淺析危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)雨水管道增設(shè)水封井施工的安全技術(shù)措施
水封井一般會(huì)設(shè)置在危化企業(yè)裝置、罐區(qū)圍堰周邊可能會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w、易燃液體蒸氣或油污混入雨水管網(wǎng)中,其作用是為預(yù)防燃燒、爆炸沿雨水管網(wǎng)蔓延擴(kuò)展。一些?;髽I(yè)前期雨水管道中無水封井或水封井?dāng)?shù)量不足,投產(chǎn)后不停止生產(chǎn)的前提下,在連續(xù)性且易燃易爆生產(chǎn)裝置的雨水管中增設(shè)水封井。文章描述了某?;髽I(yè)增加水封井施工中的安全技術(shù)措施,旨在為類似危險(xiǎn)企業(yè)工程項(xiàng)目提供有力的參考。
某危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)由于化工生產(chǎn)原材料及成品,均為有毒有害物質(zhì),特別容易引發(fā)火災(zāi),化工設(shè)備及其管線又總是連接在一起,易燃易爆、有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w,一旦混入地下雨水管道中,極易發(fā)生燃燒且會(huì)極其迅速的沿著雨水管道蔓延,危險(xiǎn)性極大。為防止這一類事故的發(fā)生,采取有效措施預(yù)防或阻止火勢蔓延,擬在正常使用的雨水管線中增設(shè)10座水封井,具體尺寸見表一。
水封井的工作原理是:利用各種氣體介質(zhì)密度不同或封隔區(qū)域內(nèi)部、外部的壓力不同,從而達(dá)到隔離目的。
水封井的作用主要有兩個(gè)方面:?
1、隔離封堵,防止隔離介質(zhì)漫流或外部介質(zhì)混入,以達(dá)到預(yù)防環(huán)境污染或防火防爆作用。
2、起到安全保護(hù)的作用,相當(dāng)于安全閥。
作為一種安全液封裝置,水封井一般會(huì)設(shè)置在廠區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w、易燃液體蒸氣或油污混入的雨水管網(wǎng)中,以防止燃燒、爆炸沿雨水管網(wǎng)蔓延擴(kuò)展。
在一般化工企業(yè)增設(shè)10座水封井,屬于非常容易的小工程,但如果在一、二級(jí)重大危險(xiǎn)源的防爆裝置及罐區(qū)圍堰周邊來說,邊生產(chǎn)、邊施工卻存在著以下難點(diǎn):
(1)一、二級(jí)重大危險(xiǎn)源的防爆裝置,連續(xù)性生產(chǎn)且易燃易爆,需嚴(yán)格執(zhí)行《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)特殊作業(yè)安全規(guī)范GB 30871》2022相關(guān)規(guī)定。動(dòng)火作業(yè)必須辦理動(dòng)火票,實(shí)行企業(yè)和施工單位雙監(jiān)護(hù)。工程的動(dòng)火作業(yè)含電焊、切割機(jī)、磨光機(jī)、抽水水泵用電、現(xiàn)場安全照明用電、澆筑混凝土、振搗機(jī)用電、鐵錘擊(產(chǎn)生火花)、電搞用電(破碎時(shí)產(chǎn)生火花)等;在生產(chǎn)裝置區(qū)、罐區(qū)等危險(xiǎn)場所動(dòng)土?xí)r,遇有埋設(shè)的易燃易爆、有毒有害介質(zhì)管線、窨井等可能引起燃燒、爆炸、中毒、窒息危險(xiǎn),且挖掘深度超過1.2m時(shí),應(yīng)執(zhí)行受限空間作業(yè)相關(guān)規(guī)定,必須辦理受限空間票,且需雙人監(jiān)護(hù)。