武汉市竹叶海立交工程
天然气人孔探挖安全专项施工方案
建设单位：
设计单位：
监理单位：
施工单位：
编 号：
编制时间：
中国一冶武汉市竹叶海立交工程项目经理部
天然气探挖安全专项施工方案
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中 国 一 冶 集 团 有 限 公 司
China First Metallurgical Group CO., Ltd.
中国冶建第一军
目 录
第一章 编制依据 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 第二章 工程概况 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.1工程简介----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2工程地质及水文情况 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.3施工要求和技术保证条件 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 第三章 施工计划 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 第四章 施工工艺技术参数 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 4.1技术参数---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 4.2工艺流程---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 4.3施工方法---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 第五章 施工安全保证措施 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 5.1组织保障---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 5.2技术措施---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 5.3应急预案---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 第六章 劳动力需求计划 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 6.1专职安全生产管理人员 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 6.2劳动力计划 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 26 第七章 计算书 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27 7.1护壁压力计算 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27 7.2钢护筒稳定性和强度验算 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 7.3钢护筒下沉摩阻力计算 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 30
第一章编制依据
1、地勘报告。
2、工程施工图纸。
3、建筑地基与基础工程施工质量验收规范《GB50202-2002》
4、建筑工程强制性规范条文《房屋建筑部分》
5、建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）
6、建筑施工安全检查标准《JGJ59-2011》
7、<建筑桩基技术规范>(JGJ94-2008)
8、<危险性较大的分部分项工程安全管理办法>建质(2009)87号
9、<建筑基坑工程监测技术规范>(GB50497-2009)
10、<建筑施工土石方工程安全技术规范>(JGJ180-2009)
11、<生产过程中危险性和有害因素分类与代码>(GB/T13861-2009)
12、<关于遏制市政工程,人工挖孔桩(维修)中毒事故的通知>(建安办[2005]10号)
13、<建筑施工现场临时用电安全技术规范>(JGJ46-2005)
14、<龙门架及井架物料提升机安全技术规范>(JGJ88-2010)
15、<生产经营单位安全生产事故应急预案编制则>(AQ/T9002-2006)
16、国家、行业有关法律、法规
17、《企业职工伤亡事故分类标准》(GB6441-86)
18、《高处作业分级》（GB/T3608-2008）
19、《安全带》(GB6095-2009)
20、《安全帽》(GB2811-2007)
21、《安全网》(GB5725-2009)
22、《建筑工程预防坍塌事故若干规定》（建质[2003]82号）
23、《建筑高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）
24、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
25、《建筑施工现场环境与卫生标准》(JGJ146-2004)
26、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
27、《建筑施工作业劳动防护用品配备及使用标准》(JGJ184-2009)
28、《施工现场机械设备检查技术规程》（JGJ160-2008）
29、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）
第二章 工程概况
2.1工程简介
竹叶海立交F匝道为三环线右转上长丰大道高架桥匝道，
