الخنادق عبارة عن مساحات محصورة يتم حفرها عادة لدفن المرافق أو لوضع قواعد. عادة ما تكون الخنادق أعمق من عرضها ، كما تقاس في الأسفل ، وعادة ما يكون عمقها أقل من 6 أمتار ؛ تُعرف أيضًا باسم الحفريات الضحلة. تُعرَّف المساحة الضيقة بأنها مساحة كبيرة بما يكفي لدخول العامل وأداء العمل ، ولديها وسائل محدودة للدخول والخروج ، وغير مصممة للإشغال المستمر. يجب توفير عدة سلالم لتمكين العمال من الهروب من الخندق.
عادة ما تكون الخنادق مفتوحة فقط لدقائق أو ساعات. ستنهار جدران أي خندق في النهاية ؛ إنها مجرد مسألة وقت. الاستقرار الظاهر على المدى القصير هو إغراء للمقاول لإرسال العمال إلى خندق خطير على أمل تحقيق تقدم سريع وتحقيق مكاسب مالية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى الموت أو الإصابات الخطيرة والتشويه.
بالإضافة إلى تعرضهم لاحتمال انهيار جدران الخنادق ، يمكن أن يتعرض العمال في الخنادق للأذى أو القتل بسبب الغمر في المياه أو الصرف الصحي ، أو التعرض للغازات الخطرة أو انخفاض الأكسجين ، أو السقوط ، أو سقوط المعدات أو المواد ، أو ملامسة الكابلات الكهربائية المقطوعة و إنقاذ غير لائق.
تمثل الكهوف الإضافية 2.5٪ على الأقل من الوفيات السنوية المرتبطة بالعمل في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال. متوسط عمر العمال الذين قتلوا في الخنادق في الولايات المتحدة هو 33. غالبًا ما يكون الشاب محاصرًا في كهف ويحاول عمال آخرون الإنقاذ. مع محاولات الإنقاذ الفاشلة ، كان معظم القتلى من رجال الإنقاذ المحتملين. يجب الاتصال بفرق الطوارئ المدربة على إنقاذ الخنادق على الفور في حالة حدوث كهف.
عمليات التفتيش الروتينية لجدران الخندق وأنظمة حماية العمال ضرورية. يجب أن تتم عمليات التفتيش يوميًا قبل بدء العمل وبعد حدوث أي حادث - مثل العواصف الممطرة أو الاهتزازات أو الأنابيب المكسورة - قد يزيد من المخاطر. فيما يلي وصف للمخاطر وكيفية منعها.
انهيار جدار الخندق
السبب الرئيسي للوفيات المتعلقة بالحفر هو جدران الخنادق المنهارة ، والتي يمكن أن تسحق أو تخنق العمال.
قد تضعف جدران الخنادق بسبب الأنشطة الخارجية ولكن بالقرب من الخندق. يجب عدم وضع الأحمال الثقيلة على حافة الجدار. لا ينبغي حفر الخنادق بالقرب من الهياكل ، مثل المباني أو السكك الحديدية ، لأن الحفر قد يقوض الهياكل ويضعف الأساسات ، وبالتالي يتسبب في انهيار الهياكل وجدران الخنادق. يجب طلب المساعدة الهندسية المختصة في مراحل التخطيط. يجب عدم السماح للمركبات بالاقتراب من مسافة قريبة جدًا من جوانب الخندق ؛ يجب وضع جذوع الأشجار أو حواجز التربة لمنع المركبات من القيام بذلك.
أنواع التربة والبيئة
يعتمد الاختيار الصحيح لنظام حماية العمال على التربة والظروف البيئية. تؤثر قوة التربة ووجود الماء والاهتزازات من المعدات أو المصادر القريبة على ثبات جدران الخندق. التربة المحفورة سابقًا لا تستعيد قوتها أبدًا. يشير تراكم المياه في الخندق ، بغض النظر عن العمق ، إلى الحالة الأكثر خطورة.
يجب تصنيف التربة وتقييم مشهد البناء قبل اختيار نظام حماية العمال المناسب. يجب أن تتناول خطة السلامة والصحة للمشروع الظروف والمخاطر الفريدة المتعلقة بالمشروع.
يمكن تقسيم التربة إلى مجموعتين رئيسيتين: متماسكة وحبيبية. تحتوي التربة المتماسكة على ما لا يقل عن 35٪ من الطين ولن تنكسر عند دحرجتها في خيوط بطول 50 مم وقطرها 3 مم ومثبتة بطرف واحد. مع التربة المتماسكة ، ستقف جدران الخندق عموديًا لفترات زمنية قصيرة. هذه التربة مسؤولة عن العديد من وفيات الكهوف مثل أي تربة أخرى ، لأن التربة تبدو مستقرة ولا يتم اتخاذ الاحتياطات في كثير من الأحيان.
