喻卫良庞伟
重庆市地勘局南江水文地质工程地质队重庆401121
摘要：本文主要从对地质灾害施工工程人工挖孔桩的特点出发，对地质灾害施工人工挖孔桩的事故分析进行分析，并提出了加强其防控的措施。
关键词：地质灾害；人工挖孔桩；事故分析
引言：地质灾害施工工程人工挖孔桩是指由人工自上而下逐层采用镐、锹或小型机具破碎岩土，利用自搭孔口支架和1-2t慢速卷扬机提升系统垂直运输出渣成孔后安放钢筋笼浇注混凝土而成的桩。相比建筑施工人工挖孔桩而言，其地质结构的复杂性、岩层基础的不稳定性、作业工点的分散性以及个别抢险救灾项目工期的紧迫性加之行业管理规范缺乏的显著特点，使这看似简单的作业过程充满高危险性，发生事故的概率高，现场安全管理难度大，正确、客观而真实地对事故发生的因素和特点进行分析，切实而系统地制定安全防范措施，才能最终实现杜绝事故的目标。
1地质灾害施工工程人工挖孔桩的特点
1.1项目施工的唯一性
不同的地质灾害施工项目，其人工挖孔桩施工的作业特点原则上都是不一样的，即使其设计形状、尺寸、间距、配筋的规格和型号及间距、混凝土强度等级等完全相同，但气候、水文、地形、地貌、地质等条件不会完全相同，导致作业现场的安全管理无模板可循；同时，由于桩井所处的自然条件、环境、地灾严重程度等的不同，设计、施工方法必将随之变化，很难实现安全生产的标准化。因此，其施工现场的安全管理工作对实际经验的依赖性大，对作业现场的安全管理人员的业务能力水平提出了较高的要求。
1.2作业现场的多样性
地灾治理施工人工挖孔桩大都是露天作业，受自然气候、地质结构及周边环境的影响极大，加之前期钻探勘察的布点位置、间距与桩位的位置和间距出入往往很大，不可能完全、准确的揭露各个人工挖孔桩桩位地下的情况，施工作业的不确定性大大增强：既有可能遇到无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土、含少量的砂、砂卵石、姜结石的粘土层、黄土层；也有可能遇到地下水位较高、涌水量大的冲击地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层，从而在开挖过程中会突然出现涌水和涌泥；同时由于桩井内闷热、潮湿、昏暗，随着孔深的增加或者遇到腐质土层还有可能出现缺氧或致命的有毒有害气体。导致对作业现场的危险源和有害因素的分析辨识很难做到全面、具体、准确。
1.3作业过程的复杂性
一是作业工序繁多，地灾治理施工人工挖孔桩一身兼顾土方开挖、石方开挖；涉及护壁的关模、扎筋、浇注混凝土；涉及桩芯的埋声测管、扎筋、浇混凝土；涉及施工设备和工具的上下、人员的上下、材料和设备的运输、材料的就位安装和使用；涉及施工用电、桩内排水、有毒有害气体检测、送风；施工监测等，施工工序较多，且机械化程度低。二是施工队伍流动性大。地灾治理施工项目有着点多、面广、线长的显著特点，其人工挖孔桩作业场地相对不固定，工作量小、作业面广、广泛存在施工工序间隔期和施工任务间隔期，导致作业人员的流动性极大，不便统筹管理，一个项目往往得反复组织入场安全教育和安全技术交底，作业人员的素质得不到保证，导致部分作业人员安全意识不到位，存在侥幸心理，是“三违”现象的高发工点,给安全生产带来了较大隐患。
2.事故类型及原因分析
2.1事故类型
地质灾害施工人工挖孔桩作业的事故类型按照事故先发诱导性原因、致害物、伤害方式等，可将事故分为物体打击、车辆伤害、机械伤害、触电、淹溺、火灾、高处坠落、坍塌、放炮、爆炸、中毒和窒息、其他伤害等。
2.1.1中毒和窒息
