韓舉鋒1 韓澤宇2

1.北京華油鑫業(yè)工程技術(shù)有限公司； 2.中咨工程有限公司

 

摘要：管溝開(kāi)挖作為油氣長(cháng)輸管道建設工程中的關(guān)鍵步驟，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到管道工程的順利進(jìn)行和工作人員的生命安全。本文旨在探討管溝開(kāi)挖過(guò)程中的安全風(fēng)險及有效的管控措施。通過(guò)列舉具體案例，分析常見(jiàn)風(fēng)險類(lèi)型，提出針對性的風(fēng)險管控措施。為油氣長(cháng)輸管道管溝開(kāi)挖工程提供科學(xué)的風(fēng)險管控指導，也為相關(guān)行業(yè)的安全生產(chǎn)管理提供有效參考。

關(guān)鍵詞：長(cháng)輸管道；管溝開(kāi)挖；安全風(fēng)險；管控措施；施工技術(shù)

 

管溝開(kāi)挖是油氣長(cháng)輸管道建設工程的基礎性工作，其施工質(zhì)量直接影響到管道的鋪設質(zhì)量和后期的運營(yíng)安全。管溝開(kāi)挖作業(yè)環(huán)境復雜多變，安全風(fēng)險較高，一旦發(fā)生事故，后果嚴重。加強管溝開(kāi)挖安全風(fēng)險的辨識與管控，對于提高油氣長(cháng)輸管道建設工程質(zhì)量，減少事故發(fā)生率，保護作業(yè)人員生命安全和身體健康，保障管道長(cháng)期安全運行至關(guān)重要。本文結合實(shí)例系統梳理管溝開(kāi)挖過(guò)程中的安全風(fēng)險，以及采取的針對性管控措施。

1  管溝開(kāi)挖工程安全風(fēng)險辨識

1.1  管溝開(kāi)挖施工流程

管溝開(kāi)挖主要包括施工準備、測量放線(xiàn)、作業(yè)帶清理、開(kāi)挖作業(yè)、邊坡處理、底部處理和管溝驗收等環(huán)節（圖 1）。

圖 1 管溝開(kāi)挖施工流程

施工作業(yè)過(guò)程中面臨的安全風(fēng)險類(lèi)型多樣，主要包括地質(zhì)風(fēng)險、設備故障風(fēng)險、設備操作失誤風(fēng)險和環(huán)境風(fēng)險等，安全事故風(fēng)險較高。

1.2  地質(zhì)風(fēng)險

（1）不穩定土質(zhì)。土體的穩定性直接影響開(kāi)挖施工安全。不同土質(zhì)的抗剪強度和承載能力差異較大，如砂土、粉土、淤泥等松散土質(zhì)在開(kāi)挖后容易發(fā)生側向滑移或坍塌。例如，某天然氣管道工程施工時(shí)，由于未充分考慮該區域土質(zhì)松軟、易液化的特性，管溝開(kāi)挖不規范，開(kāi)挖面積過(guò)大，擾動(dòng)了管溝兩側土層原有的支撐力而造成坍塌，致使作業(yè)人員被埋而亡。

（2）地下水位變化 。地下水是影響管溝穩定性的關(guān)鍵因素。當開(kāi)挖深度低于地下水位時(shí)，滲流壓力可能導致管溝底部涌水或邊坡滑塌。例如，某輸油管道項目在雨季施工時(shí)，未提前進(jìn)行水文地質(zhì)勘測，開(kāi)挖后遭遇地下水位上升，導致管溝底部積水、土體軟化，最終引發(fā)大面積坍塌。

（3）潛在的地質(zhì)災害 。部分管道施工區域可能存在滑坡、泥石流、溶洞、斷層等地質(zhì)災害隱患，若未提前識別，極易造成突發(fā)性坍塌。例如，某山區長(cháng)輸管道工程在開(kāi)挖過(guò)程中，因未探測到地下溶洞，機械振動(dòng)導致溶洞頂部塌陷，連帶引發(fā)管溝坍塌，造成設備損毀和工期延誤。

