人工挖孔桩在输电线路工程的应用和安全措施研究

人工挖孔桩在输电线路工程的应用和安全措施研究

胡伟

广东威恒输变电工程有限公司

摘要：随着全国电力基建项目的不断发展，近年来很多电力施工工艺都有不同程度的改进和提高，人工挖孔桩在电力工程基础中得到较为广泛的应用。实践证明,此类桩基具有造价合理,施工速度较快等特点。同时挖孔桩基础具有施工设备简单、成孔质量容易保证等特点，在输电线路工程上也有成熟的计算理论和运行经验。

关键词：玩孔桩输电线路安全应用

一、人工挖孔桩的选用

挖孔桩不扰动原状土，石方量最小，对地形和植被的破坏也最小，能充分利用原状土的特性，提高基础抗拔承载力，减少基础的侧向变形。位于山坡、山梁、山顶等位置的铁塔优先选用挖孔桩基础。

人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备,挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩震能力强,造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大,安全和质量显得尤为重要。

二、人工挖孔桩的优势和特点

以往山丘塔位基础主要以掏挖式基础和人工挖孔桩基础为主。为减少土石方量，本工程使用全方位长短塔腿，再配合加高基础，但随着主柱高度的增加，由于水平力引起弯距的作用，基础主柱和底板的尺寸及配筋量随之增大。当地质条件适宜时，首先考虑原状土基础如掏挖式基础、挖孔桩基础。这类基础避免了基坑大开挖，充分利用原状土力学性能，提高了基础承载力，减少了土石方开挖量。更为重要的是塔位原状土未遭破坏，有利于塔基稳定，并减少对环境的不良影响，有显著的社会、经济、环境效益。

这类基础都避免了基坑大开挖，并充分利用了原状土力学性能，提高了基础抗拔能力，减少了土方开挖量，施工不用模板或少用模板，简化了施工工艺。更为重要的是塔位原状土未受破坏，有利于塔基的稳定，并减少对环境的不良影响。所以，在山区线路中，优先考虑原状土基础。

此类基础安全风险高，且比率较大，所以针对此类基础施工，必须要编制专项施工方案。当基坑地质为坚硬岩石需要爆破时，应编制爆破施工专项方案，经编审批后执行。虽然爆破作业大多都分包给专业爆破公司，但项目部及施工人员仍然需要进行大量的配合工作，所以编制专项安全方案，是不可或缺的。

三、挖孔桩对于环境保护的作用

（1）路径选择时避让自然保护区、水源保护区、风景名胜区等环境敏感区域，减少对环境的影响。

（2）线路跨越林区时，按跨越设计；对于非速生树木，应考虑树木的自然生长高度，并减少树木砍伐和对生态的影响。

（3）地面电场强度、无线电干扰和可听噪声等电磁环境指标满足国家相关规程规定。

（4）山区杆塔按全方位长短腿设计，并配合使用高低基础，尽量做到零降基面，减少土石方开挖和水土流失。塔基周围应做好水土保持与植被恢复。

（5）基础设计时分利用原状土，因地制宜采用人工挖孔桩基础类型，减少大开挖基础的使用，减少基坑土方量。

（6）当加高基础主柱高度，以便余土就地堆放，减少或避免余土外运。对高陡边坡和基础开挖的余土，优先采用生态植被护坡。

四、挖基础深基坑施工的主要安全风险

1.人员坠入基坑

挖孔桩基础基坑深度一般均在5m以上，属于深基坑施工范畴。施工过程中，作业人员需要在坑口周围或基坑内频繁活动，比如：基坑开挖过程中，提土人员需要在坑口用吊篮进行提土；基坑开挖人员需要多次来回上下基坑；基坑成孔尺寸检测、钢筋笼绑扎操作、混凝土振捣操作等均需要下到基坑内操作。所以，挖孔桩基础深基坑施工存在较大的施工人员坠入基坑的风险。同时，还要防止施工人员以外的第三方人员误入而坠入基坑。