标准空气中氧气量的体积比为20.95%。体积比低于18%时为缺氧，此时会有疲劳感，注意力减退，动作极易失误。空气中氧气体积比低于12%时，为严重缺氧，此时人有头痛、恶心、眼花、呕吐，甚至丧失意识、言行不能自主的症状。空气中氧气的体积比低于6%时，为致命缺氧，此时人心跳微弱，血压大幅下降，抢救不及时，就会因停止呼吸和心跳而死亡。据其他实际测定，井桩深度在20m时，空气中氧气含量低于18%，还常常伴随有毒有害气体或惰性气体含量增加。作业人员可能因缺氧而窒息，吸入有毒有害气体会引起中毒缺氧，造成窒息，甚至瞬间死亡。
2.1.2高处坠落
地面作业人员或过往人员不慎坠入桩井中；孔内作业人员在频繁的上下孔过程中失稳坠落孔底。
2.1.3坍塌
孔壁没有护壁设施，或未按土质情况采取防流沙、涌泥措施，孔壁坍塌，掩埋孔底作业人员。
2.1.4物体打击
地面物体掉入桩孔中，孔中升降中的工器具掉下，活底吊桶或箩筐装载废弃土掉下，或绳索断裂、吊桶脱钩下落击中孔底作业人员。
2.1.5触电
人工挖孔配备的施工机具中有部分电动机具和照明设施，因漏电造成作业人员触电。
2.1.6机械伤害
人工挖孔桩施工中机械伤害，主要是施工机具的使用中，施工人员不按该机具的操作要求使用或非操作人员操作等，而发生机械伤人事故。如水钻钻到了脚。
2.1.7起重伤害
在开孔过程中，提取渣土的提升机械或机具出现缺陷，造成提升渣土的容器坠落或提升渣土容器内土块或石块坠落，造成起重伤害；由于钢筋笼制作质量缺陷，在吊放挖孔桩钢筋笼时，钢筋笼焊接部位脱落突然坠落，从而引发起重伤害。
2.1.8淹溺
遇有流沙或涌泥，或地下水位高、压力大，雨季施工及大量地面的施工用水或地表水涌入孔内或造成孔壁坍塌，孔内瞬间大量涌水致孔内作业人员被淹没、掩埋。
2.1.9车辆伤害
由于清运渣土的运渣车进入现场后，有可能对已施工的挖孔桩护壁产生侧压力，导致护壁垮塌，从而造成人员伤害；施工现场施工人员较多，运渣车进入现场后，有可能造成交通事故。
2.1.10火灾
人工挖孔桩可能存在可燃气体，水钻和风镐施工作业可能产生火花，火花可能引燃可燃气体造成火灾。
2.1.11其他伤害
夏季室外温度在37℃以上，工人上班期间出现头疼、头昏、呕吐、恶心等症状时，可判断为中暑；室外温度较低时由于孔内作业面潮湿，空间狭小，工人长期接触泥水可能造成冻伤。
2.2事故原因分析
多年来，在地灾治理施工人工挖孔桩作业中曾经发生过许许多多惊心的安全事故，给国家财产带来了巨大的经济损失，也给许多家庭带来了永远无法弥补的伤痛。随着“新安法”的实施，全民安全意识的增强、安全生产标准化建设的大力推行，各级领导对安全工作的高度重视和企业管理水平反不断提高，各类安全事故发生的频率呈现出逐年下降的趋势，应该说，安全工作正在逐渐走向科学化、制度化、标准化的良性循环道路。但是，我们应该清楚地看到，当前受环境、人员素质、安全意识、执行力度等众多因素的影响，安全工作任重而道远。我们对曾经发生过的事故原因进行系统分析，正是为了总结教训，防患于未然。
2.2.1准备不足引发事故
人工挖孔桩的深度大都依实际地质情况来确定，一般都以开挖至特定岩层为主要依据确定是否继续开挖，尤其是地质探井，由于受地质构造，自然环境，实验要求条件的制约，同一作业工点的不同桩井其设计深度与实际深度往往大相径庭。当设计开挖深度大于实际要求或者实际地层与地勘地层差别较大时，由于提升系统（井架钢度、钢丝绳长度、卷扬机功率等）设计不符合、作业人员经验不足、安全教育、交底跟进不及时、护壁钢筋规格、混凝土强度不够、有毒有害气体检测工具不全、送风设备未到位等各方面准备工作不充分,盲目作业导致事故发生。