1.3  施工設備故障風(fēng)險

（1）機械關(guān)鍵部件失效。挖掘機、推土機等重型機械的液壓系統、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)系統等關(guān)鍵部件若因老化、磨損或維護不當發(fā)生故障，可能導致設備失控或操作失靈。例如，某輸油管道項目施工中，一臺挖掘機因液壓油管爆裂導致臂架突然下墜，砸中下方作業(yè)人員，造成重傷。

（2）設備安全防護裝置缺失或失效。設備安全裝置失靈直接導致故障事故。如盲區監控系統故障：某管道工程中，挖掘機因倒車(chē)雷達損壞，操作員未能察覺(jué)后方巡檢人員，導致碾壓事故。超載保護裝置失效：吊裝管道時(shí)，起重機限位器失靈引發(fā)傾覆，砸毀鄰近施工設施。

（3）施工設備電氣系統故障。設備電路短路、接地不良或電池故障可能引發(fā)火災風(fēng)險。例如，某管溝開(kāi)挖施工現場(chǎng)一臺挖掘機因電器線(xiàn)路短路而起火，造成1名工人被燒傷。

（4）輔助設備缺陷 。支護設備（如鋼板樁、支撐架）的強度不足或安裝不當也會(huì )誘發(fā)連鎖事故。某管溝坍塌事故調查發(fā)現，支護鋼梁焊接缺陷導致受力斷裂，進(jìn)而引發(fā)整體垮塌。

1.4  施工設備操作失誤風(fēng)險

（1）無(wú)證操作或資質(zhì)不符。特種設備操作人員未取得相應資格證書(shū)，或操作超出其資質(zhì)范圍的設備。某管道項目挖掘機操作員僅持有裝載機操作證，在復雜地形作業(yè)時(shí)因操作不當導致設備傾翻，造成1死2傷。調查發(fā)現，該項目存在"以證代證"的違規現象。

（2）安全交底流于形式。交底內容缺乏針對性，作業(yè)人員未掌握現場(chǎng)實(shí)際風(fēng)險。某管溝開(kāi)挖作業(yè)前，安全員僅讓工人在交底單上簽字，未說(shuō)明地下管線(xiàn)分布情況。施工中挖斷高壓電纜，引發(fā)觸電事故。

（3）違規作業(yè)行為。典型的違規行為主要有擅自修改開(kāi)挖坡度（如為省時(shí)取消放坡）；在未支護情況下進(jìn)入深溝作業(yè)；疲勞駕駛或酒后操作設備。某項目為趕工期，工長(cháng)指揮工人將設計1∶1的邊坡改為垂直開(kāi)挖，導致5米深管溝坍塌，3人被埋。

（4）應急救援處置不當。發(fā)生事故后，作業(yè)人員缺乏基本急救技能或錯誤施救。某機械傷害事故中，工人擅自移動(dòng)傷員導致二次傷害，延誤最佳搶救時(shí)機。

1.5  施工環(huán)境風(fēng)險

（1）惡劣天氣影響。主要表現為暴雨引發(fā)管溝積水、邊坡滑塌，大風(fēng)導致吊裝作業(yè)失控，極端高溫造成人員中暑、設備過(guò)熱等。如某輸氣支線(xiàn)項目，在汛期施工時(shí)遭遇持續強降雨，24小時(shí)內降雨量達150毫米。由于未及時(shí)撤離溝槽作業(yè)人員，導致管溝被洪水灌入，造成3名工人溺亡。事后調查發(fā)現，項目未建立有效的氣象預警機制，應急預案形同虛設。

（2）鄰近建筑物影響。主要表現為振動(dòng)導致鄰近建筑基礎松動(dòng)，開(kāi)挖引起地下管線(xiàn)破損，土方坍塌危及周邊設施等。如2019年某城市燃氣管道改造工程，在距居民樓僅5米處進(jìn)行深溝開(kāi)挖。施工振動(dòng)導致老舊民房墻體開(kāi)裂，引發(fā)群體性事件。項目最終賠償超200萬(wàn)元，并停工整改三個(gè)月。

（3）特殊地質(zhì)環(huán)境影響。主要表現為凍土區季節性?xún)鋈谟绊�、沙漠地區流沙風(fēng)險、巖溶地區地下空洞風(fēng)險等。如某原油管道漠河段施工時(shí)，未考慮永凍土層特性。夏季凍土融化導致管溝變形位移超標，不得不返工重建，直接經(jīng)濟損失達800萬(wàn)元。

