水库除险加固工程高水位深厚淤泥层临时围堰施工安全管理对策分析

1 工程概况和特点

西放水设施位于大坝桩号 0+464，由压力隧洞、放水塔、无压隧洞、出口明渠组成。放水洞进口底板高程 386.00m，出口高程385.35m，长 103.0m，设计流量 5.0m³/s，为浆砌石结构城门洞型，尺寸 1.5m×2.0m，设置放水塔控制，塔内安装 2 台 20t 手电两用螺杆式启闭机，工作闸门2 扇，闸孔尺寸1.5m×1.5m，洞左侧为供水压力钢管，管径DN600。

本次西放水设施改造的主要内容包括：拆除现有的放水塔、交通工作桥及机电设备，新建西放水设施（涵盖土建、金结及机电设备），并更换西干取水设施。由于西放水设施改造位于深水厚淤泥层中，为确保水库持续供水，无法放空水库，因此需建造临时围堰进行挡水以便施工。经过多种方案的对比分析，采用钢管桩结合钢板桩的围堰方案被认定为一项较为安全且经济的方案。

2 施工工艺技术

2.1 施工前准备

根据施工现场的交通条件和项目具体情况，确定运输车辆、钢管桩堆放及其加工区域、起重设备的选型、打桩设备的选用等。同时制定详尽的施工计划，涵盖施工进度安排、人员分工、物资调配等方面。需对施工现场进行全面勘察，掌握地质状况、水深、淤泥层厚度等关键信息，为后续围堰施工提供可靠的数据支持。此外，备齐必要的安全防护用品和应急救援设备，确保在紧急情况下能够迅速响应，保障施工人员的生命安全。

2.2 钢栈桥与钢平台安装

钢栈桥管桩施工测量阶段，需在设计控制点位置安装 GPS 接收装置作为基准站，通过与移动站联测验证第二控制点坐标准确性后，方可展开点位放样作业。完成放样后需设置辅助标记桩，用于后续管桩施打过程中的实时位置监测与纠偏。

钢管桩定位系统采用贝雷桁架与型钢结构组合而成的悬臂式导向装置，该装置尾端通过销轴与已建钢便桥前端的贝雷梁实现可靠连接。导向架前部按设计桩位预先开设定位孔，确保导向精度。借助既有钢便桥或作业平台作为钢管桩定位基准，该工艺兼具操作便捷性与定位可靠性，显著降低水流对桩位的影响，有力保障了施工过程的安全性。

