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)