（4）生態(tài)環(huán)保風(fēng)險。主要表現為施工揚塵污染，油料泄漏污染土壤，破壞野生動(dòng)物棲息地等。某穿越自然保護區管道項目，因未設置防滲圍堰，機械漏油污染濕地，被環(huán)保部門(mén)處以頂格罰款并責令恢復生態(tài)。

2  管溝開(kāi)挖工程安全風(fēng)險管控

2.1  技術(shù)措施  

（1）針對地質(zhì)風(fēng)險，施工前進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，掌握地下水分布情況；采用井點(diǎn)降水或深井排水技術(shù)，降低地下水位；在易滲水地層中設置防滲設施，減少水流對土體的侵蝕。在軟土、回填土或高含水率土層中施工時(shí)，必須進(jìn)行土質(zhì)力學(xué)分析，采用“階梯式開(kāi)挖+鋼板樁支護”，坡度嚴格按GB 50369―2014《油氣長(cháng)輸管道工程施工及驗收規范》相關(guān)規定進(jìn)行控制。針對隱蔽的地質(zhì)缺陷，可采用地質(zhì)雷達（GPR）或三維地震勘探技術(shù)進(jìn)行準確探測；在滑坡易發(fā)區設置邊坡監測系統，實(shí)時(shí)預警位移變化。對不良地質(zhì)段采取注漿加固或微型樁支護，提高地層穩定性。  

（2）針對施工設備故障風(fēng)險，在盲區安裝監控雷達，劃定智能電子圍欄；加強設備日常點(diǎn)檢，嚴格執行定期更換易損件制度，并采用狀態(tài)監測技術(shù)（如振動(dòng)分析、油液檢測）提前發(fā)現隱患。強制安裝多重安全防護裝置（如聲光報警、自動(dòng)停機系統），并納入每日開(kāi)機前檢查清單。嚴格驗收材料質(zhì)量，并采用無(wú)損檢測（如超聲波探傷）確保關(guān)鍵連接部位可靠性。  

（3）針對施工設備操作失誤風(fēng)險，嚴格執行“持證上崗”制度，建立操作人員電子檔案；實(shí)施“人證合一”動(dòng)態(tài)核查，采用人臉識別技術(shù)杜絕頂崗作業(yè)。推行“圖示化交底”，利用BIM技術(shù)展示危險源分布；安裝智能監控系統，自動(dòng)識別違規行為（如未佩戴安全帶）。建立“黑名單”制度，對屢次違規施工人員清退出場(chǎng)；實(shí)施“雙確認”制度（交底人+接收人現場(chǎng)確認）。每月開(kāi)展“實(shí)戰化”應急演練；在作業(yè)面配置急救智能終端（含AR指導功能）。

（4）針對施工環(huán)境風(fēng)險，施工前進(jìn)行全面的地下在役管線(xiàn)、光纜等物體的探測。建立氣象實(shí)時(shí)預警系統；配置移動(dòng)式抽水泵等應急設備；制定“暴雨紅色預警立即停工”的硬性規定。部署智能環(huán)境監測終端（PM2.5、噪聲、振動(dòng)等）；儲備足夠的防雨布、沙袋等應急物資；建立施工影響公示和投訴響應機制。

2.2  管理措施  

（1）推行“雙重預防機制”（風(fēng)險分級管控+隱患排查治理），實(shí)施四級（紅色重大風(fēng)險、橙色較大風(fēng)險、黃色一般風(fēng)險、藍色低風(fēng)險）風(fēng)險標定。

（2）動(dòng)態(tài)調整施工方案，完善應急預案，配備速撐式救援支撐等設備，按照SY/T 6444―2018《石油工程建設施工安全規范》要求，采取必要的防護措施。比如在澀寧蘭天然氣管道重大隱患整改項目中使用簡(jiǎn)易的“防砸棚”（圖 2），對管溝內作業(yè)人員起到了一定的保護作用。同時(shí)，SY/T 6444―2018規定，挖掘設備、設施使用前應進(jìn)行安全檢查和評價(jià)，并應定期維護和保養，保持良好技術(shù)性能，不應帶病運轉或超負荷使用，減少因設備故障導致的安全事故。