FK0+000-FK0+180为路基拼宽段，路基基底存在水塘路基，现状地表堆填有杂填土等不良土，需先清除不良土后再进行路基填筑。路基段之后全部为高架桥，根据2012年长丰大道《综合管线物探图》显示在F匝道下有一条Ф720的高压燃气燃气管道穿过，同时根据天然气公司现场巡视人员描述也证明该区域有高压燃气管道。
2015年4月17日设计院根据业主提供的综合管线图进行F匝道桥梁的变更设计，我部参照最新设计进行施工准备，但期间遭到天然气巡线人员的干扰，以未签署保护协议、备案等原因阻止我部施工。
2015年4月29日建委管网组织燃网办、天然气公司、武汉测绘院、地产集团、BT公司、设计单位、施工单位召开关于竹叶海立交区域天然气专题会，会上要求业主委托勘测单位对上述区域的天然气管道重新物探，如与前期探测结果相符则施工单位继续施工，如与前期探测结果不符则修改设计。
2015年4月29-2015年4月30日探测单位对桥梁两侧天然气管线进行重新物探，探测结果表明与前期管位、坐标偏差较大，因而业主要求探测单位尽快出具该段的正式探测成果，并要求施工单位根据
武汉测绘院提供的点位进行核实。
根据武汉测绘院提供的天然气探挖点坐标进行针对性探挖，该探挖点仪器探测深度在15.5米左右，根据建质2009 87号文规定，人工挖孔桩需编制安全专项施工方案，为保证探挖效率和人员安全，我部将使用外径2m、壁厚2cm的钢护筒作为护壁。由于仪器对超过6米以上的管道物探会有误差，从而导致单点定位可能无法一次探挖准确，需要多点探挖方可将天然气管道探明，为此我部特编制该方案。
2.2工程地质及水文情况
1、工程地质
（一）场区位置和地形地貌
拟建“竹叶海立交”起于硚孝高速，止于长丰大道竹叶海南路，场区地形较有起伏。勘探点孔口标高在21.41～31.94米之间，最大高差为10.53米。本次勘察的地段地貌单元为长江三级阶地。 （二）场地土构成及野外特征
在场区最大勘探深度范围内，根据钻探资料、土工试验及原位测试成果，拟建场区除表层填土外，其下土层主要为第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）的黏性土，基岩除局部为三迭系（T1g）中风化白云岩及（T1d）泥灰岩外，绝大部分地段为志留系（S2）泥岩，，根据其年代、成因、土层结构特征及强度上的差异，场地自上而下可分为8个地质单元。各土层单元特征详见“土层性质特征描述表”。
岩土层性质特征描述表
表2
波速进行测试，岩石完整程度系根据现场鉴别及《岩土工程勘察规范》
GB50021-2001（2009年版）附录Ａ综合鉴定。
现按层将土、石工程分类（分级）列表如下： 表3
2、气候
武汉地区属于我国东南季风气候区，具有冬寒夏热，春湿秋旱，四季分明，降水充沛冬季少雪等主要气候特点，年平均气温16.7°C，极端最高气温41.3°C，极端最低气温-18.1°C。多年平均降水量1204.5mm，降水多集中在6-8月，占全年的41%；最大年降水量2107.1 mm，最大日降水量317.4 mm，年平均蒸发量为1447.9 mm，绝对湿度年平均16.4mb，相对湿度75.7%。4~7月多东南风，其余多为北风或东北风，最大风力8级，风速27.9m/s，大气影响深度为3.0m，大气影响急剧深度为1.35m。
3、水文
（一）地下水类型、埋藏和补给条件的评述
本场区地下水按赋存条件为上层滞水及基岩裂隙水。
1、上层滞水主要赋存在填土中，水位不连续，无统一自由水面，其动态变化受大气降水和生活排放水补给。
2、基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中，本工程绝大部分地段岩石属极软岩，泥质胶结，勘察期间未见有基岩裂隙水，考虑到该水量少，基岩埋藏较深，对本工程无影响。
（二）地下水位量测
勘探过程中对上层滞水进行了量测，其稳定水位在地面以下0.2～
4.2m，相当于绝对标高20.14～29.97m。
（三）土和水的侵蚀性
根据在场区钻孔中所取水样的分析资料，依据《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）判定：本场区环境类型为Ⅱ类，地下水及对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
根据场区内采取的2组土样进行易溶盐分析报告，场区内地下水位以上的土层对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。
2.3施工要求和技术保证条件
1、施工要求
（1）挖孔桩所处位置特殊，工期紧，桩间距离小，必须确保整个开挖及砼浇筑过程安全。
（2）挖孔桩开挖过程要符合工程施工进度要求。
（3）相应特种作业人员应坚持持证上岗。
2、技术保证条件
（1）安全管理网络
（2）人工挖孔桩开挖需严格执行该《专项安全施工方案》；
（3）人工挖孔桩施工及检查验收须按照《建筑桩基安全技术规范》（JGJ94-2008）执行。
（六）危险源识别
1、 坍塌
孔口往下1—2米较为破碎，开挖过程中如不保证护壁质量，极有可能造成塌孔。
2、高处坠落
挖孔桩深度超过2米未设围挡防护或封闭，以及井上作业人员施工安全防护措施不当可能导致高处坠落。
3、 物体打击
锁口边弃渣掉落井内，塔吊在作业区吊运作业可能导致物体打
击。
4、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，因漏电可能导致触电。
5、窒息
CO2浓度超标或孔深超过8米未连续送风可能导致孔内作业人员窒息。
6、机械伤害
因无防护装置或防护装置有缺陷、设备未按时进行保养、设备失修或带病运转、使用、指挥不当或机械故障可能导致机械伤害。
7、中毒
孔下作业前未对井内通风或未作孔内空气检测，孔内未连续送风，当孔内土壤中有CO，HS等有毒气体释放时可能导致中毒。
第三章 施工计划
（一）施工进度计划
根据场地限制、人员及机械的配备情况，每天的进度指标控制如下：人工挖孔：3.0m-4.0m/天·孔；预计工期7天。
（二）材料计划
主要材料使用计划表
序号 名称 单位 规格 数量
1 钢管 m ф48 200
2 扣件 个 800
3 木枋 m35×10 10
4 竹跳板 块 0.25×2.