桥面系贝雷梁、横梁及面板在后场拼装、加工成标准化桥面板模块，运输到位后，通过起重设备架设，按步骤依次逐跨施工，钢并应同时安装桥面护栏。

图2.2 装配式悬臂导向架

2.3 钢围堰钢管桩施工

在工程实施阶段，必须强化测量监控工作，当检测到桩体出现偏移时，应立即采取修正措施，保证桩体能够准确对接，同时确保桩身

保持垂直状态。在桩体贯入的全过程中，要特别注意接缝处的紧密性，避免出现渗漏问题。启动打桩设备运行约半分钟后暂停振动，依靠

设备残余动能将桩体贯入至预定标高。接着重新启动振动装置进行沉桩作业，精确调控沉桩速率，尽量维持桩体的垂直度，使锁扣装置能

够准确咬合，进而提升防水性能。当桩体距离设计标高还剩 40 厘米时，应停止振动操作，此时设备因惯性仍会持续运转，直至桩体完全

达到设计标高。对于存在接头的桩体，应采取交错布置的方式使用，避免局部应力集中。为保证桩体垂直贯入和顺利对接，需实施动态纠

偏措施，严格禁止采用外力强行矫正的方法，在必要时可考虑重新起拔再打。若常规纠偏方法效果不佳，则需定制异形桩来完成最终对接。2.4 钢围堰围檩支撑施工

基坑分层开挖至设计标高后（开挖至每层围檩以下 50cm），进行牛腿钢板施工，每间隔 3.5m 设置一道，上部双面焊接 15cm，下部双面焊接 10cm，焊脚高度 8mm。牛腿钢板施工完成后，即开始进行围檩施工，围檩根据到场材料进行裁切或拼接，拼接时围檩腹板、翼板应按图纸要求进行，临边围檩之间设置转角加强件，围檩上部焊接反压板，防止围檩侧翻。围檩施工完成后进行支撑施工，支撑之间根据到场材料采用法兰拼接，支撑与围檩连接处采用斜支座、 钢支座进行连接，连接方式为焊接，若支撑与围檩之间存在空隙，则应焊接钢板进行加强。若围檩与围护桩之间间隙较大，则应进行背填施 背填材料采用双拼 16a 槽钢或 630 弧形钢板加工而成，上部与围檩及围护桩焊接固定。

2.5 基坑开挖及内支撑安装

长臂挖机对围堰内土体进行挖除，反铲装车运至弃渣场。（1）安装第一层支撑，抽水至第二层支撑下0.5m ；（2）安装第二层支撑，抽

水至第三层支撑下0.5m ；（3）安装第三层支撑，抽水开挖至第四层支撑下0.5m ；（4）安装第四层支撑，抽水开挖至第五层支撑下0.5m ；（5）

安装第五层支撑，抽水开挖至基坑底，浇筑 100cm 厚的封底混凝土。在淤泥下挖过程中检查围堰是否有变形损坏、锁口不密齐及卷口等现

象。钢板桩损坏的地方可用电焊补强。通过机械开挖至距基坑30cm 左右，再由人工挖至坑底设计标高，并对底面进行清理与整平。2.6 封底混凝土浇筑

围堰施工时采用干封法进行施工，即围堰封底时采用泵车灌注混凝土。施工前先做好施工准备，将施工人员、机具设备和材料准备齐全，复测基坑底标高，清理围堰基底，对钢板桩壁体以及桩头清洁处理，防止影响封底质量。2.7 西放水设施桩基施工

桩基采用 360 旋挖钻进行施工，工作桥 1# 排架基础离岸边比较近，采用土石填筑一个平台，旋挖机站立土石平台上进行钻孔（泥浆护壁），孔深验收后安装钢筋笼浇筑水下混凝土，由于最北侧桩基的位置离排沙底孔的边墙不到1m，钻孔的垂直度要控制好。工作桥2# 排架基础施工先搭设（钢管桩基础 + 承重梁 + 贝类支撑架 + 桥面系）一个钻孔平台，埋设钢护筒后进行钻孔（泥浆护壁），孔深验收后安装钢筋笼浇筑水下混凝土。西放水老塔随着淤泥的开挖进行拆除，拆除完成浇筑封底混凝土，然后搭设（钢管桩基础 + 承重梁 + 贝类支撑架+ 桥面系）一个钻孔平台，埋设钢护筒后进行钻孔（泥浆护壁），孔深验收后安装钢筋笼浇筑水下混凝土。

2.8 钢栈桥拆除

（1）拆除桥面板。利用原有吊点，对每跨每块预制桥面板进行吊装拆除，平板车在后面装运。（2）拆除纵横梁。解除纵横梁与钢管桩的连接，逐根吊装移除纵横梁。注意吊点位置要选择 拆除剪刀撑联结系。 解除纵横向剪刀撑与钢管桩的上连接点及剪刀撑的中间交叉点连接，如因剪刀撑下连接节点位于水中， 定高度后， 再行拆除剪刀撑与钢管桩下连接点，完成剪刀撑的拆除工作。（4）拔除钢管桩。钢管桩所 采用吊机配合振动锤对钢管桩进行振除，不能拔除的采用水下切割。待拔出后将钢管桩直接运回后场，安放时注意应使桩身 防止滑移或移动。后场平板车待命，堆放时用枕木或者型钢卡主底层管桩，然后逐层堆放，堆放应做到安放平稳，防止管桩滚动。（5）现场材料拆除完成成后立刻运离现场，不能遗留。