2.2.2人员、设备缺陷造成事故
地质灾害施工人孔挖孔桩项目施工的唯一性的特点，导致很难实现其安全生产的标准化。普遍都是“夫妻井”、“百花架”（“夫妻井”指丈夫在井下开挖作业，妻子在井口出渣看护，无统一的培训要求，上岗标准；“百花架”即提升用井口架又像灯笼架，又像篱笆桩，有钢管的、槽钢的也有木头的，有电动卷扬的也有人工手摇的），作业人员安全意识不强，设备安全隐患多，现场管理难度大也是导致事故的主要原因之一。
2.2.3习惯性违章造成事故
井口作业不系安全带，或光穿不扣，又或加长低挂；不戴安全帽或戴了安全帽不系帽带；渣土距井口安全距离不够，井口无防护挡板；临时用电私拉乱接，井内照明不用安全电源；作业人员不通风、不检测直接下井；下井观察护壁情况程序直接忽略；不按要求使用爬梯、安全带、防坠器站乘渣桶上下井；用钢丝绳捆吊工具，吊运整块岩土；渣桶装填过满，不用安全挂钩；不按时装模护壁，私自少设钢筋、降低砼强度，混凝土拌合不充分直接浇注；井口不设围挡防护，不按要求及时覆盖，不设警示标志；井口人员擅自串岗、离岗。
2.2.4管理制度不健全、不落实造成事故
无施工组织设计或安全专项方案冒然作业，或不按要求野蛮施工；无相应操作规程或现场安全管理规定；日常安全巡查检查不细；入场安全教育、安全技术交底不全面不到位，作业人员安全意识不强，应急能力不足；有毒有害气体检测制度，下井前通风制度不落实；井内作业人员上下井制度不落实。
3.安全防范措施
3.1建立项目安全保证体系
一是项目承担企业要建立以项目经理（负责人）为第一责任人项目安全保证体系，设立安全保证机构，明确安全管理人员并层层签订安全生产责任状，落实安全生产主体责任。
二是必须坚决落实安全生产“一岗双责”制度，在人工挖孔桩作业过程中有些问题表面上看是质量问题，但其和安全均密切相关，直接涉及安全。如护壁质量直接涉及坍塌、开挖不良地质的施工工艺直接涉及安全等。因此管技术质量涉及安全，管安全也涉及技术质量，必须充分贯彻落实“一岗双责”，多位一体全员管安全。
三是项目部要制定、完善项目安全管理制度。项目部要根据规范、文件的要求和公司的相关管理制度结合现场的实际情况制定、完善项目安全管理制度，明确项目各级、各类管理人员的安全责任以及各班组的安全责任，并签订责任书。
3.2扎实开展前期准备工作
一：搞好技术调查。详尽的、有效的技术调查，是开展施工策划的基础和前提，是施工策划具有针对性、有效性、可操作性的基础和前提。地灾治理项目的人工挖孔桩常常位于边坡部位，与建筑施工相比，作业条件和作业环境更加复杂和恶劣，技术调查相比建筑施工类就更加重要。其技术调查（即踏勘现场）必须真正到现场踏勘场地周围环境、供水条件、供电条件、道路交通、地质条件、水文条件、气候条件等实际情况。同时还应掌握周边地区的材料、设备等资源的供应情况，以便于施工策划确定资源的供应。从而真正把握本项目施工管理和控制的重点、难点、关键点，并在策划是确定相应的措施和举措。
二：要作好方案策划。地质灾害施工人孔挖孔桩作业所涉及的土石方开挖、护壁施工、人员上下、提升机构的设计、安装、验收和使用、渣土的提升堆放和运输、施工临时用电、抽排水、通风以及监测、监控等作业工程必须在施工方案、安全专项施工方案中明确相应的做法、相应的工艺和措施。
三：要抓好资源落实。各类资源是保证方案实施的物质保障，在方案策划的同时，应当着手进行班组建设、材料供应等资源的安排和落实。人工挖孔桩作业主要以体力劳动为主，对作业工具和操作技术要求不是很高，因此方案策划的重点应放在落实作业班组上，要将劳务分包单位的资质、实力、人员素质、资源保证、诚信、已建和在建类似项目工程情况、报价等指标量化并赋予合适的权重。以客观、科学的统一标准来衡量各劳务分包企业的优劣，客观、科学的择优选择适宜的作业班组，才能保证工作的正常和有序推进。