5 30
5 应急软梯 个 20米 3
6 钢护筒 m 内径2米、壁厚2cm 60
安全防护用品：安全帽10顶，安全带5条，防护雨衣10套，安全照明灯具5个，12V降压变压器一个，灭火器8个。
（三）施工设备计划
在充分利用公司原有设备，发挥其功效的同时，结合工期与施工方案的特点，再租赁少量的设备。结合业主要求，主要施工机械实际投入量如下表。
施工机械一览表
序号 名称 单位 规格 数量
1 钢管 m ф48 1000
2 扣件 个 4000
3 空气压缩机 台 9m3/min 12
4 风镐 台 03-11 10
5 风动凿岩机 台 YT-28 4
6 电焊机 台 21kw 4
7 对焊机 台 22KW 4
8 潜水泵 台 吸型（40m扬程）口径?75 5
9 鼓风机 台 离心式交流 4
10 手推人力车 辆 0.3t 8
11 氧气瓶 4
12 挖机 台 1m3履带挖掘机 2
13 吊车 台 25t 1
14 震动锤 台 DZJ-180 1
15 吊车 台 50t 1
第四章 施工工艺技术参数
4.1技术参数
首先使用挖机挖孔1.5米深后埋设护筒，护筒锁口高出地面20-30cm。人工挖孔在杂填土区域每挖深1m左右（根据实际地质情况确定护筒底开挖深度）就需将护筒下沉50cm；在粉质粘土层每超挖2米左右下沉钢护筒；在黏土层每超挖2-3米后下沉钢护筒。要保持最
后一节钢护筒应高出地面20-30cm 以上，以便于挡土或定点等。
护壁结构材料类型 钢板 护壁结构外直径D(m)
2
挖孔桩开挖深度H(m) 15.5 地下水位深度ha(m)
2.9 护臂计算长度h
1
安全系数K
1.65
4.2工艺流程
4.3施工方法
1、施工测量放线
(1)检查复核控制桩点,检查其建筑基线尺寸是否符合点位,是否通视、易量。
(2)用全站仪及钢尺测出各轴线和桩位,并在附近。
(3)放好每桩轴线后,及时报告与业主、总包或监理验线,复核后方可施工。
2、桩孔施工
(1)开挖土、石方
工程桩土方开挖先中间后周边, 扩底部份先挖桩身圆桩体,再挖扩底尺寸从上到下修成,松散土层用铲、镐开挖,进入黏土层后用镐,每节均应检查中心点及几何尺寸,合格后才能进行下道工作。为安全起见，每开挖下节桩孔前，应用长为1.2m的直径20mm钢筋打入土中。测试是否有流砂、淤泥、管线等出现，遇到砂层时，每节挖深可降到0.5m,挖深超过5m后,要用鼓风机连续向孔内送风,风管口要求距孔底2m左右,孔内照明采用防爆灯泡,灯泡离孔底2m。
(2)土方运输:在孔口安装支架及0.5t慢速卷扬机,土用吊桶提升。
(3)排水:开挖过程中,如有少量地下水要及时用吊桶将泥水一起吊出,如渗水量较大,则在孔底一侧挖集水坑,用高扬程水泵排出。
(4) 2cm厚钢板卷制直径2米的钢护筒，制作时端头预留止口，便于现场施焊。在每节钢护筒下部使用20cm宽2cm厚带状钢板满焊形成环，10cm满焊在节护筒上，剩下10cm用于焊接已埋设的钢护筒上，对焊接口形成加强。上下两节钢护筒焊接好后采用挖机往下压，钢护筒顶宜高于地面30cm为宜。需要连接的钢护筒采用J506焊条进行连接部位满焊并且焊缝饱满无焊渣。
(5)尺寸控制,每节钢护筒焊接后应将桩控制轴线,可用十字线对中,吊大线锤,测出中心线,再用尺找圆周,根据基准点测设孔深。
(6) 出土采用电动辊辘提运出孔外，人工用斗车运至较宽位置集中堆放，夜晚用8t自卸式汽车进行外运。
由于探挖区域原为鱼塘，后被杂填土填埋至现状标高，探挖孔下有大量杂填土、淤泥等存在，在探挖过程中若由于孔底突涌或流沙造成土方挖运量增加的情况，请监理单位现场见证后办理签证计量。
（7）人工上下通道
人工上下梯道使用钢制爬梯，钢制爬梯上做弯钩挂在钢护筒上,钢制爬梯的长度与护筒深度相同。钢制爬梯与钢护之间每隔1m使用2根15cmФ16焊接固定。
3、检查验收
（1）测量