生產(chǎn)區(qū)域監(jiān)護(hù)人員,應(yīng)熟悉緊急情況下的應(yīng)急處置程序和救援措施,熟練使用消防設(shè)備和救護(hù)工具等應(yīng)急器材,可進(jìn)行緊急情況下的初期事故處理置;在發(fā)現(xiàn)人員、工藝設(shè)備環(huán)境及安全條件等有異常變化情況時(shí),應(yīng)要求停止作業(yè)并立即向現(xiàn)場負(fù)責(zé)人匯報(bào)。必須是懂得公司生產(chǎn)工藝流程且有化工操作證的人員;而公司現(xiàn)代化生產(chǎn)程度高,配備的操作人員很少,根本無法滿足提供富余操作人員對(duì)施工進(jìn)行監(jiān)護(hù)。
(2)增設(shè)的10座井大多緊靠管廊架,施工開挖的基坑與在用管廓基礎(chǔ)承臺(tái)靠的很近且有可能重疊、多處有地下消防管線、電力電纜等,使得作業(yè)施工區(qū)域比較小,難以開展工作。
(3)根據(jù)公司建設(shè)前期江蘇省地質(zhì)工程有限公司出具的“巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告”,施工區(qū)域?qū)崪y:地下水初見水位埋深0.10~1.45m,穩(wěn)定水位埋深0.28~1.95m(高程4.38m~6.36m)?;娱_挖區(qū)域地下水比較豐富,基坑開挖前必須先進(jìn)行降水到井底標(biāo)高1000mm左右。根據(jù)公司前期施工經(jīng)驗(yàn),不進(jìn)行有效降水基坑開挖至1500深處,地下水就會(huì)大量滲入基坑,無法進(jìn)行后續(xù)工作。且多處還存在地下流沙土及管涌現(xiàn)象。
(4)為保證作業(yè)基坑周邊環(huán)境的及基坑內(nèi)部施工作業(yè)人員的安全,必須要對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用可靠的安全保護(hù)措施。
(5)水封井施工時(shí)間6、7、8月份為雨季,如果施工過程突降暴雨或產(chǎn)生大量排水滲入施工基坑,將給施工帶來很多不確定性因素,造成不必要的返工。必須做好防雨及雨水管線引流工作。
水封井在實(shí)際施工過程中采用以下安全技術(shù)措施:
(1)編制《雨水排出街區(qū)管道增加水封井施工方案》《施工過程安全應(yīng)急預(yù)案》進(jìn)行審核批準(zhǔn)。
(2)對(duì)公司全體操作人員進(jìn)行監(jiān)護(hù)人安全培訓(xùn)且考試合格后發(fā)監(jiān)護(hù)證,特殊作業(yè)人員、安全管理人員均持證上崗,委托監(jiān)理進(jìn)行施工管理。
(3)安排休息輪修且持有監(jiān)護(hù)證的企業(yè)操作員工加班進(jìn)行項(xiàng)目施工安全監(jiān)護(hù)工作。
(4)根據(jù)施工圖進(jìn)紙行放線定位完畢后請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)線。在生產(chǎn)區(qū)域施工,為確保安全生產(chǎn)不受影響,便于施工管理、安全文明施工和預(yù)防環(huán)境污染,做到綠色施工,在水封井施工區(qū)域,采用鋼管及彩鋼板搭設(shè)了1.8米高度的封閉施工圍擋,且安裝夜間安全照明警示燈具。
(5)察看現(xiàn)場實(shí)際情況,調(diào)閱各專業(yè)圖紙并與各專業(yè)對(duì)接后,在圍擋內(nèi)放線區(qū)域進(jìn)行人工探挖。RD-1水封井處有在用路燈電力電纜埋深約地1000mm左右,RD-2水封井處有DN100消防水管線,埋度約為地下1450mm;因電氣規(guī)范中埋地電力電纜在地下不允許做中間接頭,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況通過原設(shè)計(jì)將新增RD-1水封井的西側(cè)5米,避開埋地電纜;RD-2處因東西方向沒有距離可以移位,通過原設(shè)計(jì)出聯(lián)絡(luò)簽,開挖出DN100消防水管道并向東位移后,做好保護(hù)措施,進(jìn)行水封井基坑開挖施工。