四：要抓好安全培训和交底。要在针对特定的地灾治理项目和工人的实际情况，扎实开展入场安全教育、三级安全教育的同进时，结合工人实施效果，开展工序回访式的安全教育培训。采取现场点评、现场示范、现场纠偏，实施言传身教式的培训；针对项目特点、难点、重点，开展有针对性方案交底、施工技术交底、安全技术交底，严禁走形式、走过场。所有的教育培训和交底，均要形成资料并有相关人员签字。
3.3按方案落实场地的清理
针对地灾治理项目的的人工挖孔桩所处位置的特殊性，要了解、掌握本工程所涉及的制约本工程人工挖孔桩的边坡的情况，并对其边坡的安全性进行分析，在施工方案、安全专项施工方案确定边破的处置措施，必要时可进行边坡的安全性评估或边坡的处置措施专家论证，施工时按施工方案、安全专项施工方案确定边破的处置措施进行清理和排危。
排危主要清除边坡上破碎危岩、滑移体、坡角凹形地带强风化层等。如设计要求对人工挖孔桩的上边坡进行治理，原则上应先治理上边坡再开挖人工挖孔桩。
3.4按方案落实场地的安全防护
地灾施工项目的的人工挖孔桩本身是地质灾害治理项目的一种手段，涉及边坡的安全性本身就存在安全隐患，作业点处于欠稳定土体和岩石、存在滑移迹象的土体和岩石的可能性非常大。针对这类项目，首先应对涉及的边坡的欠稳定土体和岩石、对存在滑移迹象的土体和岩石进行清理。对半坡桩和坡脚桩而言，可能出现新的不稳定体或滑移体，这就要求一方面在施工方案、安全专项施工方案要针对这些危险源制订相应措施预防措施，另一方面在施工时加强观测和检测，实施安全防护。
3.5按要求设置锁颈、锁口
锁颈、锁口即第一阶护壁高出现状地貌不少于200mm，宽度不少于250mm的钢筋混凝土井圈，也就是第一节开挖深度为0.8m，护壁支模1.0m(高出地面不少于0.2m)，浇后的护壁砼形成高出地面0.2m为砼井圈，用以防水流入和地面物体坠入孔内发生事故。锁颈、锁口必须采用钢筋混凝土浇注，禁止砖砌。
3.6搭设符合安全条件的提升井架
当采用钢管脚手架（灯笼架）和卷扬机自建提升系统时，提升支架的搭设方式应在施工方案和安全专项施工方案通过计算确定，并明确提升支架搭设验收和使用要求，吊运方式和吊运重量。施工时要严格按施工方案和安全专项施工方案搭设提升支架、安装提升设备，并验收和使用。提升支架应自成稳定体系，严禁支承在护壁上。安装提升设备时，应使吊桶钢丝绳中心与桩孔中心重合，以便挖土时能直观控制桩位中心和支模中心，桩口上应设围护栏。钢丝绳在卷筒上应整齐排列，端部应与卷筒压紧装置连接牢固。当吊笼处于最低位置时，卷筒上的钢丝绳不应少于3圈。卷扬机应设置防止钢丝绳脱出卷筒的保护装置。该装置与卷筒外缘的间隙不应大于3mm，并应有足够的强度。当钢丝绳端部固定采用绳夹时，绳夹规格应与绳径匹配，数量不应少于3个，间距不应小于绳径的6倍，绳夹夹座应安放在长绳一侧，不得正反交错设置。
3.7按规定开挖
首节（第一节）开挖深度一般为0.8m，其余每节开挖深度一般1m（遇流沙、涌水地层时酌情减少），孔桩在开挖过程中的余土要求全部吊运至指定地点。井下有人作业时，井口须有人看护（二人一组开挖作业），不得擅自离开岗位。如桩间净距小于2.5m时，必须采取跳桩开挖，相邻排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m，在浇注桩基砼时，相邻10m范围内的挖孔作业应停止，且不得在桩孔底留人。
