工圖紙和基礎(chǔ)處理方案進(jìn)行安全技術(shù)交底, 確保項(xiàng)目經(jīng)理、安全員、施工員等人員了解并掌握施工方案。 發(fā)現(xiàn)工程局部存在軟弱壩基后及時(shí)上報(bào), 嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行清理,保證落實(shí)安全技術(shù)措施。具體來(lái)講,就是按照300~500 mm邊線對(duì)壩基進(jìn)行清理,將其中灰塵和雜草等雜物清理干凈,確認(rèn)基礎(chǔ)邊線50 cm 范圍內(nèi)不存在雜物,并將清理的土運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一處理[2]。 對(duì)土體進(jìn)行整平期間,需要做到逐層夯實(shí),確保土壤干密度符合施工標(biāo)準(zhǔn)。 局部位置地下水位較高,土壤黏性大,在強(qiáng)夯作業(yè)前為避免出現(xiàn)失穩(wěn)情況,按規(guī)定在表面鋪設(shè)厚50~200 cm 砂礫或碎石墊層,保證人員作業(yè)安全。針對(duì)局部土體承載力不足的問(wèn)題, 可以通過(guò)鋪設(shè)土工布對(duì)深層軟土進(jìn)行處理,通過(guò)發(fā)揮土工織物作用增強(qiáng)土體適用性、密實(shí)度等,有效提升土體抗拉能力和承載性能,避免后期出現(xiàn)不均勻沉降情況。 此外,要求現(xiàn)場(chǎng)人員佩戴安全帽等防護(hù)用品,退到安全線以外,同時(shí)加強(qiáng)周圍土壤沉降變形監(jiān)測(cè)。 在現(xiàn)場(chǎng)施工期間,發(fā)現(xiàn)局部沉降情況,需要及時(shí)通知技術(shù)負(fù)責(zé)人,結(jié)合實(shí)際情況做好強(qiáng)夯參數(shù)調(diào)整,以免引發(fā)安全事故。

        4.3 堤防填筑

        在堤防填筑施工期間,建設(shè)枯水平臺(tái)進(jìn)行人工拋石。 圖2為工程堤防填筑施工示意圖。 為保證施工安全,需要嚴(yán)格按照順序由上游向下依次分段、分層施工,要求通過(guò)局部修正保證拋石面平整,以免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)問(wèn)題。 提前確定拋石區(qū)位置和開(kāi)展投拋試驗(yàn),應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控,劃定危險(xiǎn)區(qū)并設(shè)置圍擋、提示標(biāo)語(yǔ)等,由專門(mén)負(fù)責(zé)人進(jìn)行定崗定位管理,確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除現(xiàn)場(chǎng)安全隱患。 面向施工人員,需要提前進(jìn)行安全培訓(xùn),確認(rèn)人員掌握施工危險(xiǎn)源位置和了解安全隱患, 嚴(yán)格按照施工技術(shù)方案和安全管理規(guī)定作業(yè)。

        圖2 堤防填筑施工示意圖

        按照由低到高方式進(jìn)行土方回填施工, 回填土強(qiáng)度不足將導(dǎo)致堤壩承載力不足,給工程留下安全隱患。 因此,在回填階段應(yīng)選擇黏性大的土壤,禁止使用軟土和彈簧土,以免影響堤基質(zhì)量。 根據(jù)壓實(shí)機(jī)具種類,需要對(duì)鋪料厚度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,如表1 所示。

        表1 不同壓實(shí)方式下鋪料厚和土塊直徑限制

        通過(guò)試驗(yàn)段方式, 可以確定分層回填厚度為200 mm,采用平碾機(jī)具和自卸汽車等進(jìn)行攤鋪,應(yīng)加強(qiáng)坡度、覆土厚的檢查控制,按照表2 回填施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè),避免因單層回填過(guò)厚而引發(fā)邊坡滑移事故,帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。 按照每段500 mm 間隔劃分施工單元,對(duì)各單元進(jìn)行鋪料前,通過(guò)碾壓試驗(yàn)確認(rèn)土料含水量,確認(rèn)偏差在-2%~3%,黏粒含量偏差不超20%,有機(jī)質(zhì)含量偏差不超5%,通過(guò)嚴(yán)控物料質(zhì)量防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)事故。 使用壓力機(jī)對(duì)土料進(jìn)行分層壓實(shí),提前通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)機(jī)械噸位、碾壓次數(shù)等,將搭接位置寬度控制在0.5 m 以上,土體含水率控制在1%~3%, 通過(guò)加強(qiáng)施工質(zhì)量管理提升工程安全性[3]。

        表2 堤防回填施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

        4.4 護(hù)岸施工

        利用混凝土進(jìn)行護(hù)岸澆筑,為消除安全隱患,需嚴(yán)控混凝土施工質(zhì)量。 在保證水泥、砂石等原材料質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格按照配比進(jìn)行混凝土拌制, 通過(guò)抽樣送檢方式確?;炷潦褂眯阅芊弦?。 在混凝土澆筑期間,按照技術(shù)規(guī)程和施工要求作業(yè),確認(rèn)澆筑高度、振搗時(shí)間等參數(shù)符合要求。 為消除人員因素帶來(lái)的影響,施工過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為立即制止,通過(guò)指導(dǎo)人員規(guī)范作業(yè)消除安全隱患。 此外,建立施工安全檔案對(duì)安全交底材料、安全檢查記錄、安全教育記錄等資料進(jìn)行收集、歸檔,督促安全主管部門(mén)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)人員行為監(jiān)督,確保人員在用水、用電等過(guò)程中采取必要安全防護(hù)措施,有效降低安全事故發(fā)生概率,保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全。

        5 結(jié)語(yǔ)

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