3 安全技术措施

3.1 钢栈桥贝雷片安装安全技术措施

贝雷构件运抵现场后，需在预先整平的场区进行合理堆放；贝雷单元组装作业应在施工区域外围完成，组装前须逐一核查各部件是否存在损伤缺陷，凡发现损伤的构件一律不得投入使用。施工期间必须确保单组贝雷桁架保持垂直状态，各组桁架之间需严格保持平行排列，严禁出现倾斜或扭曲等不良现象，安装完成的贝雷桁架顶部平面必须保持平整，杜绝出现高低错位情况。对组装完成的贝雷桁架系统需进行轴线定位及水平度双重校核，待组装精度符合技术标准后方可转运至施工部位进行架设。在正式投入使用前，必须对组装尺寸、所有连接螺栓及销轴进行系统检查，确认安装质量达标。

3.2 钢围堰钢管桩振动锤施工安全管控要点

3.2.1 施工前检查要点

（1）仔细核查振动桩锤减震装置与固定螺栓的牢固程度，严禁在螺栓未拧紧或缺失配件的情况下开机运行。（2）全面检查振动箱内部润滑油液面高度是否符合标准要求，手动转动皮带轮时，需确保箱体内部无异常声响。（3）认真调整各传动皮带的张紧程度，避免过松或过紧现象，同时检查防护罩是否完好无损。（4）重点检查夹持装置与振动器连接部位的螺栓紧固状态，液压缸接口处的保护罩必须安装到位。（5）详细检查夹持齿块的磨损状况，若齿形磨损量超过 4 毫米，应立即更换或采用堆焊工艺修复。操作前需在夹持部位放置 10-15 毫米厚钢板进行测试，确保液压系统无泄漏且压力稳定，禁止空载测试夹持功能。

（1）作业过程中禁止人员在振动锤下方停留。 需定期对振动桩锤减震机构的摩擦部件进行润滑保养。（3）进行桩基施工时，无论是下沉还是提升作业，都必须使用辅助钢索 锤体与 批管 或夹具可靠连接。 （4）桩基定位时，应以桩端为基准点，确保垂直偏差控制在 2度以内。（5）桩体下沉过程中，起吊钢索的 保持同步。（6）达到设计标高后，须先关闭主机，待设备完全停转后方可解除桩体固定。（7）设备运行期间如出现异响， 应立即停机检修， 重点检查紧固件、传动部件及电机状态，确认无异常后方可恢复作业。（8）起重设备吊挂振动锤时，吊钩必须配备防脱装置， 悬挂支架的耳环处需增设保险钢索。（9）配套液压电气控制柜须由专业人员操作，系统压力参数严禁擅自调整，出现故障应立即停用并由专业技术人员处理。

3.2.3 临时用电安全防护方案

供电网络采用三相四线制架构，配电系统实施三级分级管理。主配电箱需设置在电源接入点附近，次级配电箱应布置在用电设备密集区域，次级配电箱与末端控制箱的间距控制在 30 米以内，末端控制箱与固定用电设备的水平间距不超过 3 米。漏电保护装置的动作参数必须符合规范标准。各类电气设备必须配备独立控制开关，露天使用的开关插座需加装防水保护盒并采取锁定措施，操作位置铺设绝缘防护层。设备启用前必须确认安全装置完好，禁止设备带故障运行。电气设备检修必须切断电源后进行。变配电设施周边必须配置消防器材和高压防护装备。非专业人员禁止靠近带电设备。