3.8按规定支护和拆模
护壁质量的好坏，直接涉及桩孔坍塌。一般情况下应当当天挖孔，当天支护，如存在土层渗水情况，必要时可使用速凝剂上下节护壁钢筋的搭接长度不得小于50㎜；护壁混凝土宜机械拌制，人工拌制宜提高一个强度等级拌制。直径较小且不属于不良地质的圆桩护壁混凝土浇筑24小时后方可拆除护壁模板。其它异形桩、直径较大的圆桩、不良地质桩必须严格按照已审批通过的施工方案和安全专项施工方案确定的拆模时间拆模。
3.9人员、设备和工具按规定上下
桩井口作业人员应密切观察桩孔下人员情况，互相呼应，孔深超过2m的，井口人员须系安全带或防坠器，安全带一端固定于防护架上，戴好安全帽并扣好帽带。井口应设有牢固可靠的应急软梯或钢制爬梯，每班应检查应急软梯或钢制爬梯固定点、焊接点的情况，发现损坏应立即处理或更换。作业人员下井前应先通风和检查空气质量，合格后，方可下井施工。作业人员上下桩井应使用应急软梯或钢制爬梯，必须系安全绳，安全绳需固定牢固，长度必须略短于作业孔深，以防失足坠落。严禁徒手上下，也不能利用手动或电动轱辘上下。向井下运送物品须捆好系牢，先吊下工具，作业人员再下井；向井外运送物品须捆好系牢，作业人员先上井，再吊出工具，避免物体坠入井下伤人。井下人员应在上下井过程中注意观察孔壁变化情况。如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑或重做护壁措施。井下如有险情，应及时发出联络信号，并迅速撤离，同时采取有效措施排除险情方可重新上下及作业。
3.10按规定堆放和外运渣土
渣土应置于井口1.0m以外临时堆放，堆放高度不得大于1.5m，再通过车辆运输到指定地点。渣土不能污染环境、植被，不能堵塞河道，不能形成新的不稳定体，不能增加本身地灾治理项目承受的荷载。现场运输道路必须设置安全隔离带或临边防护，并悬挂安全标识牌，进入现场出渣的施工车辆严禁驶入隔离带内，出渣时必须设专人进行指挥，出渣车辆必须按规定线路行驶，场内行车速度严格控制在每小时5公里以内。车辆不得靠近挖孔桩，避免对井壁产生挤压破坏。若使用机动车辆到桩孔附近运弃渣时（不能停放在桩孔作业面2m范围内），应做好预防措施或暂停孔内作业（作业人员不准留在孔内），以防挤压塌孔。
3.11其它安全要求
桩井停止施工时，必须采取措施对孔口进行密闭罩盖。遇小雨天气时孔口要设可靠的防雨棚，凡遇到大雨时严禁下井作业。桩井施工只要有人下井，不管什么工种和人员，都要送风和检测空气质量。施工作业区应备有发电机，供现场停电应急使用，防止停电时影响向井内送风以及施工人员上下。材料材料和渣土的运输如采用起重设备吊装就位，如钢筋笼吊装、混凝土吊运、渣土吊运、其它材料吊运等，吊装作业人员必须持证上岗，且应有指挥，严格执行吊装十不准。
4结语
在当前国家大力推行机械成孔工艺的背景下，由于受场地环境、机械保障等客观条件制约，普遍采用机械成孔施工工艺，禁绝人工挖孔灌注桩的条件在短时间内尚不成熟。其作业安全涉及安全事故类型多，事故应急救援困难，以及地灾施工项目点多、线长、面广、条件复杂的自身特点，使其安全管理风险大、难度高，成为困绕当前地勘行业安全管理工作的重要问题之一。因此，我们必须高度重视并充分认知人工挖孔桩施工作业存在的多重巨大施工安全风险和职业健康危害，在施工作业过程中严格监护措施，综合治理，防控事故，确保安全生产。
参考文献：
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