2.坑壁坍塌和物体打击伤害

基坑开挖过程中，由于爆破震动或地下水渗出，导致坑壁松动或开裂，产生坍塌风险。坑壁一旦发生坍塌，坑内的人员难以进行自救，所以造成的危害往往较大。当土方堆放距离坑口较近、堆放过高时，坑壁的侧压力过大，对坑壁的稳定性产生不利影响，存在塌方隐患。重型车辆来回通行，如果过于靠近坑口，也有可能导致坑壁坍塌。

物体打击伤害主要是指基坑上方或周围的硬物掉落入基坑孔洞，对基坑内施工人员造成伤害。该风险主要来源于堆放在坑口附近的工器具、设备、可以滚动的石头、土块或其它硬物。物体打击是最常见的危险因素，必须高度重视。

3.粉尘伤害和人员坑内中毒或窒息

当挖孔桩基础土质为岩石基坑时，一般采用风镐掘进，或者采用风镐钻炮孔，产生大量的粉尘，粉尘浓度往往超过容许的标准，对施工人员的身体健康造成伤害。

挖孔桩基础基坑开挖到一定深度时，由于孔径相对较小，基坑内空气流动性不佳，某些土质可能会释放出有毒气体，或者爆破后产生的气体尚未散尽，或者由于二氧化碳气体的沉淀导致坑底氧气含量降低，从而产生施工人员坑内中毒或窒息的风险。

六、人工挖孔桩基础安全预控措施

1.设置坑口防护网（围栏）和盖板

挖孔桩基础施工过程中，需要在坑口设置硬质围栏，下班时用盖板（短时间可用结实完整的木板）遮盖坑口，防止施工人员或第三方人员坠入深基坑。硬质围栏一般采用钢管脚手架搭设，地面设置高度不小于200mm的挡脚板，防止硬物滚动调入基坑砸伤施工人员。防护网（围栏）上应悬挂安全警示标牌，路边基础施工应挂警示灯。盖板应确保强度，必要时用钢制盖板。现场施工作业人员上下基坑应使用梯子或软梯，软体上面应由地锚拉紧或者固定。

3.防止坍塌和物体打击伤害的安全措施

为防止坍塌，基坑应自上而下进行开挖，不得采用掏空倒挖的施工方法。不同深度的相邻基础应按先深后浅的施工顺序进行。挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，堆土高度不应超过1.5m。机动车辆的通行不得对坑壁的安全造成影响，尤其是混凝土罐车，不得靠近坑口。按图纸要求采取护壁措施，定期对坑壁进行动态的监控，发现裂纹或者坍塌迹象及时处理，每日下坑前必须先确认坑壁稳定方可下坑。

为防止物体打击伤害，基坑开挖前，应对施工场地进行清理，清除附近的浮石、其他硬物。施工过程中，工器具摆放应远离坑口，在孔内上下递送工具物品时，不得抛掷，应采取措施防止物件落入孔内；取土机械不得与坑壁刮擦。人力挖孔和绞磨提土操作应设专人指挥，使用的电动葫芦、吊笼等提土机械应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，并定期检查。

3.定时通风换气和定期进行气体检测

基坑开挖超过2.0m之后，应定时对坑底进行通风换气，现场应配备轻型通风设备。每日开工下孔前应检测孔内空气。当存在有毒、有害气体时，应首先排除，不得用纯氧进行通风换气。岩石基坑每次爆破后，应待坑内烟雾散尽，并通风换气后方可下坑进行操作。

挖孔桩基础基坑较深，坑底岩层或土质有可能释放有毒气体，在施工过程中应定期进行检测，威胁到人身安全时，及时停止施工，采取通风换气或其它措施，确保安全后方可进行作业。

4.在施工前，应对参与施工的班组进行全员安全技术交底和安全培训，并做好记录。施工过程中，项目部安全管理人员、现场监理人员应加强安全监督，确保既定的安全技术措施得到贯彻落实。

参考文献：

1、《110kV-500kV架空电力线路施工及验收规范》（GB50233-2005）

2、《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

3、《110kV～500kV送变电工程质量检验及评定标准》（Q/CSG10017.2-2012）

4、《110～500kV架空送电线路设计技术规程》（DLT5092-1999）

5、《架空送电线路施工手册》（李庆林中国电力出版社2002）