3.2.4 高空作业安全防护方案

参与高空作业的人员需接受项目部的安全教育培训及技术交底，登高架设作业者须完成专项培训并通过考核，取得相应资格证书后方

可上岗。作业过程中必须规范佩戴个人防护装备，严格执行安全操作规程。高空作业人员需通过健康体检，凡患有心血管疾病、高血压、

精神障碍、癫痫等不适宜高空作业的病症者，一律禁止从事相关作业。作业现场必须按要求设置完善的临边防护设施，防护栏杆应设置上、

中、下三道横杆，并采用密目式安全网全封闭，同时安装固定挡脚板。高空作业平台必须完整铺设脚手板，确保无任何空隙，所有脚手板

必须牢固固定，严禁使用悬挑板。上下通道的结构必须确保稳固可靠。作业区域内的物料应整齐堆放，远离临边位置，所有通道、踏板及

登高设备必须保持清洁。作业结束后应及时清理拆卸的物料、剩余材料及废弃物，不得随意堆放或高空抛掷。物料传递必须采用安全方式，

禁止抛掷行为。所有防护设施未经项目部批准不得擅自拆除，临时拆除后必须立即采取等效防护措施，作业完成后须立即恢复原状。3.2.5 吊装作业安全管控要点

所有用于工程建设的起重设备必须通过专业机构检测认证，确保性能达标后方可进场使用；从事吊装作业的操作人员、信号指挥员及其他相关人员，需通过特种设备监管部门组织的专业考核，持有效特种作业资格证才能上岗作业；实施吊装作业时必须设立专职指挥岗位，参与作业的起重人员需熟知安全操作规程，其他配合人员要落实具体职责；每次吊装前必须对起重机械各关键部件进行系统性安全检查，确认无误后需进行空载试运行测试。

3.2.6 基坑内作业安全技术措施

本项目基坑属于超危大工程，围堰施工时，为保证作业人员上下安全，围堰上下通道及防护措施按以下方法施工。如下图，平台尺寸为 700mm×(800+800)mm，围堰根据两道围檩体系设两级平台 , 五道围檩体系设四级平台。平台栏杆规格为 Ф48×3.5mm, 立杆高 1.2m, 间距小于 2m, 上、下两道横杆距梯梁分别为 1.2m 和 0.6m, 刷长度为为 400mm 红白相间油漆。转换平台面层采用 3mm 厚花纹钢板铺设 , 利用M10 螺栓紧固 , 侧面用 3mm 厚钢板设置 200mm 高踢脚板。斜梯梯梁及踏板分别由 16# 槽钢及 120×800×4mm 的钢板组成。梯梁与踏板通过M10 的螺栓进行连接, 踏板垂直间距250mm。斜梯两侧防护栏杆与平台防护栏杆设置相同。斜梯内侧净宽度为800mm。

图3.2.6 上下爬梯示意图

3.2.7 施工机械安全技术措施

所有机械设备操作者必须持有效操作资质证书，严禁跨类别操作设备或将设备交由无相应资质人员使用。企业需建立操作人员专项档案，实施专人负责制。操作人员须严格遵循设备说明书要求，落实开机前检查、运行中监控及停机后维护的三阶段管理制度。设备安装基础必须达到稳固可靠的技术标准，各类安全防护装置需保持完整有效状态。禁止擅自拆除或停用防护设施，在防护装置缺失或失效情况下必须暂停设备运行直至修复完成。操作区域应保持环境整洁，杜绝存放危险物品，严格禁止酒后作业、设备带故障运行或超限使用。机械作业指挥人员须选择视野良好的安全位置，并统一规范指挥信号系统。涉及钢丝绳操作的设备，运行期间禁止用手或其他物品触碰钢丝绳，进行牵引作业时人员必须保持安全距离。企业应定期开展机电设备全面检查，对发现的安全隐患实施闭环管理，通过制定预防性措施有效规避机械事故风险。

3.2.8 交通安全设施设置措施

（1）现场需要安排专人值班巡查现场交通情况。（2）钢栈桥上严禁堆载超过设计规定重量的物料。（3）钢便桥桥两侧端头必须设置爆闪灯、救生设施和非施工人员禁止入内标识牌（4）钢便桥两端设置非施工车辆禁止入内标志牌和施工车辆限速限载标志牌（5）钢便桥设计上不允许会车，现场小型车辆避让大型车辆等待桥上车辆完全通过之后下一辆车辆才能上桥。（6）钢便桥施工车辆原则上不允许逗留，桥上车辆在规定时速