圖 2 管溝開(kāi)挖防砸棚

（3）規范管溝開(kāi)挖工藝流程，開(kāi)挖期間需要不斷監測土壤穩定性和周邊環(huán)境變化，并注意土方堆土符合GB 50369―2014《油氣長(cháng)輸管道工程施工及驗收規范》要求，堆土距離溝邊不應小于1米（圖 3）。邊坡處理應符合GB 50369―2014要求的邊坡坡度。底部處理需清除松散土壤、平整底部以及設置必要的排水設施。管溝驗收要確保管溝尺寸、形狀和質(zhì)量符合設計要求和施工標準。

圖 3 管溝開(kāi)挖土方堆放示意

2.3  培訓措施  

（1）提升作業(yè)人員的安全意識和操作技能是預防事故的基礎。開(kāi)展安全文化培育與能力建設，推行“安全積分制”，將風(fēng)險報告納入考核獎勵；定期組織安全培訓，使員工熟悉安全操作規程和應急處理流程；建立“事故案例庫”，通過(guò)3D動(dòng)畫(huà)還原事故過(guò)程以強化警示教育； 培育安全監管隊伍，提升安全技術(shù)決策話(huà)語(yǔ)權。

（2）通過(guò)VR安全培訓、安全屋體檢等措施提升風(fēng)險感知能力；有效推行“有感領(lǐng)導”“屬地管理”“行為安全觀(guān)察”制度。通過(guò)模擬演練和案例分析，增強作業(yè)人員的實(shí)際操作能力、風(fēng)險應對能力和自救互救技能。

2.4  創(chuàng )新措施  

（1）應用物聯(lián)網(wǎng)監測邊坡位移，利用BIM技術(shù)模擬施工場(chǎng)景。  

（2）增加無(wú)人機巡檢，快速獲取管溝沿線(xiàn)地質(zhì)與施工進(jìn)展數據；利用數智技術(shù)，構建管溝開(kāi)挖數字模型，預演風(fēng)險演化路徑；投入AI安全監控，通過(guò)圖像識別自動(dòng)抓拍未戴安全帽、違章作業(yè)等行為。

3  結語(yǔ)

管溝開(kāi)挖工程安全風(fēng)險辨識與管控的核心在于推動(dòng)安全管理從“事后處置”向“事前預防”轉型。應加強前期的地質(zhì)勘探和風(fēng)險評估，以適應不同地質(zhì)條件下的管溝開(kāi)挖作業(yè)。強化現場(chǎng)監管力度，確保施工過(guò)程中各項安全措施得到有效執行。定期對施工人員進(jìn)行安全培訓，提高他們的安全意識和應急處理能力。建立健全應急預案，確保在緊急情況下能夠迅速有效響應。未來(lái)需進(jìn)一步融合智能感知、數字孿生等技術(shù)，構建“本質(zhì)安全型”管溝開(kāi)挖作業(yè)模式，實(shí)現對施工現場(chǎng)環(huán)境和作業(yè)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測與預警。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng )新和管理優(yōu)化，進(jìn)一步提升長(cháng)輸管道工程的安全性能和施工效率。

作者簡(jiǎn)介：韓舉鋒，1970年生，國家中級注冊安全工程師、國家一級安全評級師，現任中國石油工程建設協(xié)會(huì )石油工程建設健康安全環(huán)境專(zhuān)業(yè)委員會(huì )常務(wù)副秘書(shū)長(cháng)、北京華油鑫業(yè)工程技術(shù)有限公司安全總監并兼任質(zhì)量安全技術(shù)部部長(cháng)。主要從事石油石化工程建設質(zhì)量安全管理工作。先后主編了《前覆后戒—石油石化工程建設安全事故經(jīng)驗分享》《分享—石油石化工程施工安全隱患識別分享》安全類(lèi)書(shū)籍。自2015年以來(lái)先后參加了青海省海東市相關(guān)縣（區）城區占壓澀寧蘭天然氣管道重大隱患整改項目、蒙西煤制天然氣外輸管道項目一期工程的施工安全管理工作。聯(lián)系方式：18210948346，645859475@qq.com。