派专人测量、放线，轴线复核无误后建立轴线控制桩并加以妥善保护。施工前再进行复核，确保孔桩轴线，孔径正确。为保证桩的垂直度，要求每安装一节钢护筒，必须校核该孔中心位置及垂直度一次，发现偏差，及时纠正，确保桩位正确，直径容许偏差-100 mm～+100 mm，
中心位移容许偏差60mm～70 mm，垂直度容许偏差75 mm～90 mm。 （2）钢护筒焊接质量要饱满，防止脱落和渗水。发现渗水现象要求立即补焊。
4、特殊情况处理
根据地质资料，本工程各地下水相对较多，且拟建场地范围内分布的杂填土、淤泥土等地层，孔挖至易流泥、流沙或地下水层厚度较大段时，如出现塌崩，要采取适当缩短至300mm～500mm快速挖土，钢护筒同步下沉保护。同时加强各井点降水及周围孔桩降水，降低该桩位地下水位。当塌崩严重，地下水无法下降时，应及时与有关单位商量，采取切实可行的办法，如采用足够刚度钢套管，并且随挖随沉，以阻挡流砂流泥。或无法控制塌崩，大量流砂流泥涌出，为防止影响周围桩孔，则应回灌砂土封孔，再作处理。孔桩挖至不利地段，要增加监护人员，确保施工安全。
第五章 施工安全保证措施
5.1组织保障
1、安全保证体系
2、环境保护体系
5.2技术措施
1、井上安全措施
(1)外用安全网围护(具体做法详见下图)，只留1/3井口作活动钢筋栅格门；井口边1.0m范围内严禁堆放杂物，余泥要及时清走，严防地面掉物井内伤人。
孔桩面钢筋防护栏
(2)土方上下运输采用卷扬机等合格机械设备和钢丝绳，要有漏电保护装置自动限位停机装置吊桶必须有安全吊钩；井口支架牢固稳定，并定期对机械和钢丝绳进行检查保养。
(3)井上和井下人员必须保持有效的联系，应采取有线或无线对讲机、步话机等良好的通讯设备或其它可靠的联络通讯办法。
(4)井上现场采用24伏低压照明，现场均应安装漏电保护装置。
(5)电力干线采用非裸露电线架设，统一布置电力线路，在作业机械接口，安装漏电保护设备，严禁带电移动机械。对备用电源设备，由专职人员负责管理和操作，操作人员持证上岗，严格按照安全操作规程执行。
(6)夜间无论否施工，保证有充足的照明。在施工间歇期，孔口用井盖安全覆盖，防止闲人、车辆等落入孔中。
2、井下作业安全措施
(1)井下作业工人必须进行身体检查合格后方准下井作业，同时必须是45岁以下男性职工。
(2)井下作业必须戴安全帽，穿高统绝缘鞋，上落井要求用专用
上落软梯，传递物品要用吊桶，不能直接抛掷。孔深超过2m时，孔内设半圆形防护档板，吊桶运行时，井下作业人员停止作业，避于防护板一边。
(3)孔桩开挖过程中，挖至深度4m以下时，下井前必须使用有毒、可燃气体测定仪或用小动物放入井内测试，发现有毒气体浓度超过允许值或存在沼气，应采取措施后才能下井作业。并配备防毒面具以防井下有人中毒，救援人员盲目下井，造成更大伤亡。
(4)孔下开挖作业应用1.5kw鼓风机φ100塑料管往井内送风，送风量不小于25L/s，出风管口距操作人员不大于2m，由于呼吸新鲜空气和劳动强度的需要，每1～2小时上下作业人员必须轮换一次，每口井配备作业人员3人，避免疲劳作业而造成不应有事故。
(5)孔内吊运物料或土方时，应保持垂直平稳，不准斜吊、过急或晃动；应采用稳定性较好的双耳吊篮，上料不准超过篮口，大块石头宜先破碎后装运，避免落物伤人，严禁私自扩大吊篮大小。
(6)孔下作业必须在交接班前用不小于φ16钢钎对孔下作业不少于三点的品字针探，正常作业时每挖50cm左右对孔下作一次勘插，确定无异常时才能继续开挖，发现有异常，即时报告。
(7)在施工流泥，流砂层时，井下作业人员必须系好安全带，安全吊绳放在孔边，遇紧急情况时，由卷扬机把人员尽快吊出孔外，孔内挖土，手足不要置于护壁之下，防止护壁突然下沉，压伤手脚。
(8)井内用电照明一律采用12伏低压100w防水带罩灯照明。井内用电设备必须设置一机一闸一漏电保护装置及绝缘良好的电缆，下井前由专业人员检查各种用电设备性能，无问题后方可使用。
(9)一般相邻5m范围内有孔桩正在浇混凝土或孔内有深水及雷雨天时，不得下井作业。