تتكون التربة الحبيبية من الطمي أو الرمل أو الحصى أو مادة أكبر. تظهر هذه التربة تماسكًا ظاهريًا عند البلل (تأثير قلعة الرمل) ؛ كلما كان الجسيم أدق ، زاد التماسك الظاهر. عندما تكون مغمورة أو جافة ، فإن التربة الحبيبية الخشنة ستنهار على الفور إلى زاوية ثابتة ، من 30 إلى 45 درجة ، اعتمادًا على زاوية الجسيمات أو استدارة.
حماية العمال
المنحدرة يمنع فشل الخندق عن طريق إزالة الوزن (من التربة) الذي يمكن أن يؤدي إلى عدم استقرار الخندق. يتطلب الانحدار ، بما في ذلك الجلوس (الانحدار في سلسلة من الخطوات) ، فتحة واسعة في الجزء العلوي من الخندق. تعتمد زاوية المنحدر على التربة والبيئة ، لكن تتراوح المنحدرات من 0.75 أفقيًا: 1 عموديًا إلى 1.5 أفقيًا: 1 عموديًا. المنحدر الأفقي 1.5: 1 عمودي ينحسر 1.5 متر على كل جانب في الأعلى لكل متر من العمق. حتى أدنى منحدر مفيد. ومع ذلك ، فإن متطلبات عرض المنحدرات غالبًا ما تجعل هذا النهج غير عملي في مواقع البناء.
دعم يمكن استخدامه لجميع الظروف. يتكون الشاطئ من عمودي على جانبي الخندق ، مع وجود دعامات بينهما (انظر الشكل 1). تساعد الشواطئ في منع انهيار جدار الخندق من خلال ممارسة القوى الخارجية على جدار الخندق. تخطي الشواطئ تتكون من دعامات عمودية وأقواس متقاطعة مع تقوس التربة بينهما ؛ يتم استخدامها في الطين ، التربة الأكثر تماسكًا. يجب ألا تزيد المسافة بين الشواطئ عن مترين. يمكن تحقيق مسافات أكبر بين الأقواس المتقاطعة باستخدام الأعمدة (أو المشابك) لتثبيت القوائم في مكانها (انظر الشكل 2). إغلاق الأغطية يستخدم في التربة الحبيبية والأضعف تماسكًا ؛ جدران الخندق مغطاة بالكامل بالصفائح (انظر الشكل 3). يمكن أن تكون الأغطية مصنوعة من الخشب أو المعدن أو الألياف الزجاجية ؛ صفائح الخندق الفولاذية شائعة. أغطية ضيقة يستخدم عند مواجهة المياه المتدفقة أو المتسربة. تمنع الألواح الضيقة الماء من التآكل وجلب جزيئات التربة إلى الخندق. يجب دائمًا الحفاظ على نظام التدعيم محكمًا ضد التربة لمنع الانهيار. يمكن أن تكون الدعامات من الخشب أو الرافعات اللولبية أو الهيدروليكية أو الهوائية. يمكن أن تكون ويلز من الخشب أو المعدن.
الرقم 1. تتكون الشواطئ من قوائم على كل جانب من خندق مع أقواس متقاطعة بينهما
الرقم 2. ويلز تمسك بالقوائم في مكانها ، مما يسمح بمسافة أكبر بين الأقواس المتقاطعة
الرقم 3. تستخدم الألواح المغلقة في التربة الحبيبية
دروع أو صناديق الخندق ، هي أجهزة حماية شخصية كبيرة ؛ فهي لا تمنع انهيار جدار الخندق ولكنها تحمي العمال المتواجدين بالداخل. تصنع الدروع بشكل عام من الفولاذ أو الألومنيوم ويتراوح حجمها عادة من 1 متر إلى 3 أمتار وطول 2 إلى 7 أمتار ؛ تتوفر العديد من الأحجام الأخرى. يمكن تكديس الدروع فوق بعضها البعض (الشكل 4). يجب أن تكون أنظمة الحماية في مكانها ضد التحركات الخطرة للدروع في حالة انهيار جدار الخندق. إحدى الطرق هي الردم على جانبي الدرع.
الشكل 4. الدروع تحمي العمال من انهيار جدار الخندق
تتوفر منتجات جديدة تجمع بين صفات الشاطئ والدرع ؛ بعض الأجهزة قابلة للاستخدام في أرض خطرة بشكل خاص. يمكن استخدام وحدات Shield-shore كدروع ثابتة أو يمكن أن تعمل كساحل عن طريق الضغط الهيدروليكي أو الميكانيكي على جدار الخندق. الوحدات الأصغر مفيدة بشكل خاص عند إصلاح فواصل أنابيب المرافق في شوارع المدينة. يمكن دفع الوحدات الضخمة ذات الألواح الواقية إلى الأرض بوسائل ميكانيكية أو هيدروليكية. ثم يتم حفر التربة من داخل الدرع.