(6)水封井基坑深度基本在≤4m左右的較淺基坑,為防止基坑塌陷造成人員傷亡事故,采用基坑支護(hù)。根據(jù)井的實(shí)際深度,采用了簡易的鋼板樁圍護(hù)墻;RD-1水封井采用的是6米長32#槽鋼并排組成;RD-6雨水井則采用SP—IV PC400拉森鋼板樁;鋼板樁雨水管道平行方向分布,管道垂直拐角處也為鋼板樁支護(hù);雨水管上方挖土按一級(jí)放坡比例;四周用槽鋼或130A工字鋼焊圍檁進(jìn)行支護(hù)。
(7)因鋼板樁不能擋水和土中的細(xì)小顆粒,支護(hù)完畢,在鋼板樁外側(cè)四個(gè)角落約500~1000mm處布置四口管井進(jìn)行降水。其中,管井深12米深,RD-1四周管井降水4座10米深。
管井降水施工流程:
施工流程:管井位置確定、鉆井機(jī)就位并鉆孔,回填井底砂墊層、插入Ф300塑料波紋管、回填管壁與井壁間砂濾層、洗井、井管內(nèi)裝好長管的水泵、安裝抽水控制電器送電、試抽水、正常降水運(yùn)行、降水完畢拔管拿回水泵、封井。
管井埋設(shè)及使用:
管井埋設(shè)采用泥漿護(hù)壁沖擊鉆成孔或泥漿護(hù)壁鉆孔方法成孔,先挖井口、安裝護(hù)筒、鉆機(jī)就位開始鉆孔,鉆孔前在井一側(cè)設(shè)排泥溝、泥漿坑,鉆孔直徑比濾水管井外徑大200mm以上。管井下沉前應(yīng)進(jìn)行清洗濾井、沖除沉渣,可采用灌入稀泥漿用吸水泵抽出置換或用空壓機(jī)洗井法將沉渣清出井外并保持濾網(wǎng)暢通。然后將濾水管當(dāng)中插入、管井與土壁之間用3~15mm粒徑礫石填充做為過濾層。地面下0.5m范圍內(nèi)用粘土填充夯實(shí)。管井使用時(shí),實(shí)時(shí)觀察抽水情況,水質(zhì)清潔透明為正常。管井使用完畢后,所留孔洞用沙礫填實(shí),上部500mm用粘土填充夯實(shí)。鉆井帶出的污水漿排放在鋼板焊接的箱子時(shí)沉甸,不能直接排入雨排管道中。
每天觀測降水的水位,降水一周后,水位降至低于開挖深度后,用150挖掘機(jī)開挖基坑6300*4500mm ,開挖至原污水管管頂處后,管子的兩側(cè)可以繼續(xù)用挖掘機(jī)開挖至井底標(biāo)高,雨水管的截?cái)嗪?,再用挖掘機(jī)繼續(xù)開挖至管底后,人工清理基層。
(8)人工在基坑深度大于1.2米作業(yè)時(shí),必須辦理受限空間作業(yè)票,為了施工安全,基坑?xùn)|西兩側(cè)各放置質(zhì)量合格的爬梯,下基坑作業(yè)人員必須帶安全帶、安全繩;基坑四周設(shè)置安全護(hù)欄并懸掛安全警示標(biāo)志,以防基坑邊人員墜落。
(9)打開新增水封井上、下游雨水井的蓋子進(jìn)行通風(fēng)透氣,辦理受限空間票,經(jīng)分析人員檢測合格后,雙人監(jiān)護(hù)且救援措施到位,填寫進(jìn)出受限空間人員及攜帶工器具登記表。專業(yè)人員下井用同雨水管相同規(guī)格的氣囊進(jìn)行封堵雨水管,下井作業(yè)人員隨身攜帶四合一移動(dòng)式氣體檢測報(bào)警儀,連續(xù)檢測受限空間內(nèi)可燃?xì)怏w、有毒氣體及氧氣濃度,佩戴隔絕式呼吸防護(hù)裝備,并正確拴帶救生繩、攜帶通信工具等安全設(shè)施。水封井的上游井內(nèi)放置抽水泵,將雨水引流至下其它雨水井內(nèi),確保施工區(qū)域的雨水管道干燥無水。