غرق
يوصى بعدة خطوات لمنع الانغماس بالمياه أو الصرف الصحي في الخندق. أولاً ، يجب الاتصال بالمرافق المعروفة قبل الحفر لمعرفة مكان وجود أنابيب المياه (وغيرها). ثانياً ، يجب إغلاق صمامات المياه التي تغذي الأنابيب في الخندق. يجب تجنب الكهوف التي تكسر أنابيب المياه أو تسبب تراكم المياه أو الصرف الصحي. يجب دعم جميع أنابيب المرافق ومعدات المرافق الأخرى.
الغازات والأبخرة القاتلة والأكسجين غير الكافي
يمكن أن تؤدي الأجواء الضارة إلى وفاة العمال أو إصابتهم نتيجة لنقص الأكسجين أو نشوب حريق أو انفجار أو التعرض للمواد السامة. يجب اختبار جميع أجواء الخندق حيث توجد ظروف غير طبيعية أو يشتبه في حدوثها. هذا صحيح بشكل خاص حول القمامة المدفونة ، والأقبية ، وخزانات الوقود ، وغرف التفتيش ، والمستنقعات ، والمعالجات الكيميائية وغيرها من المرافق التي يمكن أن تطلق غازات أو أبخرة قاتلة أو تستنفد الأكسجين في الهواء. يجب تفريق عوادم معدات البناء.
يجب تحديد جودة الهواء بأدوات من خارج الخندق. يمكن القيام بذلك عن طريق خفض متر أو مسباره في الخندق. يجب اختبار الهواء في الخنادق بالترتيب التالي. أولاً ، يجب أن تتراوح نسبة الأكسجين بين 19.5 و 23.5٪. ثانيًا ، يجب ألا تزيد القابلية للاشتعال أو القابلية للانفجار عن 10٪ من الحدود الدنيا القابلة للاشتعال أو الانفجار (LFLs أو LELs). ثالثًا ، يجب مقارنة مستويات المواد السامة - مثل كبريتيد الهيدروجين - بالمعلومات المنشورة. (في الولايات المتحدة ، أحد المصادر هو المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية دليل الجيب للمخاطر الكيميائية، والذي يعطي حدود التعرض المسموح بها (PELs)). إذا كان الجو طبيعيًا ، فقد يدخل العمال. قد تصحح التهوية الأجواء غير الطبيعية ، لكن يجب أن تستمر المراقبة. عادةً ما تتطلب المجاري والأماكن المماثلة التي يتغير فيها الهواء باستمرار (أو يجب أن تتطلب) إجراء تصريح دخول. تتطلب إجراءات تصريح الدخول معدات كاملة وفريق من ثلاثة أشخاص: مشرف ، ومرافقة ، ومشترك.
السقوط والمخاطر الأخرى
يمكن منع السقوط في الخنادق وداخلها من خلال توفير وسائل آمنة ومتكررة للدخول والخروج من الخندق أو الممرات أو الجسور الآمنة حيث يُسمح أو يُطلب من العمال أو المعدات عبور الخنادق والحواجز الكافية لمنع العمال الآخرين أو المارة أو المعدات من الاقتراب خندق.
يمكن أن تتسبب المعدات أو المواد المتساقطة في الوفاة أو الإصابة من خلال الضربات في الرأس والجسم والسحق والاختناق. يجب إبقاء كومة الفاسد على بعد 0.6 متر على الأقل من حافة الخندق ، ويجب توفير حاجز يمنع التربة والمواد الصخرية من التدحرج في الخندق. يجب أيضًا منع جميع المواد الأخرى ، مثل الأنابيب ، من السقوط أو التدحرج في الخندق. يجب عدم السماح للعمال بالعمل تحت الأحمال المعلقة أو الأحمال التي يتم التعامل معها بواسطة معدات الحفر.
يجب وضع علامة على جميع المرافق قبل الحفر لتفادي الصعق بالكهرباء أو الحروق الشديدة الناتجة عن التلامس مع خطوط الكهرباء الحية. يجب عدم تشغيل أذرع الرافعة بالقرب من خطوط الطاقة العلوية ؛ إذا لزم الأمر ، يجب تأريض الخطوط الهوائية أو إزالتها.
في كثير من الأحيان ، تتفاقم حالة وفاة أو إصابة خطيرة في خندق بسبب محاولة إنقاذ غير مدروسة. قد يصبح الضحية وعمال الإنقاذ محاصرين ويتعرضون للتغلب على الغازات القاتلة أو الأبخرة أو نقص الأكسجين ؛ غرق أو مشوهة بالآلات أو بحبال الإنقاذ. يمكن منع هذه المآسي المعقدة باتباع خطة السلامة والصحة. يجب صيانة المعدات مثل عدادات اختبار الهواء ومضخات المياه وأجهزة التهوية جيدًا وتجميعها بشكل صحيح ومتاحة أثناء العمل. يجب أن تدرب الإدارة العمال وتطلب منهم اتباع ممارسات العمل الآمنة وارتداء جميع معدات الحماية الشخصية اللازمة.