(10)在新增水封井處,切斷原雨水管道及管道基礎(chǔ),若遇到接縫在原接縫處附近,盡量在接縫處開斷,若在雨水管的中間,可直接切斷。切斷過程,會(huì)發(fā)生靜電摩擦產(chǎn)生火造成火花,必須辦理相應(yīng)級(jí)別動(dòng)火票,進(jìn)行雙人監(jiān)護(hù)后,方可切斷原混凝土雨水管及管帶基礎(chǔ)。
因一直采取降水措施,開挖至井底標(biāo)高后,基坑可保持干燥,必須在基坑清理完畢夯實(shí)后,立即澆筑100mmC15墊層,進(jìn)行配制模澆砼等常規(guī)工序。
雨水管道接口、雨水管和新增水封的接頭處,封堵使用石棉水泥和油麻。石棉膨脹水泥,其配合比(質(zhì)量比)為:水:石棉:水泥=1:3:7。石棉應(yīng)用4級(jí)或5級(jí)石棉絨,水泥采用不低于425號(hào)硅酸鹽水泥,再加入總量10%—20%的水拌和。石棉水泥填料應(yīng)在1h內(nèi)用完,否則,超過水泥初凝時(shí)間,影響接口效果,石棉水泥養(yǎng)護(hù)需在24h以上,方可通水試驗(yàn)。
油麻作用主要是工地施工作為密封防水,油麻一般使用在承插給排水鑄鐵管上,在給水承插鑄鐵管青鉛接口時(shí),須先打油麻再澆注青鉛,防止青鉛淌入管道;在排水承插鑄鐵管水泥接口時(shí),須先打油麻再打水泥,防止水泥進(jìn)入管道,同時(shí)油麻抗腐蝕,不容易爛。防水套管與管道之間的間隙應(yīng)用石棉繩一類的防火材料填充。油麻的使用要點(diǎn):將油麻擰成直徑為接口間隙1.5倍的麻辮填入,每圈麻辮應(yīng)互相搭接0.1~0.5米。麻辮應(yīng)仔細(xì)打緊,打好的麻辮深度不應(yīng)超過三角凹槽的內(nèi)邊。
RD-6開挖至4700 mm,當(dāng)天基坑非常干燥,當(dāng)晚加班澆上C15墊層,第二天發(fā)現(xiàn)基坑內(nèi)地下水特別豐富,且沒澆墊層處有小泉眼。基坑內(nèi)水位降不下去。繼續(xù)降水一周后,基坑內(nèi)水位仍降不下去,無法進(jìn)行常規(guī)配鋼筋模板。
根據(jù)現(xiàn)場特有的地質(zhì)條件,決定采用在地面上制作水封井,等強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,用70噸車吊入基坑。地面施工時(shí),四面搭設(shè)雙排腳手架經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收且掛綠牌后方何使用腳手架。這樣減少了人在深4700深的基坑內(nèi)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn),也加快了施工進(jìn)度,只用4天時(shí)間澆筑完成水封井,15天后,監(jiān)理工程師使用回彈儀檢測水封井的混凝土達(dá)到了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行吊裝。
水封井及雨水管道安裝驗(yàn)收合格后,做閉水試驗(yàn),閉水試驗(yàn)為24小時(shí)檢查各接口有無滲漏現(xiàn)象,均無滲漏后,分層夯填回填土。
分層夯實(shí)回填至透氣帽處,進(jìn)行焊接透氣帽后,回填至原標(biāo)高。
綜上所述,連續(xù)生產(chǎn)易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)雨水管中增加水封井,增設(shè)水封井項(xiàng)目施工過程中,涉及動(dòng)火作業(yè)、受限空間作業(yè)、高處作業(yè)、吊裝作業(yè)、臨時(shí)用電、動(dòng)土作業(yè)六大特殊作業(yè),在正常生產(chǎn)時(shí),只要做好安全施工圍擋、施工降水、基坑安全支護(hù)、嚴(yán)格執(zhí)行特殊作業(yè)安規(guī)范等必須的安全技術(shù)措施,就能順利完成施工任務(wù)。